UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE COAHUILA

Ramos Arizpe Coahuila 17 de Julio de 2015

Asignatura: MANTENIMIENTO PREDICTIVO MECANICO

Tema: PLAN DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO PARA UNA MAQUINA DE INYECCION DE PLASTICO KRAUSS MAFFEI MX 1000-12000

CONFIABILIDAD DE PLANTAGrupo: 9ICPA

Nombre: DANIEL ALEJANDRO RESENDEZ CABELLO

Titular De La Asignatura: YESSICA HERNANDEZ VALDESObjetivo:Disear un plan de mantenimiento predictivo aplicado a la mquina de inyeccin de plsticos de la marca Krauss Maffei MX 1000-12000 con el fin de la reducir y optimizar los gastos en mantenimiento adems de tener mayor confiabilidad tanto del equipo como de los elementos que la conforman.

Justificacin:Para que una empresa pueda tener altos niveles de calidad y productividad, necesita tener un sistema de mantenimiento tanto como preventivo, correctivo y predictivo, que permita cumplir con todos los objetivos y metas de la empresa, contribuyendo en la reduccin de los costos, minimizacin del tiempo muerto de los equipos, mejora de la calidad del producto.

Lo que se busca es explicar el proceso de inyeccion de plastico y hacer un plan de mantenimento eficiente para la maquina de inyeccion Krauss Maffei MX 1000-12000 para observar en que se puede mejorar o reducir los costos de mantenimieto y obtener mayor produccion. Para esto se realiza un plan de accion mensual y un plan de mantenimiento preventivo, tambien lo que se busca es reducir el mantenimeinto correctivo lo cual significa una gran inversion para la empresa.

Introduccin:DesarrolloInformacin del equipoMquina de inyeccin de plsticos Krauss Maffei MX 1000-12000 (Fig.1)

Fig.1Funcionamiento de la mquina de inyeccin Krauss Maffei MX 1000-12000El moldeo por inyeccin es un proceso semicontinuo que consiste en inyectar un polmero, cermico o un metal[] en estado fundido (o ahulado) en un molde cerrado a presin y fro, a travs de un orificio pequeo llamado compuerta. En ese molde el material se solidifica, comenzando a cristalizar en polmeros semicristalinos. La pieza o parte final se obtiene al abrir el molde y sacar de la cavidad la pieza moldeada.

El ciclo de inyeccinSe puede dividir en las siguientes seis etapas:Se cierra el molde vaco, mientras se tiene lista la cantidad de material fundido para inyectar dentro del barril. El molde se cierra en tres pasos: primero con alta velocidad y baja presin, luego se disminuye la velocidad y se mantiene la baja presin hasta que las dos partes del molde hacen contacto, finalmente se aplica la presin necesaria para alcanzar la fuerza de cierre requerida.

Fig. 2 Cierre del molde e inicio de la inyeccin

El tornillo inyecta el material, actuando como pistn, sin girar, forzando el material a pasar a travs de la boquilla hacia las cavidades del molde con una determinada presin de inyeccin.

Fig. 3 Inyeccin del material

Al terminar de inyectar el material, se mantiene el tornillo adelante aplicando una presin de sostenimiento antes de que se solidifique, con el fin de contrarrestar la contraccin de la pieza durante el enfriamiento. La presin de sostenimiento, usualmente, es menor que la de inyeccin y se mantiene hasta que la pieza comienza a solidificarse.

Fig. 4 Aplicacin de la presin de sostenimientoEl tornillo gira haciendo circular los grnulos de plstico desde la tolva y plastificndolos. El material fundido es suministrado hacia la parte delantera del tornillo, donde se desarrolla una presin contra la boquilla cerrada, obligando al tornillo a retroceder hasta que se acumula el material requerido para la inyeccin.

Fig. 5 Plastificacin del material

El material dentro del molde se contina enfriando en donde el calor es disipado por el fluido refrigerante. Una vez terminado el tiempo de enfriamiento, la parte mvil del molde se abre y la pieza es extrada.

Fig. 6 Enfriamiento y extraccin de la pieza

El molde cierra y se reinicia el ciclo.

Partes principales de la mquina de inyeccin de plstico Krauss Maffei MX 1000-12000 (Fig.7)

Fig.7Unidad de inyeccin

Fig. 8 La unidad de inyeccin plastifica e inyecta el polmero fundido.La unidad de inyeccin realiza las funciones de cargar y plastificar el material slido mediante el giro del tornillo, mover el tornillo axialmente para inyectar el material plastificado hacia las cavidades del molde y mantenerlo bajo presin hasta que sea expulsado. El tornillo tiene una accin reciprocante adems de girar para fundir el plstico, se mueve de manera axial para actuar como pistn durante el proceso de inyeccin.La unidad de inyeccin consta de un barril (o can) de acero capaz de soportar altas presiones, este cilindro va cubierto por bandas calefactores para calentar y ayudar a fundir el material mientras avanza por el tornillo. Consta adems de una unidad hidrulica que es la que transmite el movimiento lineal al husillo en el proceso de inyeccin. Algunas mquinas tienen 2 unidades hidrulicas, una para la inyeccin y otra para el cierre.

Componentes principales de la unidad de inyeccin:BoquillaCanHusilloResistencias y termoparesMotor hidrulico o elctricoPisto de inyeccinTolva para material o equivalente

Motor hidrulico o elctricoPara hacer girar el husillo dentro del can tenemos que aplicarle una fuerza de rotacin, est la vamos a lograr por medio de un motor, el cual puede estar accionado de forma hidrulica o elctrica.Los motores hidrulicos, como su nombre lo dice toman la fuerza para girar a partir de la presin de aceite, por lo que mientras el husillo est cargando, la maquina no puede realizar ninguna otra operacin. Pistn de inyeccinUnido al motor que hace girar al husillo se encuentra el pistn de inyeccin. Este pistn que est directamente unido al husillo y tiene dos funciones principales: el primero, empujar al usillo para que este genere la inyeccin y la segunda, cuando se est cargando el material en la cmara, aplica presin hidrulica para que este no permita el regreso del husillo, esto se le llama contrapresin.Unidad de cierreLa unidad de cierre es el sistema en el cual va montado el molde. Esta unidad est compuesta por muchos componentes que le permiten dar el movimiento axial de apertura y cierre al molde. Como parte de esta unidad estn las platinas) en donde es bridado el molde), las barras, el sistema de seguridad mecnico de cierre.Es unaprensa hidrulicaomecnica, con unafuerzade cierre suficiente para contrarrestar la fuerza ejercida por el polmero fundido al ser inyectado en el molde.La unidad hidrulicaLa unidad hidrulica (fig. 9) es la encargada de generar la presin (por medio de las bombas), para realizar los movimientos, mantener limpio y a temperatura el aceite, y a travs de sus vlvulas, pistones y mangueras ejecutar todos los movimientos de la mquina. Fig. 9La unidad de controlLa unidad de control (fig.10) es en donde se procesa toda la informacin que se genera en la mquina, ms la informacin que se le introduce. Es obvio que este tablero cuanta con un microprocesador en el cual se reciben todas las seales, se analizan y ejecutan las respuestas.

Fig.10La unidad de mandoPara poder comunicarse con la maquina se necesita un traductor de los deseos para que la maquina capte toda la informacin y la ejecute. Toda la comunicacin se hace a travs del tablero de control, en el cual se ordena y la maquina responda.En la figura 11 se puede ver el tablero de control de una mquina Krauss Maffei, se puede observar que cuenta con un teclado en el cual se puede decirle a la maquina lo que le pidamos que realice y una pantalla en la cual se puede ver lo que la mquina est haciendo. Parte de las teclas son para cargar datos y otras para ejecutar movimientos.

Fig. 11

Accesorios de una inyectoraA una mquina de inyeccin bsica se le pueden adicionar una cantidad impresionante de accesorios. Se le llama accesorios a todo equip extra que puede traes o tener la mquina. Una vez que le son agregados estos pertenecen a la mquina, que a diferencia de los perifricos estos se cambian fcilmente de una maquina a la otra.

Entre estos accesorios encontramos: Acumuladores Bombas de presin Cargadores de material Control de temperatura de molde Flujometros Husillos Proteccin trmica del can Sistema de botado Platinas magnticas Noyos hidrulicos Vlvulas de aire Vlvula de can Software de control estadstico Control de colada caliente Unidad de inyeccin (extra)

MoldeEl molde (fig.12) es el espacio donde se genera la pieza; para producir un producto diferente, simplemente se cambia el molde, al ser una pieza intercambiable que se atornilla en la unidad de cierre.

Fig. 12Rutas y Frecuencias para la toma de datosFormatos para recoleccin de datosMANTENIMIENTO PREVENTIVO INYECTORA SEMANA

INYECTORA

REALIZO

AUTORIZO

SEMANAFECHATURNO

MECANICOL M M J V S D

1.- Limpiar ventiladores y filtros de ventiladores.

2.- Limpiar barras de conexin y varillas gua.

3.- Revisar protectores de rea de ajuste de altura de molde.

3.- Revisar protectores de rea de ajuste de altura de molde.

4.- Revisar protector de la platina.

5.- Revisar el escudo de banda del calentador.

6.- Revisar protectores de la unidad de inyeccin.

7.- Revisar protectores de acoplamientos de la bomba.

8.- verificar que el nivel de aceite hidrulico sea adecuado.

9.- Rellenar con aceite filtrado.

10.- Revisar guas, varillas de inyeccin y mordazas.

11.- Revisar guas y unidad de inyeccin de lubricacin.

12.- verificar la temperatura de aceite (110F a 130F) anotar temperatura.

13.- verificar si hay ruidos anormales y si la maquina funciona suavemente.

ELECTRICO

1.- Revisar circuito protector molde cerrado baja presin.2.- Probar interbloques protectores fijos delanteros y traseros.3.- Probar interbloqueo elctrico y escudo protector de purga.4.- Probar paro de emergencia del operador.COMENTARIOS

5.- Checar relevadores de seguridad.

El formato anterior se utiliza para la recoleccin de datos por medio del check list, para inspeccionar y controlar adecuadamente las reas ms crticas de la mquina de inyeccin Krauus Maffei MX 1000-12000, este se realiza por medio del mantenimiento preventivo que se le realiza a las mquinas de inyeccin con una frecuencia semanal, adems junto con los formatos de mantenimiento correctivo que a continuacin se muestra, se realiza un anlisis de fallas, para ver la repetitividad de las fallas, y tomar acciones tanto como, correctivas, preventivas y predictivas.MANTENIMIENTO CORRECTIVO

FECHA DE INICIO DESCRIPCIONNOMBRE DEL EQUIPO CAMPO DE CLASIFICACIONFECHA DE FIN HORA ACTUALLOCALTIPO DE ORDENPASOCUADRILLAPUESTODESCRIPCION DEL TRABAJO

Llenado porfirmaFirma de conformidadTrabajo realholgura

COMENTARIOS

La recoleccin de datos del mantenimiento correctivo se lleva a cabo por medio del formato anterior (orden de trabajo), adems el tcnico en turno llena la accin correctiva que se le realizo a dicha maquina en una bitcora, esto se realiza diariamente al finalizar el turno de trabajo, esta bitcora se llena con la siguiente informacin: Descripcin del problema Accin o correccin realizada Maquina a la cual se le realizo el trabajo Tiempo de inicio y fin del trabajo realizadoEsto aplica a cada actividad correctiva que realizo el tcnico en el turno. Igualmente que con los formatos de mantenimiento preventivo se recopila la informacin de la bitcora y se realizan graficas de las fallas de las mquinas de inyeccin para observar cual es la falla con ms problemas durante el mes y aplicar las medidas correspondientes y poder proseguir con el plan de accin y si es necesario realizar un anlisis ms profundo de dicho problema, como por ejemplo anlisis de aceite por alguna falla en falta de potencia, problema con los filtros finos de la mquina de inyeccin Krauus Maffei, problemas con el intercambiador de calor, alarmas de temperatura de aceite, etc. O anlisis de vibraciones en el motor, por problemas mecnicos, ruido extrao durante el proceso, calentamiento de lneas, prdida de potencia del husillo, o dao interno del motor.Al principio, por lo general solo se aplicaba el mantenimiento preventivo y correctivo, por la razn de que las maquinas eran nuevas, pero con el paso del tiempo se fueron aplicando acciones predictivas para la reduccin tanto de costos en el mantenimiento correctivo y preventivo as como tiempos muertos en el proceso de inyeccin con el fin de tener mayor productividad.

En el siguiente formato se muestra las partes ms crticas de las cuales se tiene que llevar un control adecuado. Mantenimiento predictivo: Tareas de seguimiento del estado y desgaste de una o ms piezas o componente de equipos prioritarios a travs de anlisis de sntomas, o anlisis por evaluacin estadstica, que determinen el punto exacto de su sustitucin.Para este mantenimiento es necesario identificar las variables fsicas (temperatura, presin, vibracin, etc.) cuyas variaciones estn apareciendo y pueden causar dao al equipo.

Este mantenimiento predictivo se hace cada tres meses para monitorear el estado general de la mquina.

MANTENIENTO PREDICTIVO1.- Anotar horash (el contador de horas se encuentra en el gabinete)2.- Offset transductores de presin P1-JP1 a bar 0 +/-5 bar (2%) o.k. ( ) PL a bar 0 +/-5 bar (2%) o.k. ( ) PL1 a bar 0 +/-10 bar (2%) o.k. ( ) P2 a bar 0 +/-510 bar (2%) o.k. ( )3.- Temperatura de fluido hidrulicoC entre 40 y 45 si esta fuera de tolerancia hay que calentar.4.- Sistema de hidrulicoPrueba de bombas con 301/min, 250 bar, hibridoSolo evolution: p1jp1 a bar minimo 180 bar o.k. ( )Solo carat:prueba de bombas con 250 bar, paralelo Fase 1: p Sysbar minima 220 bar o.k. ( ) Fase 2: p Sysbar minima 220 bar o.k. ( ) Fase 4: p Sysbar minima 220 bar o.k. ( )5.- Unidad de cierre Modo manual, v l op: fase 8, abrir moldeSlmm (programado) Sl a mm (real) diferencia max. +/- 2mm o.k. ( )Comparar la velocidad mvil con otra mquina p.k. ( )

Anlisis de datos y evaluacin del estado mecnico del equipoYa que se recolectaron los datos de la mquina Krauss Maffei MX 1000-12000, tanto del molde como de la unidad de inyeccin, se prosigue a realizar las grficas, con el fin de analizar las fallas surgidas durante el mes y aplicar las medidas necesarias para la correccin de dichas fallas.

En la siguiente grafica se puede ver los problemas surgidos durante un mes en la mquina de inyeccin Krauus Maffei MX 1000-12000 (KM MX), en resumen se puede decir que se tuvo un problema severo con la bomba hidrulica, por la avera de los retenes, lo cual origino la fallas de los otros componente, en la columna vertical se muestran los minutos de tiempo muerto producido por las fallas y en la columna horizontal se muestra el componente averiado.

Asignacin de tcnicas y/o tareas para la correccin de fallas Por este problema se decidi realizar un anlisis causa raz del problema con el cual se dedujo que los retenes presentaban desgaste por corrosin, ocasionada por el aceite contaminado lo que con llevo a afectar los dems componentes.

La accin tomada por el departamento de mantenimiento despus de solucionar este problema, fue que se empez a filtrar el aceite de forma peridica y agregar a l plan de mantenimiento un anlisis de aceite para todas las maquinas con el fin de saber las condiciones en que trabaja el aceite en cada mquina. Este anlisis de aceite se realiz por medio de personal externo especializado en el tema. A continuacin se explica el mtodo de la toma de la muestra del aceite y el resultado del anlisis de aceite.

Toma de muestra del equipo Krauss Maffei MX 1000-12000 (Fig. 13)

Para obtener resultados precisos del anlisis, en primer lugar debe tomar una muestra representativa. Para conseguir resultados ptimos:

tome las muestras siempre a los mismos intervalos y en el lugar correcto.

1.- Extraiga una muestra de aceite representativa en el punto de toma de muestras.

2.- Cierre bien el tapn del frasco de muestras. Inspeccione a simple vista la muestra para comprobar si contiene partculas, agua u otros productos contaminantes. Si se observa contaminacin, tome medidas de correccin. Una vez corregida la situacin, tome otra muestra.

3.- En la etiqueta de la muestra, aada datos de tendencias adicionales (fecha, hr/mi/km, etc.) Con bolgrafo

4.- Fije la etiqueta de la muestra completada al frasco de muestras

5.- Coloque el frasco de muestras en el recipiente de transporte negro y cierre bien el tapn.

6.- Fije al recipiente la etiqueta postal. Enve la muestra para su anlisis.

Fig. 13El resultado

Fig. 14 antes y despus de instalar filtros finos a la maquina

AntesDespus

Partculas solidas

22/19/1712/9/7

Agua

230 ppm41 ppm

Nivel de resinas(oxidacin)

Color negroColor blanco

Horas de paradasImprevistas

(3.500 x 0,05) = 175 horas(2.500 x 0,02) = 70 horas

Duracin del aceite8.000 horasTodava no haCambiado *)

Limpieza del tanque

Cada aoNunca

La solucinSegn el anlisis del aceite, este est en buenas condiciones no se requiere cambio por completo. Se instalaron filtros finos (Fig.15) en la inyectora, eliminando hasta 3 m absolutas agua y resinas (productos finales de la oxidacin del aceite). Con los filtros se han reducido los gastos de mantenimiento. Adems IPASA redujo las horas de paradas imprevistas. Esto significa mayor productividad.

Fig.15 Filtro fino Filtro de aspersin Filtro de succin

Conclusiones del anlisis del aceite Cuando estas partculas contaminantes circulan a gran velocidad y presin ocasionan desgaste por abrasin, fatiga y erosin. La combinacin de partculas de metal, que actan como catalizadores, con agua y oxgeno a temperaturas relativamente altas, aumentan y aceleran la oxidacin del aceite. Durante este complejo proceso de oxidacin, la polimerizacin produce estructuras moleculares muy pegajosas, que normalmente denominamos resinas. Debido a su tamao microscpico, no son eliminadas por los sistemas tradicionales de filtracin y por su estructura pegajosa y efecto corrosivo, afectan directamente a la eficacia y seguridad del sistema hidrulico. El aceite contaminado causa el 80 % de los fallos y paradas de las mquinas.

Las partculas slidas se multiplican continuamente. Especialmente las partculas ms pequeas, son las ms peligrosas y tienen la habilidad de pasar por los sistemas de filtracin de la mquina causando daos muy graves. Las bombas y servo-vlvulas estn calibradas para permitir el paso del fluido de 1-10 y como resultado de esto, son altamente sensibles a partculas slidas. Los cambios constantes en la temperatura del aceite provocan condensacin. El agua causa oxidacin en el aceite.Se recomienda agregar al plan de mantenimiento el anlisis de vibraciones para evitar futuros problemas con los elementos rotatorios de la mquina de inyeccin como los son el motor elctrico, la bomba hidrulica y el husillo.Tambin se puede aplicar a los distintos equipos que se encuentran en la planta como lo son los molinos, compresores, chillers, torres de enfriamiento, actualmente no se realiza este tipo de mantenimiento predictivo, la gran mayora de mantenimientos se realiza en el momento de ocurrir los daos, o sea, que solo se practica el mantenimiento de forma correctiva en la mayora de los equipos.

Este proceso de mantenimiento y la forma de aplicacin era la principal causa de que se presentaran diferentes situaciones e inconvenientes que afectaban considerablemente el proceso de produccin de la empresa IPASA. Aunque esta empresa como es pequea y relativamente nueva, encontr en el mantenimiento correctivo una solucin pensando en el corto plazo, ya que, el gerente de produccin pensaba que los equipos no iban a presentar daos significativos en los primeros aos de funcionamiento.

Con el paso del tiempo se fueron aplicando acciones preventivas anteriormente mencionadas y se planea aplicar acciones predictivas al plan de mantenimiento, as como comprar equipos necesarios para la realizacin de futuros anlisis de mantenimiento predictivo a los equipos en general y no solo a las inyectoras de plstico.

Al ser una empresa pequea que no tiene constituido un departamento de mantenimiento, el gerente de produccin es el encargado de la gestin de dicho proceso y el mantenimiento de las mquinas. El objetivo de analizar estas componentes, es conocer el comportamiento de las vibraciones es las diferentes direcciones, ya que proporcionan informacin para analizar el fenmeno que producen las vibraciones.

Para la realizacin de este tipo de anlisis se puede realizar de dos formas 1).-Contratar el servicio, 2).- Adquirir un medidor de vibraciones, adems de capacitar al personal para hacer el respectivo tipo de mantenimiento.

Monitoreo y controlPara el monitoreo y control de mantenimiento se realiz un plan de actividades de mantenimiento preventivo-predictivo, incluyendo las actividades de anlisis ates mencionadas para un mejor control del mantenimiento, y como consecuencia la reduccin de gastos en el mantenimiento y una mayor productividad, tambin se realiz un plan de accin para revisar avances de posibles soluciones, acciones correctivas, as como la designacin de tareas para los departamentos involucrados en la produccin y el mantenimiento. Estos planes se muestran a continuacin.

Conclusiones En el presente trabajo se explic cmo desarrollar el plan de mantenimiento para una mquina de inyeccin Krauss Maffei 1000-12000, cabe a resaltar que el plan de mantenimiento se debe adaptar a la funcionalidad de cada mquina, adems se explica la partes principales de la mquina de inyeccin as como su principio de funcionamiento, esto se realiz con el fin de diagnosticar y solucionar los problemas surgidos en la mquina para alargar la vida de la misma, aumentar la produccin, aumentar la produccin y por tanto reduccin de costos de mantenimiento.

Es importante considerar que la productividad de una industria aumentar en la medida que las fallas en las mquinas disminuyan de una forma sustentable en el tiempo. Para lograr lo anterior, se necesita contar con la estrategia de mantenimiento ms apropiada y con personal capacitado tanto en el uso de las tcnicas de anlisis y diagnstico de fallas como tambin con conocimiento suficiente sobre las caractersticas de diseo y funcionamiento de las mquinas.

La importancia de explicar el proceso para realizar el producto final que ofrece IPASA es necesario para tener una mejor idea de cmo se trabaja, para esto se debe conocer los componentes basicos de una maquina inyetora y como detectar fallas .

Tambien se debe tomar en cuanta en que se esta fallando, tanto en el mantenimiento preventivo como correctivo para tener mejor produccion y reduccion de costos.

Explicar el proceso de cmo se trabaja en IPASA o en cualquier otra fbrica de inyeccin de plsticos resulta una herramienta esencial para comprender mejor el proceso de cmo realizar productos de plstico.

La informacin aqu mostrada se obtuvo de la tesina realizada por m en el periodo de estadas en la empresa Industrial de Plsticos ARMA S.A de C.V (IPASA)

Por ultimo en este trabajo se explica la evolucin del mantenimiento en la planta IPASA, desde correctivo hasta implementar actividades predictivas.

Bibliografa: Tesina: Anlisis de Produccin y Defectos Principales Reporte de estada para la presentacin de examen profesional para obtener el ttulo de: Tcnico Superior Universitario en Mantenimiento rea Industrial, Elaborado por: Daniel Alejandro Resendez Cabello.

Alfredo Caldern Gmez, proceso y solucin de problemas en inyectoras de plsticos, mtodo acg.

Manual de la mquina de inyeccin Krauss Maffei MX 1000-12000.