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Quizás parece simplemente demasiado lejano un objetivo, basado en obstáculos percibidos como las limitaciones de su planta, el conocimiento requerido, los procedimientos apropiados, y el tiempo y el dinero que se necesita para hacerlo realidad. Este artículo proporcionará el conocimiento paso a paso de lo que se necesita. Comencemos con una de las preguntas más importantes en la mente de cualquier gerente, "¿Estos procedimientos extra saldan financieramente los costos de mantenimiento planificado así como un aumento del tiempo de producción?"

Como la mayoría de los defectos de la máquina se revelan a sí mismos por el aumento de los niveles de vibración en ciertas frecuencias, hay otros defectos de la máquina que se revelan a sí mismos a través de un aumento de la temperatura, aumento de amplitudes de ultrasonido, etcétera. Sin embargo, los aumentos primarios de vibración son relativamente sencillos de listar. La experiencia de mi compañía viene por ensenar seminarios por más de 50 años a través de todas las áreas industriales de EEUU, Canadá, y en más de 51 países en todo el mundo. Los puntos siguientes representan lo que hemos encontrado de ser verdad para la mayoría de las fuentes que producen aumento de las amplitudes de vibración.

  • El desbalanceo del rotor representa cerca del 40%
  • La desalineación de los coples del eje representa cerca del 50%
  • Todas las demás Fuentes de problemas como cojinetes mal instalados, ejes doblados, armadura excéntrica, problemas de la barra del rotor, y todo lo demás, son solo cerca del 10%

Creemos que el 90% de todos los problemas de la maquinaria pueden ser prevenidos fácilmente antes de que ocurran en primer lugar.

Comenzando con el lado financiero, un molino de papel tomó nuestra sugerencia para registrar las amplitudes más altas de vibración en aproximadamente 50 bombas ordinarias, cada una con la velocidad nominal similar de 1800 rpm. Después, graficaron las amplitudes en orden descendiente. En el mismo gráfico, también registraron sus costos de mantenimiento para las mismas bombas por un período de dos años. Aunque yo siempre había credo que la disminución de la vibración tiene como resultado la disminución del gasto de mantenimiento, me sorprendí realmente con los resultados. La primera "sorpresa" fue que ya tenían bombas con amplitudes en el rango de amplitud de "precisión", que era nuestro objetivo. La precisión fue medida en amplitudes de aproximadamente 0.03 pulgadas/seg y menos. Para estas bombas, el mantenimiento sobre el período de dos años costaba aproximadamente USD $4,500 y menos.

Para esas bombas con amplitudes de aproximadamente 0.03 a 0.05 en/seg, los costos de mantenimiento fueron alrededor USD $4.500 a $7.500.

Y ahora vienen los resultados sorprendentes de las bombas que tuvieron amplitudes de aproximadamente 0.1 pulgadas/seg. Recuerde, probablemente 90% (o más) de los especialistas de vibración o monitoreo de condición, aceptan generalmente esas máquinas que tienen amplitudes de vibración de 0.1 pulgadas/seg o menos como "bueno". Ahora, para la ¡asombrosa diferencia financiera! Las bombas con amplitudes de aproximadamente 0.06 pulgadas/seg a 0.1 pul/seg todas tienen costos de mantenimiento de aproximadamente USD $10,000-$17,000 sobre el mismo periodo de tiempo. ¡La diferencia entre las bombas con un nivel de vibración de precisión de 0.03 pul/seg y la ordinaria 0.1 pul/seg fue de más de USD $5.000 por bomba! ¡Para aquellas de más de 0.1 pul/seg usted no quiere saber los costos financieros de mantenimiento!

Algunos gerentes de planta y de mantenimiento piensan que estas diferencias en costos de mantenimiento forman parte del discurso de venta de una compañía que vende cursos de capacitación de vibración. No tanto. Yo le desafiaría a determinar los costos de mantenimiento de su propia planta contra los niveles de vibración realizando una inspección de planta que con las prácticas y las actitudes actuales de sus propios técnicos, supervisores y gerentes combinados con su cooperación hacia objetivos para un mantenimiento de precisión/proactivo más grande. Afrontémoslo, reduciendo costos de mantenimiento por un 50% sería un sueño hecho realidad. Vemos lo que tomaría tomar las acciones y el tiempo para lograr esto. ¿Realmente lo valdrá? Averigüémoslo.

¿Por dónde empezar?

El lugar más fácil para empezar es el de especificar que todos sus motores nuevos o reconstruidos tendrán una especificación de vibración de 0.03 pul/seg o menos (usted probablemente ya puede oír el chillido!). Una planta dio una especificación de 0.05 pulgadas por segundo a su personal de reconstrucción de motores. Ellos también probaron el nivel de vibración de cada motor a su llegada, colocándolo en un tapete de plástico para que no estuviera caminando en el suelo (que eliminó la necesidad de fijar la máquina al piso). Al técnico reconstructor se le informo que los motores más allá de 0.05 pul/seg serían enviados de regreso con los gastos cargados a el. ¿El resultado? ¡Veamos!

Al principio, 75% de todos los motores reconstruidos pasaron la prueba. Eso significó que ese trabajo sería necesario sólo para el 25% de los motores. Esto requiere generalmente la necesidad para un mejor balanceo y un ensamble más cuidadoso. El reconstructor, por supuesto, ahora realiza rutinariamente mejores pruebas y correcciones que nunca antes. Generalmente uno de sus propios miembros del equipo de vibración puede aprender los procedimientos de la prueba de balanceo y corrección en sólo dos días.

Una fase separada de este programa de precisión, implica balanceo de precisión del rotor. Obtener el balanceo de precisión en todos los rotores que atraviesan su propio taller o el taller del contratista es prioritario. La mayoría de los principales fabricantes de maquinaria nueva indicarán que sus tolerancias de balanceo son basadas en "estándares internacionales" o (estándares de ISO). Sin embargo, yo estuve en el comité original de ISO para determinar esos estándares. Las discusiones para esos estándares fueron realizadas alrededor de 1956. La mayoría fueron suministrados por el comité de una nación. Ellos hicieron una buena labor para ese tiempo en la historia, pero los estándares fueron basados en expectaciones durante la Segunda Guerra Mundial. Hoy, la situación competitiva del mundo ha cambiado drásticamente y para ser proactivo en un mundo de precisión, debemos realizar rutinariamente mejor procedimientos de balanceo.

El estándar de ISO que es utilizado por la mayoría de los nuevos fabricantes de maquinaria utiliza el estándar ISO G 6.3. Su recomendación es para motores ordinarios, las bombas y otra maquinaria general; sin embargo su estándar considerablemente más cerca recomienda el estándar G 1.0. Esa pequeña tolerancia fue recomendada para el equipo como "grabadoras". Sin embargo, alrededor del mismo tiempo, la Marina de los EEUU preparó una especificación para motores, bombas y otra maquinaria general que fue el 4 W/N~ 4 veces el peso del rotor (en ese extremo del rotor) en libras. N eran las RPM operacionales del rotor. Este estándar fue creado para lo que fue llamado "submarinos atómicos" (ahora llamados submarinos nucleares).

Casualmente la órbita de línea central creada por un rotor balanceado a G 1.0 fue sólo cerca de 20 a 25% más que la órbita creada por 4 W/N. Como resultado, la mayoría de las plantas que recomiendan el balanceo de precisión para la reducción de costo de mantenimiento usan generalmente la G 1.0.

¿Cuánto trabajo de mas se necesita?

Consideremos cuánto más esfuerzo requiere obtener el balanceo de G 6.3 hacia abajo a G 1.0 (o 4 W/N). Antes de comenzar, reconozca que la línea central del rotor alrededor del eje de rotación es aproximadamente 6 veces más que la órbita para G 1.0. ¡También recuerde que una órbita que resulta de un balanceo a 4 W/N es "suficientemente bueno para un submarino nuclear" – y eso es realmente, muy bueno!

El operario de la máquina de balanceo tiene que configurar apropiadamente la máquina ya sea si planea dejarla en G 1.0, G 2.5 (compromiso usual tolerancia intermedia) o yendo completamente a G 1.0. El tiempo de configuración es el mismo para cualquier tolerancia.

Una vez que se logran aproximadamente G 6.3, un balanceo cuidadoso adicional a G 1.0 requerirá generalmente una media hora más. Sin embargo, asuma que esto es un nuevo objetivo para la operación (que puede necesitar un día o dos de capacitación adicional). ¡Cambie la media hora a una! El verdadero balanceo de precisión requiere un ensamble del rotor más cuidadoso. Un ensamble más cuidadoso comienza en la máquina de balanceo y continúa por los mecánicos que realizan el ensamble final. Para estos pasos cuidadosos, asuma ½ hora (pero una vez que es rutinario, sólo unos cuantos minutos).

Ahora hablemos de la alineación de precisión, también "suficientemente buena para un submarino nuclear". En la mayoría de las plantas los tiempos usuales de alineación son reducidos a acerca de la mitad por una capacitación de precisión apropiada. Sin embargo, para los principiantes, hay que agregar media hora más.

Y, por supuesto, al igual que con todas las habilidades, hay detalles que aprender. Por ejemplo, hay diferentes procedimientos de balanceo para rotores estrechos y sobresalidos, comparado con rotores balanceados con ambos planos en medio de los cojinetes. Los engranajes tampoco son un problema cuando usted sabe los conceptos básicos. El balance de campo, por supuesto, requiere sus propios detalles especiales. Ahora lo que se necesita es otra prueba de FFT de todas las máquinas que estén trabajando, para determinar si cualquier vibración de picos en frecuencias específicas revelaría posibles resonancias a esas frecuencias. El mecánico obtiene las lecturas de FFT de la posición de la máquina que produjo la peor lectura. Ya sea buena, mala o indiferente, el mecánico afloja y aprieta cada perno, de uno en uno, mientras observa para cuando las disminuciones más grandes en los picos específicos de vibración ocurren. Esto se llama la prueba de resonancia del pie del marco. Casi todas las máquinas mostrarán una disminución apreciable en la amplitud en uno o más de los picos de vibración. Una cantidad "apreciable" es generalmente una expectación de por lo menos una 30% de disminución. En el perno que produjo la disminución más grande en la amplitud, cuidadosamente se aplica el re-calzado. Generalmente, el re-calzado es suficiente. Sin embargo, en algunas situaciones, pruebas adicionales de resonancia son necesarias para determinar cuál parte de la tubería de la máquina, del sistema de soporte, cubiertas, etc. es resonante y requiere corrección. Generalmente un miembro del equipo de vibración de la planta realiza estas correcciones de resonancia. Sin embargo, trabajando con el mecánico que puso la máquina junta y realizó la prueba de pie del marco, el mecánico aprende generalmente lo suficiente para realizar futuras pruebas de resonancia sin la necesidad de que el especialista este siempre presente.

Para la prueba de la medida de FFT de resonancia del pie de marco y correcciones subsiguientes, agregue media hora. Si la resonancia va más allá del marco o patina y requiere de trabajo, por ejemplo, en la tubería, cubiertas, rayos, los rincones entre tubos horizontales y verticales, requerirían una hora adicional.

Ahora veamos lo que las pruebas de FFT de los especialistas mecánicos o de vibración revelaron. A veces, en vez de mostrar los picos usuales de vibración de sólo 1x, 2x, quizás 3x o 4x RPM, el grafico revela harmónicos (múltiplos exactos de RPM) que están esparcidos a través de la principal parte del espectro. Aunque tal harmónico sea generalmente el resultado de un roce o de la holgura, mi experiencia más reciente de la compañía indica que la causa primordial más probable se origina en el elemento rodante de un cojinete que ha sido instalado demasiado apretado, flojo o mal puesto. Para determinar cual cojinete causó que el harmónico pudiera implicar una discusión adicional con el mecánico que realizó el trabajo principal de ensamble. Aunque esto pueda requerir media a una hora de discusión, los resultados de corregir el problema antes de regresar la máquina a operaciones, es invaluable.

Los costos, la recuperación

Así que permítanos revisar el trabajo extra necesario para conseguir que sus máquinas comisionadas rutinariamente con amplitudes de vibración de 0.02, o como máximo, 0.04 pul/seg:

precision_1

Así que si tomamos 4.5 horas, a razón de USD $100/hora, serian $450.00

Eso es USD $450 por maquina, con menos de la mitad que los costos de mantenimiento usuales. Pero, aún más valioso que los ahorros de mantenimiento, usted también conseguirá menos de la mitad de la producción perdida que acompaña generalmente que la máquina se apague para reemplazar un cojinete, rotor o sello. ¿Valió la pena? ¡Usted decide! La parte más difícil es de cambiar su cultura de mantenimiento de "ordinario, bueno, suficientemente bueno" a "precisión/proactivo – suficientemente bueno para un submarino nuclear". Toma varios días de reuniones, seguimiento e inspecciones continuas. Con el proceso correcto y la actitud correcta, no debe tomar más de un mes.

Ralph T. Buscarello es el fundador y director general de Update International, una compañía líder en la capacitación de mantenimiento de maquinaria de vibración. Como un pionero y una autoridad líder en el análisis de vibración, él ha realizado seminarios en más de 40 países en todo el mundo. Dirige actualmente el desarrollo general de Capacitación y servicios de consultoría para la compañía. Ralph tiene 48 años de experiencia en la mejora práctica de la vibración en la maquinaria, enseñando desde hace 36 años en más de 40 países en todo el mundo. Aunque el Sr. Buscarello tiene licenciaturas en ingeniería, mecánica y administración, de la Universidad de Denver, el es especialmente reconocido por sus explicaciones fáciles de entender por lo cual su enseñanza es fácil de entender y de aplicar. Ralph puede ser localizado en 800-530-4215 o 303- 986-6761.

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