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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍAMECÁNICA Y ELÉCTRICA
MÉXICO, D.F. 2009
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
P R E S E N T A :
INGENIERO ELECTRICISTA
LUIS MANUEL HERNÁNDEZ ANGELES
“OPTIMIZACION DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVOA MOTORES DE ROTOR DEVANADO DE 3600 KW, CON
6600 VOLTS, QUE MUEVEN MOLINOS DE CEMENTOCON CAPACIDAD DE 120 TONELADAS POR HORA¨
Doy gracias a ……………
…Dios: Por darme la vida, la fe, la esperanza y el amor.
…A mis padres: Por transmitirme los valores más importantes de un ser humano.
Gracias Papá, por trabajar tan duro para darme lo suficiente y algo
más, por hacer de mi una persona de bien, con los valores que me transmitiste,
como la honestidad, la puntualidad, el respeto a los demás, la responsabilidad de
mis actos y acciones. “te amo”
Gracias Mamá por cuidar de mi durante toda mi vida, por ser la mujer
que más amo en el mundo y por darme el valor del sacrificio, la entrega, el perdón
y la valentía para enfrentar los retos que se me presentan en la vida.
…A mis abuelos Lupita, Lucha, Chanito y Zena por sus consejos y apoyos,
aprendí gran parte de la vida.
…A mis hermanos: Por mantenernos unidos siempre y apoyarme en el momento
que más los he necesitado
Gracias Rosy por tu apoyo y bendición
Gracias Mace por tu ayuda cuando el tiempo no me alcanza para
hacer todas las cosas que debo hacer
Gracias Efra por tu incondicional ayuda en el momento que lo
necesito
…A mí esposa por su comprensión y amor que me ha demostrado…te amo.
…A mis hijos por su alegría que transmiten, lo que hace que mí hogar sea el lugar
donde siempre quiero estar.
…A mi escuela y mis maestros por permitirme ser parte de Instituto Politécnico
Nacional.
Nombre: Luis Manuel Hernández Angeles Número de Boleta: 8114305
Tema:
Optimización del mantenimiento preventivo a motores de rotor devanado de 3,600
KW, 6,600 volts, que mueven molinos de cemento con capacidad de 120
toneladas por hora.
Objetivo:
Planeación del mantenimiento para evitar paros imprevistos y costos elevados de
reparación en el sistema mecánico – eléctrico de motores de rotor devanado como
los usados en molinos de cemento. Asegurando la disponibilidad y óptima
operación.
Justificación:
Mediante este plan de mantenimiento preventivo mecánico – eléctrico se
obtendrán varios beneficios desde el punto de vista operativo, como son paros
imprevistos y costosos, mejor vida útil del equipo, reducción de costo de
mantenimiento, calidad del producto, asegurar la disponibilidad del equipo y la
disponibilidad del producto a producir.
La implementación de servicios de mantenimiento preventivo y correctivo
programados y pruebas no destructivas nos darán un porcentaje de confiabilidad
mayor al actual, ya que se podrá saber de manera preventiva y con mayor certeza
las condiciones del motor, el reóstato líquido, interruptor y partes mecánicas, para
poder intervenirlos antes de una falla imprevista.
Se aplicará el análisis de causas raíz para determinar las actividades que requiere
el sistema del motor de rotor devanado para mover el molino # 5 que produce
cemento.
Adicional se tomarán las experiencias que se han tenido en este equipo para
poder determinar las frecuencias de monitoreo y la manera de cómo realizarlas de
una forma segura y efectiva.
Se busca reducir de manera importante los paros imprevistos y por consecuencia
costos elevados en trabajos correctivos.
Índice: Página
Introducción 3
Planteamiento del problema 4
Marco Teórico 14
Solución propuesta 28
Puesta en marcha de programa 54
Conclusiones 56
Bibliografía 57
Glosario de términos 58
Anexos 61
Introducción
Al poner en marcha el molino de cemento # 5 no se contaba con un plan de
mantenimiento completo para los motores principales de este molino, solo se
realizaba un servicio semanal de limpieza al interior del motor en las zonas donde
se alcanzaba de manera manual, una inspección visual de las escobillas y en caso
necesario cambio de algunas de ellas, revisión de nivel de agua bi-destilada del
reóstato.
Al paso del tiempo se hizo un plan más ordenado para darle servicio a estos
motores por medio de las recomendaciones del proveedor (ABB) incluyendo
algunas pruebas no destructivas, servicios de limpieza y control de desgaste en
las escobillas, por ejemplo:
Durante la operación del motor se monitoreaba de manera manual la vibración,
temperatura y estado de los cojinetes antifricción del motor por medio de un
termómetro y un aparato de medición de vibraciones de marca IRD.
Antes de cada arranque del motor se hacia una limpieza en la zona de los anillos
rozantes con aire a presión, para evitar arqueo eléctrico entre los anillos por
carbón impregnado en las barras ó en la carcasa de los porta escobillas.
Semanalmente se hacia una limpieza de los anillos rozantes, revisión de
portaescobillas y escobillas, nivel de agua en el reóstato, limpieza de contactos de
corto circuito del reóstato.
Cada dos semanas se abría el motor de las tapas laterales para hacer un servicio
de limpieza con aire a presión y se inspeccionaba de manera visual el estado de
las bobinas del rotor y estator hasta donde se podía ver.
Cada mes se checaba el grado de concentración de NaCO3 del agua del reóstato
líquido la concentración debería ser de 1.2 %.
Ocasionalmente se solicitaban pruebas con megger para evaluar el estado del
aislamiento del motor.
Se revisaba el cople y se verificaba la alineación del motor con el reductor.
Esta manera de dar mantenimiento generó varias ocasiones paros imprevistos y
fallas graves en los motores como por ejemplo: corto circuito en los anillos
rozantes, fallas en el reóstato e interior de la corona de conexión de las bobinas.
Planteamiento
En el año 1992 Se puso en marcha un nuevo sistema de molienda de cemento en
la Planta de Apaxco, este sistema fue construido con la nueva tecnología de ese
año, de lo más relevante se puede mencionar que tiene un separador de polvos de
alta eficiencia, elevadores de cangilones de un solo ramal, motores de alta
eficiencia, tableros eléctricos e interruptores de alto voltaje marca ABB de nueva
tecnología, cuenta con una prensa de rodillos como pre-molienda y como equipo
principal un molino de transmisión central movido por un motor de 3,600 kw marca
ABB y un reductor planetario marca MAAG tamaño CPU30 de nueva generación.
El planteamiento de este trabajo es mejorar los planes de mantenimiento del motor
que mueve al molino por medio un análisis de fiabilidad y gráfica de riesgo.
Mediante esta técnica podremos determinar las actividades necesarias para poder
asegurar una operación óptima y sin contratiempos mayores de este equipo.
Al poner en marcha este molino se tenían como plan de mantenimiento para el
motor de rotor devanado del molino de cemento # 5, una serie de actividades
recomendadas por el proveedor (ABB) las cuales se incluyen más adelante, estas
tareas consistían rutinas de servicio con diferentes frecuencias de ejecución y
descripción de las actividades a realizar.
Molino de cemento # 5
Al pasar varios años se empezaron a presentar fallas de algunos equipos los
cuales no permitían que el sistema de molienda pudiera dar los rendimientos
esperados y por otro lado los gastos de mantenimiento empezaban a tener un
incremento considerable hasta de 10% arriba de lo presupuestado..
Por esas razones se empezó a evaluar la manera de cómo se estaba dando
mantenimiento a los equipos, entre ellos el mando principal del molino (motor de
rotor devanado).
Hablando específicamente de este motor, se obtuvieron actividades y tareas más
ordenadas, sin embargo considero que no son suficientes para tener estos
motores en óptimas condiciones de operación, prueba de ello es que en los
últimos años se han tenido algunas fallas importantes como el daño en la zona de
los anillos rozantes, falla a tierra en el estator. Lo cual ha provocado un gasto muy
elevado en su reparación y más grave aún un problema para abastecer el
mercado de cemento en la región.
Se incluyen algunos avisos de paro que se han presentado desde su inicio de
operación.
Es por lo anterior que por medio de este trabajo se tiene como requerimiento
principal tener una serie de rutinas de mantenimiento preventivo que puedan
asegurar la disponibilidad del equipo, prolongar la vida útil, evitar gastos
importantes por fallas, mantener los motores en optimas condiciones de operación
para asegurar que el producto del equipo (cemento) esté disponible para el cliente
y con una optima calidad.
Características y datos generales del equipo Cliente: Cementos Apasco S.A. de C.V.
Planta: Apasco Centro
Número de orden 1-482162-751-59000
Número del equipo 545 MB1 – MO1
Datos generales del equipo
Proveedor ABB (Asea Brown Boveri)
Máquina asincrona
N.- HM1004463, fabricado en 1991, tipo ASD630/6-263, capacidad 3,600 kw con
un factor de potencia de 0.86, velocidad de operación 1191 1/min auna frecuencia
de 60 Hz, voltaje en rotor 6,600 volts con 380 amperes, voltaje de estator 1,546
volts a 1,430 amperes.
Peso total 12,378 kg, peso de estator 7,434 kg, peso de rotor 4,547 kg, peso de
fundición 397 kg, momento de inercia del motor 359 KGM2 , momento de inercia
del peso referido a la flecha del motor 1326 KGM2 (más detalles ver anexo 1).
Datos de rodamientos
Rodamiento lado anillos
Lubricante recomendado base litio especificación K2K ó K3K DIN 51825, re-
engrase cada 1,100 hrs. Cantidad 100 gramos, remover la grasa usada cada
46,000 hrs. Número de rodamiento NU 1044 MC3 ó 6044 MC3.
Rodamiento lado acoplamiento
Lubricante recomendado base litio especificación K2K ó K3K DIN 51825, re-
engrase cada 1,100 hrs. Cantidad 30 gramos, remover la grasa usada cada
69,000 hrs. Número de rodamiento NU 1038 MC3. (más detalles ver anexo 1).
Dimensiones físicas del motor y sus terminales (ver anexo 2).
Diagrama del motor (Ver anexo 3)
Parte del planteamiento para mejorar el mantenimiento del sistema de motor
principal de molino # 5 lleva consigo varias actividades sencillas que nos deben
ayudar a mantener el equipo en buenas condiciones y además identificar de
manera rápida algún problema visible en el equipo, como por ejemplo la limpieza
con trapo limpio de la zona de rodamientos y la zona de anillos rozantes se puede
revisar de manera visual las condiciones de contacto de carbones, anillos,
alojamiento de rodamientos, parte del devanado y el aislamiento.
Respecto al reóstato se revisaría los contactos del interruptor de corto circuito, su
desgaste, conexiones, concentración de cloruro de sodio en el agua del reóstato.
En el interruptor de exafloruro se debería hacer limpieza con aire seco y trapo
limpio y se aprovecha para revisar de manera visual las condiciones del interrupor.
En lo que respecta a los acoplamientos de alta y baja velocidad se debe
implementar una revisión que permita revisar sus condiciones y la verificación de
su alineación de manera periódica.
Es muy importante la revisión de la base, cimentación, fijación y rigidez del equipo
en un determinado tiempo de operación para evitar algún aflojamiento que pueda
poner en riesgo la alineación del motor con el reductor y este con el mismo molino.
Las rutinas de re-lubricación y verificación de los niveles de aceite en este sistema
son muy importantes, por lo que se debe tener unas rutinas específicas y
detalladas para asegurar que en ningún momento se quede sin lubricante los
equipos en movimiento de este sistema de motor de rotor devanado.
Las pruebas no destructivas a máquina parada son muy importantes, sobre todo
para poder identificar potenciales fallas con un tiempo adecuado para poder
planear la corrección preventiva de cualquier anomalía encontrada.
Los servicios de un taller especializado deben considerarse en el plan de
mantenimiento teniendo mínimo dos a más opciones para asegurar que este tipo
de servicio esté disponible de manera permanente en caso que se requiera.
La capacitación del personal es fundamental para que todas las actividades que
se han mencionado en este capítulo se realicen de una manera correcta y con el
mínimo de errores humanos.
La selección de refacciones a cambiar es un factor importante que se debe
considerar ya que es posible hacer reemplazos con refacciones nacionales con
sus reservas, de esta manera se puede reducir los costos sin poner en riesgo las
condiciones del equipo.
Se tomará como base para la optimización de las rutinas el plan de mantenimiento
que recomendó el proveedor en su manual de funcionamiento de la máquina.
Plan de mantenimiento original a continuación:
(Recomendado por el proveedor)
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Embobinado del estator Enfriador de aire Embobinado del rotor
Medición de temperaturas en los puntos de medición proporcionados (en los RTD’s)
Cada semana 1)
Embobinado del estator Embobinado del rotor
Medición de resistencia de aislamiento
Cada 3 meses 1)
Aislamiento de rodamientos
Limpieza de las partes de aislamiento de los rodamientos
Cada 3 meses
Rotor, dentro y fuera de la máquina
Inspección visual en todos los lugares accesibles para detectar corrosión.
Cada 3 años 3)
Máquina completa Medición de vibraciones usando sensores proporcionados o equipos portátiles. Puntos de mediciones: en la mitad de la cubierta de los rodamientos, horizontal y vertical.
Mensual 2)
Escuchar ruidos inusuales o cambiantes de la máquina (ejemplo golpes o roces).
Semanal 1)
Inspección visual en el interior de la máquina para detectar cualquier índice de depósitos de suciedad.
Cada 3 meses
1) Compare con mediciones y observaciones anteriores.
2) Para valores de configuración y evaluación de mediciones de vibraciones,
consultar manual de para chumaceras con rodillos y para chumaceras lisas.
3) Remueva óxido y suciedad
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Suministro de energía, instrumentación y conexiones de control
Inspección visual de las condiciones y fijación de todos los cables y conexiones. IP23, IPW 24
Mensual
Revise para detectar cualquier índice de depósitos de residuos.
Cada 3 meses
Escobillas de conexión a tierra
Inspección visual para detectar desgaste y movimientos libres en sujetadores y superficies de contacto limpio de las escobillas y de la flecha con un trapo fino para pulir. Revise los índices de depósitos de suciedad en los anillos deslizantes y tornillos de guía.
Mensual 1) 2)
Revise los índices de depósitos de suciedad en los partes de aislamiento de la chumacera de cepillo, y limpie si es necesario.
Mensual 1)
En las máquinas con compartimiento de anillos deslizantes divididos reemplace el filtro de polvo de carbón cuando el interruptor de presión diferencial se active.
Mensual 1) y 2)
Escobillas y sujetadores Revise escobillas para detectar desgaste y movimientos libres en los sujetadores. Cambie las escobillas si es necesario. “Cambio de escobillas”. Si el monitoreo de desgaste de escobillas es proporcionado, las escobillas deben ser cambiadas cuando suena la alarma.
Mensual 1) y 2)
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Collarín de corto circuito y elementos de contacto (solo para motores con anillos deslizantes con chumaceras de levantamiento de escobillas y collarines de corto circuito)
Limpie las superficies deslizantes y collarín de corto circuito en la flecha y cubra con un lubricante solido. No debe haber ningún índice de óxido.
Cada 3 meses 3)
Revise los contactos fijos y movibles para detectar depósitos y quemaduras, limpie si es necesario. Cambie los contactos desgastados.
Mensual 1)
1) Compare con mediciones y observaciones anteriores.
2) Determine el grado de desgaste en mm por 1000 horas de operación y
compare con datos anteriores para obtener la información del funcionamiento de
los anillos deslizantes y escobillas.
3) Remueva posible óxido usando una piedra de aceite fino y cubra luego las
superficies descubiertas con una cubierta anti-corrosión.
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Unidad de protección
(enfriadores de aire-
agua y aire-aire)
Inspección visual de la
tubería de agua para
detectar fugas.
(enfriador aire-agua)
Semanal
Limpie o reemplace los filtros en las unidades de protección cuando el monitor del filtro responde. En las máquinas con un compartimiento dividido de anillos deslizantes revise los filtros relacionados y cámbielos si es necesario.
Mensual
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Revise las superficies
interiores de los tubos
de enfriamientos para
detectar depósitos y
posibles señales de
corrosión. (enfriadores
de aire-agua y aire-
aire)
Anual
Inspección visual de todos
los lugares accesibles
para detectar suciedad y
óxido.
Cada 3 años
Intercambiador de calor
aire-agua con ánodo
de protección
expandible
Revise los tubos de conexión de ánodos expandibles. Esto puede hacerse desde el exterior del enfriador. Revise los ánodos de placas expandibles. Esto requiere remover la cubierta del enfriador.
Anual
Base de acoplamiento Revise el estado de
alineación de la
transmisión y registre las
mediciones.
Cada 3 años
Mantenimiento del
acoplamiento según las
instrucciones del
fabricante (BBC puede
solamente proporcionar
estas instrucciones si
el acoplamiento es
proporcionado por
BBC)
2) permanente
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Revise el ajuste de los
tornillos de la base de
la máquina y el estado
de los elementos de
aseguración.
Conexiones de tornillos Revise el ajuste y estado
de los elementos de
aseguración.
Anual
1) Dependiendo de la limpieza y el procesamiento del agua de enfriamiento.
2) Lleve a cabo inspecciones inmediatas o acorte los intervalos de inspección
si las vibraciones aumenten.
3) Remueva el óxido. Seleccione el método para ajustar los componentes
relacionados.
4) Cuando el monitoreo de los filtros no es provisto.
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Chumacera de
rodamientos
Mida la temperatura de
las chumaceras.
Semanal 2)
Mida las vibraciones de la
máquina usando los
sensores adecua dos o
instrumentos portables.
Puntos de mediaciones:
Máquinas horizontales: la
cubierta de la
chumacera,
horizontal/vertical
Máquinas verticales: la
cubierta de la
chumacera, horizontal,
2 direcciones.
Mensual 2)
Parte de la Máquina Mantenimiento ó descripción del trabajo
Frecuencia
Mida y registre las
condiciones de las
chumaceras usando el
método de vibraciones
(ejemplo SPM) (solo si
los equipos de
mediación están al
alcance).
Mensual 2) y 3)
Relubricar las
chumaceras. (solo
cuando la máquina
esta funcionando y
conforme las
instrucciones de
mantenimiento en la
etiqueta de la máquina.
Cambie las chumaceras
de rodamientos o
lávelas y recúbralas
con grasa nueva.
Cada 3 años 4)
Comprueba el impulso. Cada 3 años 5)
Notas:
1) Puede ser posible extender los intervalos de inspección/mantenimiento, o
puede que deben ser acortados dependiendo las condiciones de operación.
2) Registre las mediciones y observaciones en un reporte y compare con los
datos anteriores.
3) Siempre toma las mediciones a la misma velocidad y bajo las mismas
condiciones de operación.
4) No más tarde que el límite dado en la etiqueta de las instrucciones de
mantenimiento. Si la temperatura de la chumacera excede 70 ˚C y/o con un
ambiente polvoso, la re-lubricación y los intervalos de cambio de grasa deben ser
acortados.
5) Remueva posible óxido usando una piedra de aceite fina. Donde no es
posible pintar, cubra las superficies expuestas con una cubierta anti-corrosión.
Para mejorar el plan de mantenimiento del motor del molino de cemento # 5 se
pretende utilizar como base lo recomendado por el proveedor, las bases y
estrategias del actual plan de mantenimiento, la experiencia adquirida en los años
de operación y la aplicación de la estrategia que se realiza en este proyecto para
llegar al plan de mantenimiento óptimo de este motor.
Diagrama 1.- Modo de falla
Se requiere que en base a lo propuesto se diseñe un plan de mantenimiento
preventivo mecánico – eléctrico más efectivo para lograr indicadores de eficiencia
superiores a los actuales, reducción de costos de mantenimiento, reducción de
tiempos de mantenimiento, tener personal capacitado para la realización de las
pruebas preventivas a máquina trabajando y máquina parada.
Basado en proceso de modo de falla (diagrama 1) y en el análisis de fiabilidad se
obtendrán todas las rutinas de mantenimiento completas en contenido y
frecuencia óptimas para asegurar una operación confiable del motor.
Marco Teórico
Un motor de rotor devanado tiene un devanado trifásico similar al del estator. Está
distribuido uniformemente en las ranuras y casi siempre está conectado en estrella
(Y) con 3 conductores. Las terminales están conectadas a tres anillos colectores
(anillos rozantes) los cuales giran junto con el rotor (fig 1) Los anillos colectores
rotativos y las escobillas estacionarias asociadas (porta escobillas) permiten
conectar resistencias externas en serie al devanado del rotor (reóstato). Los
resistores externos se usan principalmente durante el periodo de arranque para
evitar llegue una alta corriente al motor, en condiciones de funcionamiento normal,
las tres hileras de escobillas están en corto circuito por medio del cierre de las
resistencias externas (reóstato).
Fig 1 Anillos colectores ó rozantes
Principio de operación.
La operación de un motor de inducción trifásico está basada en la aplicación de la
ley de Faraday y la fuerza de Lorentz en un conductor.
Ley de Faraday de inducción electromagnética.- (1831) Está ley revela una
relación fundamental entre el voltaje y el flujo en un circuito. La Ley de Faraday
establece que:
1.- Si el flujo que vincula un lazo (o vuelta) varía como una función de tiempo, se
induce un voltaje entre sus terminales.
2.- El valor del voltaje inducido es proporcional a la velocidad del cambio de flujo.
Por definición y de acuerdo con el sistema SI (sistema Internacional) de unidades,
cuando el flujo dentro de un lazo (o vuelta) varía a razón de 1 weber por segundo,
se induce un voltaje de 1 volt entre sus terminales. Por ello, si el flujo varía dentro
de una bobina de N vueltas, el voltaje inducido estará dado por:
E = N ( t )
Donde:
E = Voltaje Inducido (volts)
N = Número de vueltas de la bobina
= Cambio de flujo dentro de la Bobina (webber) t = Intervalo de tiempo durante el cual cambia el flujo (seg)
La ley de Faraday de inducción electromagnética abrió la puerta a un sinnúmero
de aplicaciones prácticas y estableció la base de operación de transformadores,
generadores, y motores de corriente alterna incluyendo los motores de rotor
devanado.
Fuerza de Lorentz en un conductor.- Cuando un conductor que transporta
corriente se coloca en un campo magnético, se somete a una fuerza llamada
fuerza electromagnética ó fuerza de Lorentz. Esta fuerza es de fundamental
importancia porque constituye la base de operación de motores, generadores y de
muchos instrumentos eléctricos. La magnitud de la fuerza depende de la
orientación del conductor con respecto a la dirección del campo magnético. La
fuerza es mayor cuando el conductor es perpendicular al campo (fig 2) y cero
cuando es paralelo al él (fig 2a). Entre estos 2 extremos, la fuerza tiene valores
intermedios.
Fig.- 2 Ilustración de Fuerza de Lorentz Fig.- 2ª Ilustración de Fuerza de Lorentz
La fuerza máxima que actúa en un conductor recto está dada por:
F = B L I
Donde:
F = Fuerza que actúa en el conductor (N)
B = Densidad del flujo del campo (T)
L = Longitud activa del conductor (mt)
I = Corriente en el conductor (Amperes)
Con el fin de entender el funcionamiento mencionaremos un ejemplo sencillo,
considere una serie de conductores de longitud l, cuyos extremos se ponen en
cortocircuito mediante dos barras A y B. (fig 3). Un imán permanente colocado
sobre esta escalera conductora se mueve con rapidez hacia la derecha una
velocidad v , para que su campo magnético B pase a través de los conductores.
Fig. 3 Diagrama ilustrativo de funcionamiento de fuerza de Lorentz
Entonces ocurre la siguiente secuencia de eventos:
1.- Se induce un voltaje E = Blv en cada uno de los conductores mientras el flujo
pasa por ellos (ley de Faraday)
2.- El voltaje inducido produce de inmediato una corriente i, la cual fluye por el
conductor debajo de la cara del polo, a través de las barras extremas y regresa a
través de los demás conductores.
3 Como el conductor que transporta corriente queda en el campo magnético del
imán permanente, experimenta una fuerza mecánica (fuerza de Lorentz).
4.- La fuerza siempre actúa en una dirección para arrastrar el conductor junto con
el campo magnético.
Si la escalera conductora está libre para moverse, se acelerará hacia la derecha.
Sin embargo conforme ésta adquiera velocidad, el imán móvil pasará con menos
rapidez por los conductores, por lo que el voltaje inducido E y la corriente i
disminuirán. En consecuencia la fuerza que actúa en los conductores también
disminuirán. Si la escalera tuviera que moverse a la misma velocidad que el
campo magnético, el voltaje inducido E, la corriente i y la fuerza que arrastra la
escalera serían cero.
En un motor de inducción la escalera se cierra a sí misma para formar una jaula
de ardilla y el imán móvil en reemplazado por un campo rotatorio. El campo es
producido por las corrientes trifásicas que fluyen en los devanados del estator.
Fig 4 Al cerrar la escalera se forma una jaula de ardilla
Un motor de rotor devanado cuesta más que uno de jaula de ardilla, sin
embargo ofrece las siguientes ventajas:
1.- La corriente con el rotor bloqueado se puede reducir drásticamente insertando
tres resistores externos en serie con el rotor. No obstante el par ó momento de
torsión con el rotor bloqueado seguirá siendo alto, e incluso más alto que el de un
motor de jaula de ardilla de potencia equivalente.
2.- Podemos variar la velocidad variando los resistores externos del rotor.
3.- El motor es ideal para acelerar cargas de alta inercia, las cuales requieren
mucho tiempo para adquirir velocidad, este punto es la principal ventaja que
tiene este tipo de motor para ser seleccionado para mover equipos de gran
capacidad y/ó mucho peso como por ejemplo el mover un molino de bolas para
producir cemento.
Fig 5 Circuito para arrancar un motor de rotor devanado
La figura 5 es un diagrama del circuito cerrado utilizado para arrancar un motor de
rotor devanado. Los devanados del rotor están conectados a tres resistores
externos (puede ser un reóstato líquido) conectados en Y por medio de un juego
de anillos colectores (anillos rozantes) y escobillas. En condiciones de rotor
bloqueado (LR por sus siglas en Inglés), los resistores variables se ajustan a su
valor más alto. Conforme el rotor se acelera, la resistencia se reduce
gradualmente hasta que se alcanza la velocidad de plena carga, momento en el
cual se ponen en cortocircuito las escobillas. Seleccionando apropiadamente los
valores de resistencia, podemos producir un momento de torsión de alta
aceleración con una corriente en el estator que nunca excede el doble de la
corriente a plena carga.
Para arrancar motor grandes a menudo se utilizan reóstatos líquidos porque son
fáciles de controlar y tienen una gran capacidad térmica. Un reóstato líquido se
compone de tres electrodos sumergidos en un electrolito apropiado. Para variar su
resistencia, simplemente se hace variar el nivel del electrolito que rodea a los
electrodos. La gran capacidad térmica del electrolito limita la elevación de la
temperatura. Por ejemplo en una aplicación se utiliza un reóstato líquido con un
motor de rotor devanado de 1260 kw para acelerar una gran máquina síncrona.
También podemos regular la velocidad de un motor de rotor devanado variando la
resistencia del reóstato. A medida que incrementamos la resistencia, la velocidad
se reducirá. Este método de control de la velocidad tiene la desventaja de que se
disipa una gran cantidad de calor en los resistores; por lo tanto, la eficiencia es
baja. Además con un ajuste dado del reóstato, la velocidad varía
considerablemente si la carga mecánica varía.
La capacidad de potencia de un motor de rotor devanado auto enfriado depende
de la velocidad a la cual opera. Por lo tanto, con la misma elevación de la
temperatura, un motor que puede desarrollar 100 kw a 1800 r/min suministrará
sólo unos 40 kw a 900 r/min. Sin embargo, si el motor es enfriado con un
ventilador externo, puede suministrar 50 kw a 900 r/min.
Campo rotatorio con bobinado trifásico.
En la figura 6 a se muestra la sección de un motor de inducción con un bobinado
trifásico de una sola capa y cuatro polos. En (b) se muestran las ondas de
intensidad de la tres fases Ia, Ib, Ic, con los correspondientes vectores giratorios.
Estas corrientes, circulando por los arrollamientos de (a), producen un campo
giratorio de cuatro polos. En los grupos de conductores señalados con (+), como
+A, +B, las corrientes circulan hacia dentro cuando la corriente en (b) es positiva.
En los grupos de conductores señalados con (-), las corrientes circulan hacia fuera
cuando la corriente en (b) es negativa.
En el instante 1 de (a) y (b), la corriente en la fase A es cero; la de fase B es
negativa e igual a 0.866 de su valor máximo; la de fase C positiva y también igual
a 0.866 de su valor máximo. No hay corrientes en ninguno de los grupos A, y la
corriente circula hacia fuera en los grupos +B y –C y hacia adentro en los grupos –
B y +C. Aplicando la regla del sacacorchos a (1) en (a) se determinan los caminos
de los flujos indicados. Se forman polos N en la parte superior y en la inferior y los
polos S a los lados. La flecha señala la dirección del polo N superior.
Figura 6. Campo giratorio con bobinado trifásico: (a) dos posiciones del campo;
(b) variación con el tiempo de las corrientes trifásicas
El instante 2 en (b) tiene lugar 30° más tarde en el tiempo que en 1. La corriente
Ia, es positiva e igual a 0.5 de valor máximo; la Ib es negativa e igual a su valor
máximo; la Ic positiva e igual a 0.5 de su valor máximo. En el instante 2 en (a), las
corrientes en los grupos B y C no varía de sentido, pero la de B ha aumentado y la
de C ha disminuido. Las corrientes en los grupos +A circula hacia adentro y en los
grupos –A hacia fuera. Aplicando la regla del sacacorchos, se determina la
dirección y camino de los flujos. Se notará que se forma cuatro grupos, en cada
uno de los cuales la corriente circula hacia dentro o hacia fuera.
Cada grupo contiene todos los de la fase y la corriente en el centro, o grupo B, es
doble de la corriente en los grupos A y C.
Los cuatro polos han avanzado 15° en el espacio en el sentido de las manecillas
del reloj, lo que corresponde a la mitad del ángulo avanzado por las ondas de
intensidad. Relacionando la fmm en (a) con las correspondientes corrientes en los
otros instantes, tales como 3 y 4 en (b), se encontrará que el campo magnético ha
avanzado 15° en el espacio por cada 30° eléctricos en el tiempo de las
intensidades y habrá verificado media revolución por cada ciclo de la corriente. El
sentido de rotación se puede invertir cambiando dos fases cualquiera, por ejemplo,
los grupos de las fases A y C.
Por lo anteriormente expuesto, se deduce que el ángulo eléctrico en el espacio
entre dos arrollamientos cualesquiera, debe ser igual al ángulo en el tiempo entre
las intensidades en estos mismos arrollamientos.
Con un devanado de dos polos, el campo giratorio realiza una revolución completa
por cada ciclo de la corriente.
Con un devanado de seis polos, el campo giratorio realiza una revolución
completa por cada tres ciclos de la corriente; con un devanado de ocho polos
realiza una revolución por cada cuatro ciclos y así consecutivamente.
En un motor bifásico el sentido del campo giratorio se puede invertir cambiando
las conexiones en ambas fases; en un motor trifásico se puede invertir el sentido
de rotación del campo intercambiando dos terminales cualesquiera.
Velocidad Deslizamiento de sincronismo.
La velocidad angular de un campo magnético de corriente alterna depende de dos
factores: la frecuencia de la corriente y el número de polos del motor.
La relación entre velocidad, frecuencia, y número de polos está dada por la
siguiente expresión:
N = (f x 120)/P cuyas unidades son rpm (revoluciones por minuto) ( Fórmula 1)
Donde N es la velocidad de sincronismo del motor, f la frecuencia en ciclos por
segundo y P el número de polos. Las velocidades de sincronismo habituales, para
motores de 60 ciclos por segundo son las siguientes:
Tabla 1.- Velocidades con número de polos
Deslizamiento.- Si un inducido cuyos conductores forman un circuito cerrado, se
coloca en un campo magnético, desarrollará un par por efecto de las corrientes
inducidas en los conductores, las cuales reaccionan con el campo magnético
giratorio. Como ya se ha indicado, el inducido no puede alcanzar la velocidad del
campo giratorio, puesto que si así fuera, no habría corrientes en el rotor y no se
desarrollaría ningún par.
La diferencia entre la velocidad de rotación de campo y la del motor se llama
deslizamiento del motor.
Frecuencia del rotor y fuerza electromotriz inducida.
Si el rotor de un motor polifásico de dos polos, 60 ciclos, está en reposo y se le
aplica al estator una tensión, cada conductor del rotor será cortado por un polo N
sesenta veces por segundo y por un polo S otras sesenta veces por segundo, ya
que la velocidad del campo giratorio es de 60 rps. Si el arrollamiento del estator es
de cuatro polos, la velocidad del campo giratorio es la mitad, pero cada conductor
del rotor es cortado entonces por dos polos N y dos polos S en cada revolución del
campo y, por consiguiente, por 60 polos N y 60 polos S por segundo, como en el
motor de dos polos. Por consiguiente, la frecuencia de las corrientes del rotor en
reposo (s = 1.0) será igual a la frecuencia del estator. Esto es válido para
cualquier número de polos. En reposo, el motor no es más que un simple
transformador estático, siendo el estator el primario y el rotor el secundario.
Si el rotor de un motor de 60 ciclos gira a la mitad de velocidad en el sentido del
campo giratorio (s = 0.5), los conductores del rotor son cortados por la mitad del
número de polos N y S que los cortaban cuando estaba parado, y la frecuencia de
las corrientes del rotor es de 30 ciclos por segundo.
Tomando otras velocidades para el rotor, se puede ver que la frecuencia es:
f2 = sf cuyas unidades son ciclos por segundo (Fórmula 2)
Donde f2 es la frecuencia del rotor, s es el deslizamiento y f la frecuencia del
estator. La frecuencia del rotor es igual a la frecuencia del estator multiplicada por
el deslizamiento.
De lo anteriormente expuesto se desprende que, en condiciones de
funcionamiento ordinarias, la frecuencia del rotor es baja. En reposo, en cambio, o
al arrancar, la frecuencia del rotor es igual a la del estator. Esta frecuencia tiene
un efecto importante en las características de funcionamiento del motor de
inducción.
Par del motor de inducción.
En los motores serie o shunt de c. c. funcionando a tensión constante, el par
aumenta con el aumento de la carga, hasta que el inducido se queda parado. Si
los motores son de características industriales, el par en reposo con la tensión
nominal en los bornes del inducido sería grande comparado con el par a carga
nominal y, en estas condiciones, la corriente sería excesivamente grande. El par
máximo que tales motores pueden desarrollar está limitado por la corriente que
puede soportar el inducido sin sobrecalentarse. Incluso así, pueden desarrollar un
par de arranque varias veces mayor que el par a plena carga.
En los motores de inducción, el par aumenta al aumentar la carga solamente hasta
un valor máximo bien definido, traduciéndose un ulterior aumento de la carga en
una disminución del par hasta pararse el motor. Este par llamado crítico, es de
dos a cuatro veces el de plena carga. Esto se ilustra en la figura 7, que muestra
las curvas de par – deslizamiento de un motor ordinario de jaula de ardilla.
Cuando el deslizamiento es próximo a cero, el rotor gira a su velocidad máxima, o
sea, casi a la velocidad de sincronismo. Cuando se aumenta la carga
primeramente el par aumenta proporcionalmente al deslizamiento, es decir, que
al aumentar el deslizamiento las corrientes inducidas en el rotor aumentan y, como
reaccionan con el flujo constante, el par aumenta (f = Bli).
Para valores mayores del deslizamiento, el par aumenta menos rápidamente que
aquél y, finalmente se alcanza el máximo valor o par crítico (figura 7). Un ulterior
aumento de la carga produce un par menor, y el rotor se para. En el motor de jaula
de ardilla, el par de arranque o de reposo (s = 1.0) es relativamente pequeño.
(figura 7 )
Fig 7 Curva de par- desplazamiento en un motor jaula de ardilla
Esta disminución del par con el aumento del deslizamiento es debido
principalmente al aumento de la frecuencia del rotor con dicho deslizamiento. La
fem inducida en cada conductor del rotor es máxima cuando lo corta la parte de
flujo máximo en el campo rotatorio (e = Blv). Para valores pequeños del
deslizamiento, y por tanto, de la frecuencia del rotor, las intensidades en cada
conductor están casi en fase con la fem inducida y , por consiguiente, son
máximas cuando están en las partes que corresponden a los máximos de las
ondas de flujo. Al aumentar la frecuencia del rotor, el retraso de la corrientes
inducidas respecto de sus fem aumenta (tgθ = 2πfL/R); en el instante que la
intensidad en un conductor dado alcanza su valor máximo, el máximo de la onda
de flujo ya ha pasado por él. Por consiguiente, la corriente en tal conductor
reaccionará con una densidad de flujo menor y, aunque la corriente ha aumentado
por efecto del mayor deslizamiento, el par disminuirá, debido al aumento del
defasaje ente la corriente y el flujo.
Para un valor dado del deslizamiento, el par es proporcional al cuadrado de la
tensión. Por ejemplo, Si para un valor dado del deslizamiento la tensión aplicada
es la mitad, el flujo en el entrehierro también es la mitad y, como resultado, la
corriente inducida en el rotor queda dividida por dos. Esta corriente se encuentra
en un campo magnético de intensidad mitad que la anterior y el par es, por
consiguiente, el par primitivo dividido por cuatro.
Es importante recordar esta variación del par con el cuadrado de la tensión
aplicada. Una reducción del 10 % en la tensión produce una reducción del par
máximo en un 19%.
Par desplazamiento en un Motor de inducción con rotor devanado.
Si se introduce en el circuito del rotor del motor de inducción una resistencia, se
aumenta el deslizamiento para cualquier valor dado del par.
Supóngase que el motor está desarrollando un cierto par para un determinado
valor de la corriente del rotor. Para valores pequeños del deslizamiento, el par es
prácticamente proporcional a la corriente del rotor y al flujo en el entrehierro.
El flujo en el entrehierro de un motor de inducción es prácticamente constante, ya
que la tensión en bornes, y por consiguiente la fem, son casi constantes. Si se
introduce en el circuito del rotor una resistencia, su impedancia se aumenta. Para
los valores bajos del deslizamiento, a los cuales el motor generalmente funciona,
la reactancia del inducido es pequeña comparada con la resistencia, siendo la
impedancia, por consiguiente, casi toda la resistencia. Si el deslizamiento se
mantiene constante, la fem inducida del rotor no varía. La corriente del inducido,
que es igual a esta fem inducida dividida por la impedancia del rotor, disminuye,
debido al aumento de resistencia. Por consiguiente, el par disminuye.
Para volver a llevar el par a su valor inicial, se debe aumentar la corriente del
inducido. Y para aumentar esta corriente, se debe aumentar la fem inducida.
Puesto que el flujo en el entrehierro es constante, el aumento de la fem inducida
solamente se puede obtener haciendo que los conductores del rotor corten al flujo
a mayor velocidad. Por consiguiente, para un par dado el deslizamiento aumenta
cuando se intercala una resistencia en el circuito del rotor.
La curva par – deslizamiento varía de (1) a (2) (figura 8). Se notará que se obtiene
el par a plena carga con un deslizamiento mayor cuando la resistencia del rotor se
aumenta. La magnitud del par máximo no se modifica, pero el deslizamiento
correspondiente a este par se desplaza hacia el punto de velocidad cero (s = 1.0).
Es decir, que el par máximo se obtiene para un valor mayor del desplazamiento. El
rotor gira a menor velocidad, pero esta disminución de velocidad se obtiene a
expensas del rendimiento, ya que las pérdidas I²R en el circuito del rotor
aumentan.
De lo expuesto se desprende que se puede obtener un control de la velocidad
introduciendo resistencia en el circuito del rotor.
Figura 8. Efecto producido sobre las curvas par-deslizamiento al intercalar una resistencia
en el circuito del rotor en un motor de rotor devanado.
Si se introduce en el circuito del rotor una resistencia suficiente, se puede obtener
el par máximo en reposo, como se muestra por medio de la curva (3) (figura 5). Es
decir, que el par crítico se logra en el momento del arranque.
Este aumento del par de arranque, es debido al aumento de pérdidas en el circuito
del rotor, producidas por la circulación de la corriente a través de la resistencia
añadida. La potencia requerida para suministrar estas pérdidas debe ser
transferida a través del entrehierro, produciéndose así un aumento del par entre
estator y rotor.
En el rotor no se puede colocar fácilmente una resistencia regulable, por lo que los
rotores que requieren una resistencia externa llevan generalmente devanados
bifásicos o trifásicos.
Los bifásicos se pueden conectar en estrella o en anillo y los trifásicos en estrella
o en delta. Estos devanados son muy similares a los del estator. Los tres bornes
de los arrollamientos trifásicos se conectan a tres anillos rozantes (figura 9 ). Las
escobillas situadas sobre cada uno de estos tres anillos (figura 9), los conectan a
resistencias exteriores en estrella, generalmente a través de un controlador.
Además, para producir un buen par de arranque, la corriente del motor no debe
ser muy superior a la nominal. Al irse acelerando el motor, se van suprimiendo
partes de la resistencia exterior y el motor sigue acelerándose siguiendo curvas
par – deslizamiento intermedias, tales como la 2 de la figura 8. Cuando se ha
suprimido toda la resistencia exterior, el motor trabaja en las condiciones de la
curva 1.
Incluso sin el reóstato, el motor con rotor devanado es más caro que el de jaula de
ardilla, debido al mayor costo de los devanados de las conexiones de las bobinas
del rotor. El reóstato encarece más todavía el costo. Estando en marcha, este tipo
de motor tiene mayor deslizamiento que el de jaula de ardilla, porque no es posible
conseguir un arrollamiento de resistencia tan baja como del rotor de jaula de
ardilla. Por tanto el motor de inducción de rotor devanado tiene mejores
características de arranque, pero su rendimiento es más bajo que el del motor de
jaula de ardilla a las velocidades normales de funcionamiento.
Fig 9 Conexiones de un motor de inducción con rotor devanado
Aplicaciones industriales del motor de rotor devanado.
Los motores de inducción con rotor devanado se emplean cuando se precisa un
par de arranque considerable y, a menudo cuando se desea un ajuste de la
velocidad. Este motor se aplica generalmente en las grúas, ascensores, bombas,
montacargas y ferrocarriles.
También se emplea el motor de inducción con rotor devanado en la propulsión
eléctrica de buques.
Se conectan tales motores directamente a las hélices. Se pueden colocar dos
velocidades de sincronismo cambiando el número de polos, y se pueden
conseguir velocidades intermedias variando la frecuencia de la fuente de
alimentación.
En planta Apaxco se tienen motores de rotor devanado en todos los mandos
principales del molinos, ventiladores de tiro principales del horno 1, 421VE1 y
441VE1 y en los mandos principales de los molinos de cemento 1, 2, 3, 4 y 5.
SOLUCION PROPUESTA
Para lograr los objetivos de este proyecto iniciamos desarrollando un manual de
mantenimiento de este equipo con el apoyo del personal responsable del área. El
cual se basa en los siguientes fundamentos:
1.- Evolución del mantenimiento
2.- Metodología basada en el análisis de riesgo
3.- Uso del diagrama de decisión.
4.- Plan de mantenimiento preventivo.
5.- Mejora de la mantenibilidad.
6.- Eliminación de puntos débiles.
7.- Distribución óptima por tipo de mantenimiento.
En donde a continuación se hace un pequeño resumen de que consiste cada uno,
con el fin de tener una visión sobre el trabajo realizado y sus fundamentos.
1.- Evolución del mantenimiento
En los últimos treinta años, el mantenimiento ha cambiado quizá más que
cualquier otra disciplina de administración. Los cambios son debido al gran
incremento en el número y variedad de activos físicos (planta, equipos y edificios)
que deben de ser mantenidos, mucho más diseños complejos, nuevas técnicas de
mantenimiento y cambios también en la organización y responsabilidades del
mantenimiento.
El mantenimiento también está respondiendo a los cambios de expectativas. Esto
incluye un rápido incremento en la conciencia de cómo las fallas pueden llegar a
afectar la seguridad y medio ambiente, un incremento en la conciencia entre la
conexión entre el mantenimiento y la calidad del producto y un incremento en la
presión para alcanzar alta disponibilidad de la planta con un costo controlado y
optimizado.
La primera generación del mantenimiento
La primera Generación cubre el período hasta la II Guerra Mundial. En esos días
la industria no estaba muy mecanizada, por lo que los períodos de paradas no
importaban mucho. La maquinaria era sencilla y en la mayoría de los casos
diseñada para un propósito determinado. Esto hacía que fuera confiable y fácil de
reparar. Como resultado, no se necesitaban sistemas de mantenimiento
complicados, y la necesidad de personal calificado era menor que ahora.
La segunda generación del mantenimiento.
Durante la II Segunda Guerra Mundial las cosas cambiaron drásticamente. Los
tiempos de la guerra aumentaron la necesidad de productos de toda clase
mientras que la mano de obra industrial bajó de forma considerable. Esto llevó a la
necesidad de un aumento de mecanización. Hacia el año de 1950 se habían
construido equipos de todo tipo y cada vez más complejos. Las empresas habían
comenzado a depender de ellos.
Al aumentar esta dependencia, el tiempo improductivo de una máquina se hizo
cada vez más evidente. Esto llevó a la idea de que las fallas se podían y debían
prevenir, lo que dio como resultado el nacimiento del concepto de
mantenimiento programado. En los años 60 esto se basaba primordialmente en
la revisión completa del material a intervalos fijos.
El costo del mantenimiento comenzó también a elevarse mucho en relación con
los otros costos de funcionamiento. Como resultado se comenzaron a implantar
sistemas de control y planeación del mantenimiento. Estos han ayudado a poner el
mantenimiento bajo control, y se han establecido ahora como parte de la práctica
del mismo.
La tercera generación del mantenimiento
Desde mediados de los años setenta, el proceso de cambio en las empresas ha
tomado incluso velocidades más altas. Los cambios pueden clasificarse así:
Nuevas expectativas: El crecimiento continuo de la mecanización significa que
los períodos improductivos tiene un efecto más importante en la producción, costo
total y servicio al cliente. Esto se hace más claro con el movimiento mundial hacia
los sistemas de producción justo a tiempo, en el que los reducidos niveles de
inventario en curso hacen que pequeñas averías puedan causar el paro de toda
una planta. Esta consideración está creando fuertes demandas en la función del
mantenimiento donde la confiabilidad y la disponibilidad son ahora factores clave.
Una automatización más extensa significa que hay una relación más estrecha
entre la condición de la maquinaria y la calidad del producto. Al mismo tiempo, se
están elevando continuamente los estándares de calidad. Esto crea mayores
demandas en la función del mantenimiento.
Otra característica en el aumento de la mecanización es que cada vez son más
serias las consecuencias de las fallas de una instalación para la seguridad
y/o el medio ambiente. Esto añade un orden de gran magnitud a nuestra
dependencia de los activos físicos – un orden que va más allá del costo y pasa a
ser una simple cuestión de supervivencia organizacional.
Nueva investigación: Mucho más allá de las más grandes expectativas, la
nueva investigación está cambiando las creencias más básicas acerca de la edad
y la falla. En particular, se hace aparente ahora que hay una menor conexión entre
el tiempo que lleva un equipo funcionando y sus posibilidades de falla.
Esquema de las generaciones del mantenimiento
2.- Metodología basada en el análisis de riesgo
Es una metodología de administración que emplea cinco herramientas y conceptos claros como son:
Ingeniería de Riesgo, determina las consecuencias aceptadas o no de las fallas.
Mantenimiento Centrado en la Fiabilidad, reduce los costos asociados a las tareas de intervención en las instalaciones.
Mejora de la Mantenibilidad, reduce los costos asociados a las tareas de intervención en las instalaciones.
Eliminación de Puntos Débiles, rediseña acciones o elementos que permiten eliminar y/o reducir las consecuencias de las fallas o los costos de intervención.
Sistema de Administración de Inventarios, disminuye los costos del material de repuesto en inventario mediante una mejor racionalización de los mismos.
De manera práctica para mostrar el proceso del RbM, la secuencia en que sus herramientas son utilizadas es la siguiente:
Análisis de riesgos
1. La planta se clasifica en secciones y se seleccionan las más importantes desde el punto de vista global de la empresa. 2. Se define la escala de severidad para dicha sección. La escala de severidad va de IV a I y permite clasificar las fallas según sus consecuencias (sean catastróficas o no). En este proceso comprendemos cada uno de los cuatro niveles en que podemos clasificar las consecuencias de una falla. 3. Se define una escala de probabilidad de ocurrencia de una falla para la sección a analizar. La escala abarca seis niveles clasificados de:
"A" = Muy Frecuente a "F"= Remoto
4. Se define el nivel de riesgo estableciendo qué combinación de probabilidad y severidad estamos dispuestos a aceptar para la sección que analizamos.
Se define el perfil de riesgo, trazar el perfil de la línea de riesgo que estamos dispuestos a aceptar.
ANALISIS DE RIESGOS
Probabilidad
A
B
C
D
E
F
IV III II I Severidad
NIVEL DE
PROTECCION
Perfil de análisis de riego
3.- Uso del diagrama de decisión.
Es un diagrama que ayuda a eliminar las consecuencias indeseables de los
diversos modos de falla, identificando tareas de prevención, búsqueda de fallas o
rediseño que sean técnicamente factibles y rentables (desde el punto de vista
económico o que reduzcan a un nivel aceptable el riesgo, ver el diagrama en la
figura siguiente)
DIAGRAMA DE DECISION
Se pueden evitar las consecuencias de la falla mediante
una tarea de servicio (limpieza, lubricación, apriete)?
Podemos encontrar una tarea que detecte una señal de
aviso de que la falla funcional va a ocurrir
Elemento analizado tiene una vida? Podemos encontrar
una tarea que permita dejarlo como nuevo?
Se puede encontrar una tarea que detecte si el elemento
está en estado de falla?
La falla afecta a la seguridad o al medio ambiente?
Se hace sólo mantenimiento correctivo
Rediseñar sólo si es económicamente rentable
Hacer tarea de
servicing
Hacer tarea
Mantenimiento a
condición
Hacer tarea
reacondicionamiento
o sustitución cíclica
Hacer tarea
búsqueda
de fallas
Rediseño obligatorio
Si
Si
Si
Si
Si
No
No
No
No
No
Diagrama de decisión
4.- Plan de mantenimiento preventivo.
Se utiliza la hoja de decisión para generar el plan de mantenimiento preventivo y
rediseños, así como para tomar decisiones sobre qué refacciones deberán
mantenerse en inventario y la relativa importancia de los trabajos correctivos que
se llevarán a cabo después de descubrir un mal funcionamiento en el equipo como
resultado de la tarea preventiva.
5.- Mejora de la mantenibilidad.
Los objetivos de este proceso de aplicación básica son reducir costos e
incrementar la eficiencia del equipo. Para lograrlo, las tareas se dividen en:
1. Tareas con valor agregado. Tareas por las cuales el cliente está
dispuesto a pagar.
a. Tareas externas que se pueden realizar con el equipo funcionando.
b. Tareas internas, solo se pueden llevar a cabo con el equipo sin
funcionar.
2. Tareas sin valor agregado. Si no se llevan a cabo, son tareas que no
afectan el valor del producto o servicio.
a. Tareas necesarias, tareas necesarias aunque no agregan valor al
producto o servicios a través de los medios normalmente nuestra
disposición. Por ejemplo, el transporte de los elementos no agrega
valor pero es necesario.
i. Tareas externas, se pueden realizar con el equipo
funcionando.
ii. Tareas internas, deberán realizarse con el equipo sin
funcionar.
b. Tareas innecesarias, de no realizar estas tareas, no habría efecto en
el servicio o producto y los costos se reducirían.
6.- Eliminación de puntos débiles.
De los rediseños surgidos en el diagrama de decisión o debido a las acciones
detectadas en la mejora de mantenibilidad se establecen entonces tareas de
contingencia, cambios organizacionales, modificaciones, etc., que son necesarios;
también puede surgir la necesidad de optimizar los puntos débiles del análisis de
la información operativa (averías repetitivas, componentes con alto índice de
averías, etc.). El método que se usa es un método de análisis de causa raíz.
El RbM es pues una metodología cuyas herramientas aún se siguen aplicando en algunas plantas del Grupo aunque no en toda la secuencia descrita.
Particularmente en planta Apaxco, lo que ha tomado vital importancia para este 2009, son los análisis de riesgo y los análisis FMEA, los cuales serán implementados en este mismo año.
7.- Distribución óptima por tipo de mantenimiento.
El mantenimiento para ser efectivo tiene que estar balanceado, queriendo esto decir que una cantidad constante de cada uno de los tipos de mantenimiento tiene que ser ejecutada en periodos regulares.
La distribución de los tipos de mantenimiento que se tienen en la planta de Apaxco se muestra en la siguiente lámina y puede ser explicada de la siguiente manera.
Se estima que en el Nivel II del mantenimiento, un porcentaje aceptable de actividades fuera del plan o Mantenimiento por Falla no debe de ser mayor que un 10%
Estructura de óptima distribución por tipo de mantenimiento
Estructura de mantenimiento nivel # 4
Estructura de mantenimiento nivel # 4 para lograr que los equipos actualmente sean más confiables y se eviten peros imprevistos
En base a la revisión detallada de este equipo y utilizando la estrategia mencionada en este capítulo se logró obtener un plan de mantenimiento integral del mando principal del molino # 5 el cual se puso en práctica a partir del 2008 obteniendo resultados satisfactorios hasta la fecha, por mencionar algunos:
- Se reduce el número de fallas
- Se reduce el tiempo de fallas
- Se mejora el indicador MTBF (Tiempo medio entre fallas)
- Se mejora la disponibilidad del equipo
- Se baja el costo de mantenimiento
- La calidad del producto es más estable y con menor variabilidad por tener
una operación más continua.
- Las horas hombre de mantenimiento se aprovechan mejor
- El costo de materiales para mantenimiento utilizados se reduce
- La planeación de reparaciones preventivas se mejora en un periodo de
tiempo más largo
- El consumo de energía eléctrica se reduce al tener menos paros por falla
- Los servicios al motor se planean mejor y se puede negociar de mejor
manera con los proveedores.
- El valor de refacciones que se tienen en el almacén se optimiza al tener mayor confiabilidad del equipo.
En base a lo anterior podemos asegurar que el plan de mantenimiento implementado ha tenido éxito y se comprueba que es sustentable al llevar más de un año de funcionamiento y teniendo las mejoras antes mencionadas.
A continuación se detalla el esquema implementado de rutinas, pruebas, reportes e indicadores que comprueban lo anterior.
Esquema de plan de mantenimiento planteado para mejorar la disponibilidad, confiabilidad e indicadores de eficiencia del mando principal
del molino # 5.
A continuación se presentan las tablas de análisis de fallas potenciales análisis de riesgo y en el mando principal del molino # 5 del mando principal
Acciones para el control de estas fallas
Pruebas eléctricas estáticas y dinámicas.
AP545MP1.- mantenimiento preventivo eléctrico cada 2 semanas a motor de
3,600 kw
Mando principal 545MP1
1. Realizar medidas de seguridad.
2. Limpieza de carcasa con aire y trapo, retirando residuos de aceite de
chumaceras punto "A" y "B"
3. Quitar rejillas de anillos rozantes y retirar los filtros de aire.
4. Sopletear con aire limpio y seco todo el conjunto de anillos, aisladores, porta-
escobillas y escobillas y limpiar las mismas partes con manta de cielo.
5. Revisar desgaste de escobillas y correcto asentamiento sobre los anillos. En
caso de medir menos de 30 mm. cambiarlas y/o asentar las que lo necesiten.
6. Anotar en la tabla correspondiente las medidas de todas las escobillas y apuntar
cuales fueron cambiadas por desgaste.
7.- Revisar el sistema de presión de las escobillas y asegurar buen contacto con
anillos rozantes.
Los números de las escobillas son:
CAP-35, ítem 24097
8. Colocar las rejillas retiradas.
Escobilla de anillos rozantes
Ductos de enfriamiento
1. Sopletear con aire seco todos los filtros, verificando que no estén rotos, en caso
necesario cambiar.
2. Colocar filtros en su posición correcta verificando que estén asegurados
AP545MP1 preventivo eléctrico cada 3 meses a motor de 3,600 kw
Además de las actividades quincenales se deberá realizar lo siguiente:
Mando principal
1. Quitar tapa de caja de conexiones y tapas laterales de media luna.
2. Sopletear el interior del motor y revisar el estado de barniz.
3. Revisar si existen fugas de aceite de las chumaceras tanto exterior como
interiormente. Checar el nivel de aceite de las chumaceras.
4. Colocar las tapas laterales del motor y verificar la correcta posición de medias
lunas.
5. En caja de conexiones, realizar limpieza y reapriete de conexión en estrella y
acometida del motor. Usando aire limpio y seco y manta de cielo.
6. Limpiar con spray de silicón y manta de cielo, los aisladores y capacitores.
7. Checar apriete de conexiones en transformadores de corriente y en caso
necesario reapretar.
8. Colocar el resto de las tapas del motor.
9. Revisar las resistencias calefactoras, verificar que no estén abiertas y que estén
trabajando normalmente.
A continuación se enlistan los datos más relevantes del motor:
Datos de Placa de motor 3,600 kw
Motor de rotor devanado de 3,600 KW para trabajar a una velocidad de 1191
U/min con 6,600 Y volts, trifásico, a una frecuencia d 60 hz. Consumo de amperaje
380 amperes, Hecho en Suiza, número de serie HM 1004463 Tipo ASD 630/6-
263.
Datos de placa de motor de refacción de 3,600 Kw
Datos de placa del motor 545MP1
Refacción.- Motor de rotor devanado de 3,600 KW para trabajar a una velocidad
de 1189 U/min con 6,600 Y volts, trifásico, a una frecuencia de 60 hz. Consumo de
amperaje 371.2 amperes, Hecho en Francia, número de serie 356641 2005 Tipo
HSBC 630 LD 06 B3 b.
Reóstato líquido. Reóstato 5P51R1 1. Realizar limpieza exterior con aire seco y trapo industrial.
2. Retirar tapa de caja de contactor de corto circuito, limpiar contactos principales
y de control.
3. Verificar que los contactos cierren correctamente.
4. Verificar fijación de micros y sensores de posición.
5. Revisar nivel de agua y funcionamiento de flotador, reponer nivel con agua
destilada si se requiere.
6. Cambiar grasa a sinfín y corona de transmisión.
7. Revisar estado de bandas sincronizadoras del reóstato.
8. Colocar tapas que se quitaron.
Datos de Placa del reóstato líquido
Datos de Reóstato líquido (contactor de corto circuito)
Tipo AFAP 90, Serie 9728, ratio 3,000 KW, Voltaje de rotor 1546 volts, corriente
del rotor 1,503 amperes, voltaje de control 220 volts, peso de líquido 3.6 toneladas
AP545MP1 Preventivo eléctrico cada 6 meses a motor de 3,600 kw Además de las actividades quincenales y de cada tres meses, se deberá realizar
lo siguiente:
Reóstato 5P51R1 1. Homogeneizar la solución de agua en el reóstato líquido.
2. Llevar una muestra de agua al laboratorio, para realizar una prueba de
concentración de carbonato NaCO3 en agua. (Normal 1.2 a 1.3)
Motor ABB de 3,600 KW
Interruptor de alta tensión Estando el interruptor fuera:
1.- Retirar tapa frontal y sopletear con aire seco.
2.- Verificar que no estén recalentadas las bobinas de disparo, de cierre y de no
voltaje.
3.- Checar que estén bien fijas en su base.
4.- Hacer limpieza general con aire y solvente dieléctrico.
5.- Lubricar mecanismos.
6.- Verificar estado de los contactos de potencia.
7.- Revisar que el indicador de presión del gas SF6 este en verde, en caso
contrario reportar inmediatamente y dejar interruptor fuera de servicio.
8.- Limpieza a block de contactos móviles de control.
9.- Una vez terminada la limpieza poner nuevamente tapa frontal.
10.- Hacer pruebas de cierre y apertura del interruptor con caja de prueba.
Mantenimiento a celdas 1.- Realizar limpieza con aire limpio y seco.
2.- Reapriete de conexiones.
3.- Verifique que existan códigos de la celda.
4.- Verifique la existencia de diagramas de control.
5.- Entregue el equipo al encargado y al COP
Desarrollo de puntos anteriores: 1.- Verifique que canalizaciones y tableros tengan todos sus conectores y
terminaciones correctas para evitar que tengamos posibles cortocircuitos que
pudieran provocar algún incendio y/o explosión.
2.- Verifique que la subestación esté apropiadamente sellada y con barreras
contra incendio en la entrada de charolas, tubos, y canalizaciones eléctricas en
general.
3.- Verifique que los ccm´s y tableros sellen correctamente y que tengan todos los
herrajes en buenas condiciones
4.-Verifique que en las subestaciones y tableros eléctricos no tengamos presencia
de líquidos inflamables o algún material que pudiera provocar un incendio y/o
explosión
Nota: Incluye AP5P51W0, AP5P51W1, AP5P51W2 (tablero mando principal),
AP5P51W3, AP5P51W4, AP5P51W5 y AP5P51W6 (tableros molino de cemento
# 5).
Mantenimiento preventivo eléctrico anual control tableros alta tensión Actividades Retire todos los interruptores de las celdas de media tensión.
Des-energice todas las celdas, (habrá los interruptores de 110 volts CD de cada
celda.
Realice limpieza en la parte de control de cada celda.
Reapriete todas las conexiones del cableado de control.
Retire los relevadores de control de una celda de los transformadores, realice
limpieza de los contactos del relevador.
Instale nuevamente los relevadores.
Posteriormente retire los relevadores de control de las celdas de los motores,
realice limpieza de los contactos del relevador.
Instale nuevamente los relevadores.
Energice las celdas y verifique que los interruptores de los transformadores cierren sin problema, si es posible pruebe los interruptores de los motores. Entregue el equipo al encargado de COP (sala de control de operación) Realice limpieza del área.
Interruptor de exafloruro
Datos de placa de interruptor de exafloruro (arrancador de motor de 3,600 kw)
Adicional a lo anterior, a todos los motores mencionados se les hace dos veces al
año, pruebas eléctricas dinámicas y una vez al año, pruebas eléctricas estáticas
por parte de un proveedor externo.
Se incluye la termografía a todos los equipos (motor, reóstato, arrancador,
acometida a motor, cables, etc)
Las pruebas eléctricas dinámicas (a máquina trabajando) son:
1. Determinación de calidad de energía, para comprobar que los niveles de voltaje,
corriente, nivel de armónicos, transitorios y factor de cresta estén dentro de los
valores máximos permitidos.
2. Determinación de variable eléctricas para comprobar que las resistencias,
corriente, voltaje de las tres fases estén balanceadas dentro de los valores
permisibles y con esto asegurar que no existan problemas de conexiones o de
daños en los devanados.
3. Análisis de corriente para determinar posibles defectos en el rotor (barras rotas
o fracturadas y excentricidad).
Prueba de vibración en el motor
Las Pruebas eléctricas estáticas (a máquina parada) son:
1. Medición de resistencia de aislamiento del devanado y obtención de índices de
polarización y absorción, en el caso de los motores de rotor devanado, la prueba
se realiza tanto al estator como al rotor.
2. Medición de capacitancia a tierra para complementar el análisis y resultados de
resistencia de aislamiento y los índices de polarización y absorción, en el caso de
los motores de rotor devanado, la prueba se realiza tanto al estator como al rotor.
3. Prueba de resistencia de fase con el fin de determinar el buen estado de las
conexiones del circuito y del motor mismo, en el caso de los motores de rotor
devanado, la prueba se realiza tanto al estator como al rotor.
4. Prueba de inductancia de fase para determinar el buen estado del rotor, estator
y entrehierro.
Para cuando se tenga una reparación mayor del motor se debe dar seguimiento continuo con el taller de reparación, solicitando un reporte semanal del avance del trabajo. Se anexa ejemplo. B-090557 HOLCIM APASCO Pta. Apaxco edo. de Mexico Motor rotor devanado MCA. ABB DE 3600KW, 6600VCA, 1430 A, 1191 RPM SERIE HM1004463.
Pruebas eléctricas al motor
Mantenimiento mecánico AP545MP1 1A Herramientas DESCRIPCION: CANTIDAD DESCRIPCION: CANTIDAD Llaves mixtas 7/16" a 15/16" 1 Jgo. Escoba 1 Pza. Extensión con foco 1 Pza. Brocha 3" 1 Pza. Llave de Perico 12" 1 Pza. Barreta 1 Pza. Martillo de bola 1 Pza. Flexómetro 1 Pza. Llave allen estándar 1 Jgo. MATERIALES DESCRIPCION: CANTIDAD Candado de Seguridad 2 Pza. (por persona) Trapo 5 Pzas. Foco 2 Pzas. Bolsas de Polietileno 0.5 kgs. ASPECTOS AMBIENTALES. 1.- Generación de residuos (significativo) 2.- Emisión de polvo 3.- Derrame de lubricantes
Actividades 1. Use adecuadamente el equipo de seguridad siguiente; Casco, guantes de operador, mascarilla para polvo, lentes de seguridad. 2. El Encargado del área deberá Bloquear los módulos del equipo. Coloque tarjetas y candados en CCM, así también en los equipos (periféricos) 545MP1, 545MA1. 3. Informe a COP que va a trabajar en este equipo y espere la confirmación. 4. Limpie el área de trabajo utilizando herramienta manual como escoba, brocha y trapos dejándola libre de polvo. (utilice aspiradora si lo requiere.) Mantenimiento mecánico AP545MP1 A. Reductor A.1. Apretar tornillos dándole su torque requerido 760 Nm, utilizando taquímetro de 3/4". A.2. Verificar el estado de los engranes planetarios de la primera y segunda etapa Nota: Para este punto pedir el apoyo al técnico responsable del área. B. Cople de alta velocidad B.1. Realizar la limpieza del cople de lainas. B.2. Verificar el estado de las lainas del cople alta velocidad una por una checando a detalle que no estén fisuradas, y oxidadas. B.3. Verificar la alineación del cople de alta velocidad y anotar las mediciones obtenidas en los siguientes puntos en milésimas de pulgada. - RADIAL AXIAL - punto 1______________ _______________ - Punto 2______________ _______________ - Punto 3______________ _______________ - Punto 4______________ _______________ C. Cople de baja velocidad C.1. Realizar la limpieza del cople y verificar el torque de los tornillos de sujeción para evitar que haya fugas de grasa. C.2. Si existe alguna anomalía reporte al supervisor. * Mantenimiento mecánico AP545MA1 * D. Reductor D.1. Realice limpieza del motor y reductor. D.2. Verificar el nivel de aceite (Mobilgear SHC 320) del reductor que se encuentren a mitad de la mirilla, en caso de encontrarse fuera de rango, reporte al responsable del área de lubricación (identifique posibles fugas de aceite).
E. Cople de alta velocidad
E.1. Retire la guarda de seguridad del cople (HIDRAULICO).
E.2. Realice limpieza general del cople.
E.3. Verifique Edo. Físico del Cople (grietas, golpes, daños visibles).
E.4. Verifique Edo. Físico de los fusibles del cople SIN RETIRARLOS.
E.5. Verifique que no existan fugas de aceite por fusibles o por sellos (de ser así
reporte al supervisor)
E.6. Verifique Edo. Físico del Cople (grietas, golpes, daños visibles)(N-EUPEX DE
GARRAS).
E.7. Verifique Edo. Físico de elementos flexibles del Cople retirando los tornillos
de la garra y desplazando la misma de manera axial apoyándose con los agujeros
roscados.
E.8. Coloque nuevamente la garra en su lugar colocando y apretando los tornillos.
E.9. Verifique que los opresores de los mamelones no se encuentren flojos para
descartar posible desplazamiento sobre las flechas.
E.10. Coloque la guarda de seguridad.
* MANTENIMIENTO MECANICO AP545FR1 *
F. Freno
F.1. Revisar estado de balatas y medir su espesor
F.2. Revisar estado del tambor y medir su espesor
F.3. Revisar tornillos de ajuste
F.4. Checar la alineación del cople de alta velocidad
F.5. Revisar el nivel de aceite en reductor
F.6. Revisar el nivel de aceite en el cople hidráulico
F.7. Revisar tornillos de fijación del motor y reductor
5. Limpie el área de trabajo una vez que haya concluido con su actividad y los
residuos generados deposítelos en contenedores correspondientes según lo
documentado en planta.
6. Una vez terminado el trabajo retire tarjetas y candados de los CCM y
restablezca los módulos de los equipos, Realizar prueba de arranque con COP.
7. Guarde la herramienta limpia y en buen estado. Asegúrese de no dejar ninguna
herramienta en su área de trabajo.
Reapriete de tornillería milimétrica con torque
FUENTE = Tabla de aplriete FLENDER
GRADO DIN ISO 898
TAMAÑO NOMINAL
8.8 N/M
LB.IN
10.9 N/M
LB.IN
12.9 N/M
LB.IN
M 4 2.9 25
4.1 36
4.9 43
M 5 6.0 53
8.5 75
10 89
M 6 10 89
14 124
17 150
M 10 25 221
35 310
41 363
M 12 49 434
69 611
83 753
M 16 66 761
120 1062
145 1283
M 20 210 1859
580 5134
690 6107
M 24 710
1000 1200
Para realizar el reapriete de la tornillería se debe contar con taquímetros
para las capacidades requeridas
PUESTA EN MARCHA DEL PROGRAMA La puesta en marcha de este proyecto empezó a principios del 2008 con la
intención de lograr mejorar los indicadores de eficiencia operativa de este equipo
que estaba incluido en el plan integral de mantenimiento de la planta de cemento
en el sistema de gestión integral.
El cual se muestra en el siguiente diagrama:
Concepto del sistema de gestión:
Comprobación de resultados del proyecto Dentro de la comprobación de los resultados se incluyen las siguientes gráficas.
En está gráfica se puede observar que el MTBF (Tiempo medio entre fallas) en
una ventana móvil de 13 semanas se ha incrementado y en una ventana móvil de
52 semanas tiene un valor muy por arriba de los clasificados en equipos de clase
mundial.
En este gráfico se puede observar que la tendencia de disponibilidad del equipo se
ha mantenido en los más altos valores (arriba de 92% se considera muy
confiable), al mismo tiempo se tiene el dato del rendimiento del equipo el cual es
bastante bueno (se considera que debe ser > 98%).
CONCLUSIONES Mediante la implementación de este proyecto podemos concluir una vez más que
la evolución del mantenimiento en la historia de las máquinas a sido sorprendente
y que gracias a esta evolución los equipos cada vez han sido más confiables,
rentables y mejorados en todos los aspectos.
Algo muy importante que podemos ver en este proyecto es que si aplicamos
correctamente los sistemas implementados tenemos una porcentaje muy alto de
lograr el éxito de este.
Otro punto importante es el seguimiento a los planes de mantenimiento
implementados, ya que si solo se desarrollan y se dejan de hacer mejoras, con el
tiempo se volverán obsoletos y seguramente tendremos problemas imprevistos.
Un buen presupuesto anual para el servicio, mantenimiento y cambio de
refacciones de desgaste debe complementar los planes de mantenimiento, ya que
si no se tienen las refacciones en tiempo adecuado podemos tener problemas.
Este proyecto se puede replicar en cualquier máquina ó equipo sin ningún
problema, ya que la metodología es de alguna manera universal, solo se debe
contar con los elementos necesarios para definir los periodos de tiempo óptimo de
cada tarea.
El personal que debe ejecutar cada actividad debe estar bien capacitado para
evitar en primer lugar algún accidente, un inadecuado mantenimiento que en
futuro provoque una falla por mal montaje ó mala ejecución.
La experiencia que se va adquiriendo al ejecutar en varias ocasiones cada rutina,
es una importante información para mejorar las rutinas desde el punto de vista
tiempo, costo, frecuencia, etc. Y la aportación de estos comentarios inician desde
el operario, supervisor, jefe de área y gerente de mantenimiento.
BIBLIOGRAFÍA
- Asesores de mantenimiento de Holcim Suiza, Manual de mantenimiento de
Holcim, Suiza.
- Equipo de mantenimiento de Planta Apaxco, Manual de mantenimiento de
Planta Apaxco, México.
- Proveedor ABB México, Manual de mantenimiento de motores ABB,.
- Theodore Wildi, sexta edición 2007, Máquinas Eléctricas y sistemas de
potencia, Naucalpan de Juárez Edo de México, Pearson Educación de
México S.A. de C.V.
- Stephen J. Chapman, cuarta edición 2005, Máquinas Eléctricas, Santa Fe,
México D.F. McGraw-Hill Interamericana Editores S.A. de C.V.
- Harry Mileaf, tercera edición 1985, Electricidad serie uno siete, México D.F.
Editorial Limusa S.A de C.V.
- C. Robert Chapman, primera edición 1965, Electromechanical Energy
Conversion, EEUU, Blaisdell Publishing Company.
- Fco. Javier González Fernández Auditoría del mantenimiento e indicadores
de gestión, Fundación confemetal, Madrid España.
- Manual de motor ABB Drives AG Order-No. 1-482162-751-59000
- Paul Hersey y Ken H Blanchard Estilo eficaz de dirigir, Liderazgo situacional
2003.
- Louis A. Robb, vigesimonovena 1981, Diccionario para Ingenieros Inglés –
Español ; Español – Inglés Compañía editorial Continental S.A. México.
GLOSARIO
Amper ó amperio: Unidad de medida de la corriente eléctrica, que debe su nombre
al físico francés André Marie Ampere, y representa el número de cargas
(coulombs) por segundo que pasan por un punto de un material conductor.
(1Amperio = 1 coulomb/segundo ).
Bobina: Arrollamiento de un cable conductor alrededor de un cilindro sólido o
hueco, con lo cual y debido a la especial geometría obtiene importantes
características mágneticas.
Corriente Eléctrica: Es el flujo de electricidad que pasa por un material conductor;
siendo su unidad de medida el amperio. y se representan por la letra I.
Corriente Eléctrica Alterna: El flujo de corriente en un circuito que varía
periódicamente de sentido. Se le denota como corriente A.C. (Altern current) o
C.A. (Corriente alterna). Corriente Eléctrica Continua: El flujo de corriente en un
circuito producido siempre en una dirección. Se le denota como corriente D.C.
(Direct current) o C.C. (Corriente continua).
Electricidad: Fenómeno físico resultado de la existencia e interacción de cargas
eléctricas. Cuando una carga es estática, esta produce fuerzas sobre objetos en
regiones adyacentes y cuando se encuentra en movimiento producirá efectos
magnéticos.
Electroimán: Es la magnetización de un material, utilizando para ello la
electricidad.
Inducción Electromágnetica: Es la creación de electricidad en un conductor,
debido al movimiento de un campo magnético cerca de este o por el movimiento
de él en un campo magnético.
Ley de Faraday:"Si un campo magnético variable atraviesa el interior de una
espira se obtendra en esta una corriente eléctrica".
Kilowatt: Es un múltiplo de la unidad de medida de la potencia eléctrica y
representa 1000 watts.
Motor eléctrico: El motor eléctrico permite la transformación de energía eléctrica
en energía mecánica, esto se logra, mediante la rotación de un campo magnético
alrededor de una espira o bobinado que toma diferentes formas.
Resistencia Eléctrica: Se define como la oposición que ofrece un cuerpo a un flujo
de corriente que intente pasar a través de si.
Tierra: Comprende a toda la conexión metálica directa, sin fusibles ni protección
alguna, de sección suficiente entre determinados elementos o partes de una
instalación y un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo, con el
objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones no existan diferencias
potenciales peligrosas y que al mismo tiempo permita el paso a tierra de las
corrientes de falla o la de descargas de origen atmosférico. Transmisión:
comprende la interconexión, transformación y transporte de grandes bloques de
electricidad, hacia los centros urbanos de distribución, a través de las redes
eléctricas y en niveles de tensión que van desde 115.000 Volts, hasta 800.000
Volt.
Voltio ó voltaje: Es la unidad de fuerza que impulsa a las cargas eléctricas a que
puedan moverse a través de un conductor. Su nombre, voltio, es en honor al físico
italiano, profesor en Pavia, Alejandro Volta quien descubrió que las reacciones
químicas originadas en dos placas de zinc y cobre sumergidas en ácido sulfúrico
originaban una fuerza suficiente para producir cargas eléctricas.
Watt: Es la unidad de potencia de un elemento receptor de energía (por ejemplo
una radio, un televisor). Es la energía consumida por un elemento y se obtiene de
multiplicar voltaje por corriente.
Inducción: Producción de corrientes llamadas corrientes inducidas en un circuito
bajo la influencia de un imán o de una corriente. Influjo recíproco de las corrientes
eléctricas sobre los imanes.
Interruptor: Aparato de poder de corte destinado a efectuar la apertura y/o cierre
de un circuito que tiene dos posiciones en las que puede permanecer en ausencia
de acción exterior y que corresponden una a la apertura y la otra al cierre del
circuito. Puede ser unipolar, bipolar, tripolar o tetrapolar.
Potencia nominal de un motor: Es la potencia mecánica disponible sobre su eje,
expresada en vatios, kilovatios o megavatios.
MTBF.- Tiempo medio entre fallas
Disponibilidad.- Tiempo que el equipo está operando ó listo para trabajar
Rendimiento.- Capacidad de producción de una equipo expresado en toneladas
por hora
Mantenibilidad.- Propiedad de un sistema que representa la cantidad de esfuerzo
requerida para conservar su funcionamiento normal o para restituirlo una vez se
ha presentado un evento de falla. Se dirá que un sistema es "Altamente
mantenible" cuando el esfuerzo asociado a la restitución sea bajo. Sistemas poco
mantenibles o de "Baja mantenibilidad" requieren de grandes esfuerzos para
sostenerse o restituirse.
CCM.- Centro de control de motores (zona donde se agrupan los tableros de
potencia y control de un grupo de motores)
DIN.- Es el acrónimo de Deutsches Institut für Normung (Instituto Alemán de
normalización)
ANEXOS
Anexo 1
Datos de rodamientos del motor
Anexo 2
Dimensiones del motor y sus terminales
Anexo 3
Diagrama del motor
Anexo 4
Algunas fotos de motor en reparación
Estator ya preparado para recibir las bobinas Bobinas de estator
Estator con bobinas instaladas Rotor listo para ensamblarse
Ensamble de motor y montaje de porta escobillas en los anillos rozantes
