“
CASOS - VENTILADOR INDUSTRIAL
”
CARRERA
: TECNOLOGÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
CICLO
: VI
SECCIÓN
: “E”
DOCENTE
:
CURSO
: MANTENIMIENTO ELECTROMECÁNICO
ING. JOSE JARA FLORES
FECHA DE REALIZACIÓN : 03/10/2017
FECHA DE ENTREGA
SEMESTRE
: 17/10/2017
:
2017-II Trujillo – Perú Perú
1. MANTENIMIENTO MANTENIMIENT O ELECTROMECÁNICO ELECTROMECÁNIC O - 6° CICLO - C10 2. TEMA/UNIDAD: MANTENIMIENTO MANTENIMIENTO DE VENTILADOR INDUSTRIAL LUBRICACIÓN BÁSICA 3. CONCEPTOS: Características de ventiladores industriales. Mantenimiento e inspección en motor eléctrico. Mantenimiento e inspección en rodamientos y chumaceras. Lubricación de maquinaria Propiedades de los lubricantes. Análisis Vibracion Vibracional al
4. OBJETIVOS: a) Reconocer el funcionamiento y contexto operacional para la solución de problemas. b) Identificar los componentes en un ventilador industrial. c) Seleccionar la frecuencia y tipo de lubricación para ventiladores industriales. d) Identificar los modos de falla de un ventilador industrial. industrial . e) Realizar un RCA a un ventilador industrial.
5. TÍTULO Detección de fallas en ventiladores industriales
6. CASO: De la empresa Luis Angulo es inspector de mantenimiento en una empresa del rubro cementero. Tiene a su cargo la inspección preventiva y predictiva del área de hornos rotatorios. Durante la operación del horno llaman a Luis por un problema con el motor del ID-fan principal del horno 3, presenta un elevado consumo de corriente fuera de su parámetro nominal. El objetivo principal de Luis es el de detectar que está ocasionando ese consumo de corriente y tomar las medidas necesarias para evitar una posible falla y parada del equipo.
Del ventilador El equipo es un ventilador centrífugo de tiro negativo, está instalado luego del filtro de mangas principal del horno. El sistema consta de un motor eléctrico, un acoplamiento directo, dos chumaceras y el ventilador. El motor trabaja a una velocidad nominal de 1600 rpm.
Al inspeccionar el ventilador, Luis nota un ruido anormal y vibración dentro del rodete del ventilador, por lo que opta por realizar un análisis vibracional al ventilador.
Los resultados del análisis se muestran en el siguiente espectro de vibración:
Fig.1 Espectro vibracional – Chumacera 4 Radial Además toma la temperatura de los rodamientos del motor y están trabajando a 75°C. Los rodamientos del motor son SKF 6322/C3 La frecuencia de lubricación es de 35 gr cada dos semanas, se utiliza una grasa Shell Gadus S3 V220 C2. La temperatura ambiente del ventilador es de 28 °C, expuesto a condiciones de trabajo con presencia alta de polución. Al final de la inspección, Luis debe elaborar un informe de resultados exponiendo los motivos por lo que el consumo de corriente y temperatura del motor es alto y las posibles causas que generen estos problemas detectados.
Fig.2 Ventilador ID-Fan
Fig.3 Ventilador ID-Fan
Fig.4 Eje principal, chumaceras y acoplamiento del ventilador
Fig.5 Placa del Motor Eléctrico
Fig.6 Modelo referencial de un filtro de mangas
7. PREGUNTAS SOBRE EL CASO: 7.1. Preguntas de estudio: 7.1.1. En base al resultado del análisis vibracional, ¿qué problema está presentando el ventilador? Los problemas que se estarían presentando en el ventilador serian: Desequilibrio de elementos rotativos. Desalineamiento en el acoplamiento. Desbalanceo Fatiga de los cojinetes Fisuras en la estructura Defecto de los rodamientos Pata coja Solturas Ejes torcidos 7.1.2. ¿El lubricante utilizado es adecuado para la aplicación de un motor eléctrico de ventilador? Justifique su respuesta. No porque el lubricante utilizado no es el adecuado ya que la aplicación del Shell Gadus S3 V220 C2 es para rodamientos automotrices la cual está perjudicando al motor eléctrico del ventilador por su mala selección del lubricante.
Ficha técnica del Shell Gadus S3 V220 C2
Se recomienda utilizar un lubricante Shell Gadus S5 V100 2 ya que es para la aplicación de motores eléctricos etc.
Ficha técnica del Shell Gadus S5 V100 2.
Características típicas físicas.
7.1.3. En base al rodamiento utilizado en el motor, determinar la cantidad y frecuencia de re-lubricación que se debe aplicar. De acuerdo al rodamiento rígido de bolas SKF 6322/C3 se le aplicará un lubricante Shell Gadus S5 V100 2 con una frecuencia de 15.82 gramos cada dos semanas y por cada día consumirá 1.13 gramos de lubricante.
Ilustración 1: Rodamiento rígido de bolas
Ficha técnica
7.1.4. Elabore un plan de inspección preventiva que se debe realizar al ventilador. PLAN DE INSPECCIÓN PREVENTIVO DE UN VENTILADOR
AREA MáQUINA SUPERVISOR TIPO DE REPARACIÓN
HORNOS ROTATORIOS
FECHA :
VENTILADOR INDUSTRIAL
HORA :
PREDICTIVO
x
PREVENTIVO
/
/
HOROMETRO :
RESPONSABLES
CORRECTIVO
SISTEMA MECÁNICO Verificar la rotación del eje (antes de eje cutar el trabajo) Inspeccionar la carcasa del ventilador(antes de ejecutar el trabajo)
Diario
Mensual
Timestre
Semestre
Eleme ntos cambiados
x x
inspección de tornillos de soporte ( antes de ejecutar el trabajo) inspección de los alabes ( antes de ejecutar el trabajo) Inspección visual del acople directo(antes de ejecutar el trabajo) inspección visual de chumacera s (antes de ejecutar el trabaj o)
x x x
SISTEMA ELÉCTRICO Verificación la carcasa del motor (antes de eje cutar el trabajo) Insp. y limpieza general de la parte ex terna del motor debido al ambiente de trabajo. Lectura de voltaje y corriente del motor(antes de ejecutar el trabajo) Verificación de la conexión eléctrica(antes de eje cutar el trabajo) Mantenimiento general de pintura. ( si se requiere ) OTROS
x x x x x
OBSERVACIONES
PIEZAS RETIRADAS
PIEZAS DEVUELTAS
TEC. RESPONSABLE
SUP. MANTENIMIENTO
7.2. Preguntas facilitadoras: 7.2.1. Describa las funciones de un ventilador de tiro inducido. Su función es la expulsión de humos y gases de la combustión mediante la instalación de una boquilla que inyecta el aire ambiental, situado en un punto cualquiera de la chimenea (generalmente en la base), impulsado por un ventilador normal, que induce el tiro (se le suele llamar efecto Venturi). Tiene las mismas ventajas e inconvenientes del Tiro Forzado, aunque suele consumir más energía que aquel, si bien la inversión en ventiladores es inferior, puesto que no se trata de ventiladores especialmente resistentes a temperatura y agresiones químicas. 7.2.2. Describa las funciones de los lubricantes en rodamientos. La función de los lubricantes en los rodamientos anti- fricción es proveer una capa de lubricante entre los elementos rodantes y separadores para reducir la fricción, el calor y el desgaste. También brindan protección contra la corrosión y remueven el calor. Los rodamientos sellados y engrasados mantienen la suciedad fuera, y los sistemas lubricados con aceite remueven la suciedad del rodamiento mientras el aceite pasa a través de él. Los aceites y las grasas son utilizados en una gran variedad de velocidades y temperaturas operativas. La mejor selección para una aplicación es determinada al evaluar las temperaturas operativas, el peligro de contaminación, el tipo de rodamientos, la carga y el arreglo de los rodamientos. La grasa se recomienda cuando: Los arreglos y los selladores utilizados no están diseñados para retener aceite o proteger contra contaminantes. Se requiere protección contra la suciedad, polvo, agua, humos u otros contaminantes. • Se requieren largos intervalos de tiempo para relubricación. La contaminación del producto por parte del lubricante debe ser evitada.
El aceite es recomendado cuando: La temperatura operativa es consistentemente alta y el flujo de aceite se necesita para remover calor. La suciedad no es excesiva y se pueden utilizar sellos. Se desea remover escombros del sistema utilizando el aceite y filtrándolo con un filtro externo.
7.2.3. Describa el principio de funcionamiento de un filtro de mangas
Los filtros de mangas son uno de los equipos más representativos de la separación sólido-gas mediante un medio poroso: aparecen en todos aquellos procesos en los que sea necesaria la eliminación de partículas sólidas de una corriente gaseosa. Eliminan las partículas sólidas que arrastra una corriente gaseosa haciéndola pasar a través de un tejido. La eliminación de polvo o de las pequeñas gotas que arrastra un gas puede ser necesaria bien por motivos de contaminación, para acondicionar las características de un gas a las tolerables para su emisión a la atmósfera, bien como necesidad de un proceso para depurar una corriente gaseosa intermedia en un proceso de fabricación. En ocasiones el condicionante de la separación será un factor de seguridad, ya que algunos productos en estado de partículas muy finas forman mezclas explosivas con el aire. Los filtros de mangas son capaces de recoger altas cargas de partículas resultantes de procesos industriales de muy diversos sectores, tales como: cemento, yeso, cerámica, caucho, química, petroquímica, siderúrgica, automovilística, cal, minera, amianto, aluminio, hierro, coque, silicatos, almidón, carbón, anilina, fibras, granos, etc.
7.3. Preguntas de discusión: 7.3.2. ¿Por qué la temperatura del rodamiento es elevada respecto a la temperatura de trabajo nominal de 40°C?
Posibles causas por el aumento de temperatura en el rodamiento. Ítem Motivo del problema Solución práctica La grasa o el aceite se está Consulte al fabricante del lubricante 1
2
3
4 5 6
deteriorando debido a que es inadecuado para las condiciones de funcionamiento. Nivel de aceite bajo. Hay una fuga de lubricante a través de la obturación. La cantidad de grasa en el soporte es insuficiente. El juego interno del rodamiento es inadecuado para las condiciones en las que el calor externo se conduce a través del eje. Esto hace que el aro interior se expanda en exceso.
Las obturaciones rasantes se secan o hay excesiva tensión en el muelle. Fijación cruzada
Manguito de fijación excesivamente apretado.
7 Alineación lineal o angular incorrecta de dos o más ejes acoplados con dos o más rodamientos.
8
Falta de lubricante en el rodamiento debido a un nivel de aceite incorrecto.
para determinar el tipo de lubricante adecuado. Compruebe la miscibilidad en caso de haber cambiado de tipo de grasa o de aceite. El nivel de aceite debería encontrase por debajo del centro del elemento rodante del rodamiento más. Llene hasta una tercera parte o la mitad del soporte con grasa. Compruebe si el rodamiento sobrecalentado tenía un juego según las especificaciones de diseño originales. Si es así, cambie a un rodamiento con un mayor juego radial, es decir, Normal a C3 o C3 a C4. De lo contrario, solicite un rodamiento a medida. Contacte con SKF en caso de que la designación del rodamiento sea ilegible. Sustituya las obturaciones rasantes por obturaciones con una tensión de muelle correcta. Lubrique las obturaciones. Inserte una chapa calibrada entre el soporte y la pestaña de la tapa para liberar la precarga axial del rodamiento. Afloje la tuerca de fijación y el manguito. Vuelva a apretarlo lo suficiente para fijar el manguito al eje, pero asegúrese de que el rodamiento gira libremente. Alineación correcta del soporte con chapas calibradas. Asegúrese de que los ejes se acoplan en línea recta, especialmente si se utilizan tres o más rodamientos en un eje. Asegúrese de utilizar chapas calibradas. Limpie el orificio de aceite obstruido para ventilar el indicador de nivel de aceite.
7.3.3. Con respecto a la cantidad y frecuencia de re-lubricación, ¿Crees que es correcta? ¿Qué métodos de lubricación se utilizan actualmente para lubricación de motores? Puede utilizarse una grasa con un aceite de base mineral y espesante de litio. Estas grasas se adhieren bien a las superficies del rodamiento y se pueden utilizar en aplicaciones en las que las temperaturas oscilan entre los –30 y los +110 °C (entre –20 y +230 °F). Para aplicaciones con velocidades y temperaturas altas, o cuando se requiere una larga vida útil, se ha demostrado que el uso de grasa con un aceite de base sintética (por ej., grasa SKF con un aceite de base de diéster LGLT 2) resulta eficaz. Los métodos usados actualmente son: a) Mediante pistola de grasa.
Ilustración 2: Lubricación mediante pistola de grasa
b) Sistema centralizado.
Ilustración 3: lubricación por sistema centralizado
c) Re-lubricadores automáticos.
Ilustración 4: Re-lubricación automática
d) Lubricación basada en ultrasonidos.
Ilustración 5: lubricación basada en ultrasonido
7.3.4. ¿Qué lubricante es recomendable en la aplicación de motores eléctricos? Características típicas físicas del Shell Gadus S5 V1002.
Aplicaciones principales:
7.3.5. ¿Qué crees que esté generando el problema detectado con el análisis vibracional y cómo puedes detectarlo visualmente? Utilizar de referencia la Figura 6 Visualmente las vibraciones lo detectaríamos poniendo una marca en los pernos (de las patas del motor) así veríamos cuando este desalineado la marca, no coincidir con la línea marcada de referencia, entonces se dirá que hay vibraciones, por lo cual se tiene que corregir. 7.3.6. ¿Qué instrumento utilizarías para inspeccionar el estado de los sellos y eje principal del ventilador? Se utiliza una cámara termográfica, para ver el estado del eje y de los sellos del motor, ya que esta nos verificara la temperatura de cada punto, si presenta una alta temperatura en los sellos o eje del motor entonces su estado no es bueno.
Ilustración 6: Termografía del eje de un motor.
7.3.7. ¿Qué propiedad es más importante para seleccionar un lubricante?
El índice de viscosidad que tiene cada lubricante. Las condiciones climáticas (temperatura) de la zona donde opera normalmente la máquina. Fluidez del lubricante. Cómo cambia la viscosidad del aceite con respecto al cambio de temperatura.
7.3.8. ¿Cómo debe ser un proceso correcto de reengrase de un rodamiento teniendo en cuenta las buenas prácticas de lubricación? Se recomienda seguir el siguiente procedimiento para un correcto reengrase, y evitar problemas:
A. Etapas previas: a) Definir un encargado del programa de re-lubricación. b) Verifique el tipo de rodamiento instalado (las placas del equipo indican muchas veces el tipo). Esto determinará si los rodamiento s son re-engrasables. Tener fichas técnicas de cada motor indicando el tipo de rodamiento y grasa utilizada. c) Identificar el tipo de grasa y el fabricante si es posible. d) Calibre la engrasadora, estableciendo la cantidad de grasa que sale en cada aplicación en Gramos.
B. Procediendo recomendado: 1. Defina la cantidad de grasa de relubricación y el periodo de tiempo correcto. 2. Asegúrese de que la pistola de grasa contiene el lubricante adecuado para los rodamientos. 3. Con el motor o generador encendido (y caliente) proceda con el reengrase. 4. Retire el accesorio de drenaje y si es posible, limpie con un cepillo de espiral dentro de la cavidad, para eliminar una pequeña cantidad de grasa para formar una ruta de salida. 5. Antes de aplicar, verifique el relleno de grasa que queda en la cavidad para asegurar el espacio disponible para el futuro de reengrase. 6. Aplicar la cantidad adecuada de grasa, según el tipo de rodamiento. Hágalo lentamente para minimizar la acumulación de presión excesiva en la cavidad. NO EXCEDA LA CANTIDAD RECOMENDADA. 7. Deje que el motor funcione a esta temperatura durante un tiempo según el tamaño de la máquina, al menos 20-30minutos. 8. Después de que la grasa antigua salga por el drenaje, vuelva a instalar el tapón y limpie la zona de salida.
Ilustración 7: Reengrase de un rodamiento.
7.4. Preguntas sobre el resultado:
Realizar un RCA para los problemas de lubricación y vibraciones detectados.
Realizar un AMEF para el ventilador mostrado en el problema.
Realizar un AMEF para el ventilador mostrado en el problema.
AMEF Ventilador Industrial Para Horno. Modo de la falla Ventilador no gira
Falla potencial Efecto de la Causa de la falla falla Ventilador no Motor del ventilado conduce flujo de inoperativo aire. Paralización del horno. Eje del ventilador roto.
Controles Actuales Nº de fallas
Evaluación O S D IPR
21
Darle mantenimiento 4 al motor, para que este operativo.
9
8
288
22
Cambiar el eje del motor, y analizar su rotura.
4
9
9
324
23
Se procede a checar el cableado de alimentación al motor.
3
8
6
144
Ventilador Motor del Bajo aislamiento en el 24 gira, pero no ventilador gira a motor eléctrico. trasmite el baja velocidad. aire suficiente. Mal mantenimiento al 25 motor.
Sustituir por uno nuevo 4 o reparado
5
3
60
Hacer mantenimiento al motor.
2
3
2
12
Desbalanceo del rodete del ventilador.
Corte de energía eléctrica al motor
El ventilador presenta ruidos extraños
Acumulación de Desalineamiento partículas en los del eje del alabes del ventilador. ventilador Desprendimiento de algunas partes del rodete.
26
Limpiar periódicamente los alabes del ventilador.
5
5
5
125
27
Cambiar el rodete si los desprendimientos son muy grandes.
3
5
5
75
Vibración del ventilador.
28
Apretar los pernos, poner una marca en los pernos, para facilitar la inspección a posibles vibraciones.
2
8
3
48
Pernos del motor están desapretados.
8. LINKOGRAFÍA.
http://www.preditecnico.com/2014/04/lubricacion-basada-en-ultrasonidos.html
http://noria.mx/lublearn/importancia-del-indice-de-viscosidad-al-seleccionar-unlubricante/
http://www.fluke.com/fluke/pees/soluciones/camara-termografica/notas-deaplicacion/inspeccion-de-motores-electricos
http://www.dimsa-mexico.com/documents/catalogos/guia_gadus.pdf
http://noria.mx/lublearn/lubricacion-de-motores-electricos-2/
http://www.skf.com/pe/products/bearings-units-housings/super-precisionbearings/principles/lubrication/grease-lubrication/grease-selection/index.html
