INSTITUTO TECNOLOGICO DEL ITSMO
MATERIA: ADMON. Y TEC. DE MANT.
ESPECIALIDAD: Ingeniería Electromecánica
UNIDAD 1: EVALUACIÓN Y TAXONOMÍA DEL MANTENIMIENTO”
SEMESTRE: 7
ALUMNOS: ALEXIS VAZQUEZ VELAZQUEZ RAUL MARTINEZ CRUZ FARIT CRUZ RAMOS
PROFESOR: Meléndez Álvarez Gilberto
GRUPO: 7j
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INDICE: Introducción…………………………………………………………………............. pág. 3
Contenido:
5.1Cimentacion……………………………………………………………..……………..pags.4-5
5.1.1 Requerimientos de cimentación……………………....………..………págs. 6-7 5.1.2 Tipos de anclaje……………………………………………………….... págs. 7-9 5.2 Procedimiento de montaje…………………….……….………………… pág. 9-11
5.3 Nivelación y alineación de equipos……………….…..………… ..…….págs. 11-13
5.3.1Procedimiento y técnicas de nivelación………………………………… pág.13-16
Conclusión……………………………………………………………………..……pág. 17
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MONTAJE Y TECNICAS DE ALINEACION. INTRODUCCION. Una causa importante de las averías en máquinas es una alineación incorrecta. En general, se debe a técnicas de medición inadecuadas, a una bancada o fundamento defectuoso y/o debilitado. Para que la maquinaria esté correctamente emplazada y montada, es importante disponer de una gama de diseños de apoyo y sistemas de medición exactos. Esto se precisa para dar estabilidad al equipo y, por ejemplo, para hacer frente a los niveles de fuerzas y vibración apropiados sin ocasionar desperfectos en el fundamento. Para conseguir un funcionamiento suave en dos máquinas acopladas es imprescindible que los ejes de las mismas estén dentro de unos límites admisibles en su alineación. Los límites son más estrechos cuanto mayor velocidad y/o potencia tengan las máquinas acopladas. Las consecuencias de un acoplamiento de ejes con desalineación superior a la admisible por el tipo de acoplamiento es un nivel anormalmente alto en las vibraciones, tanto radiales como axiales y un deterioro prematuro de los órganos de las máquinas, pudiendo incluso presentarse un fallo catastrófico si se arranca una máquina con un grado alto de desalineación. Para ello es necesario comprender y definir dos conceptos fundamentales que influyen en el fenómeno de la desalineación, como los son “Montaje” y “Alineación”.
Montaje: Es el proceso mediante el cual se emplaza cada pieza en su posición definitiva dentro de una estructura . Estas piezas pueden ser de diferentes materiales pero principalmente son estructuras metálicas y de hormigón. Estas se adaptan a las concepciones de las nuevas arquitecturas y las necesidades de la industria de hoy, se emplean cada día más ampliamente. Con ambos sistemas se pueden alcanzar obras de grandes magnitudes. Esto se realiza con diferentes equipos de trabajo y maquinarias. 3
El montaje industrial es un desafío permanente al ingenio; suele desarrollarse en condiciones geográficas complejas o debe conectarse la nueva estructura con una ya existente, y con plazos bastante restringidos por los elevados montos de inversión comprometidos.
La alineación: Es el proceso mediante el cual la línea de centros del eje de un elemento de maquinaria, por ejemplo un motor, se hace coincidir con la prolongación de la línea de centros del eje de otra máquina acoplada a ella, por ejemplo, una bomba. 5.1 CIMENTACIÓN. Defini ción de cimentación.
Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de la edificación al suelo. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados (excepto en suelos rocosos muy coherentes). Defini ción de cimentaciones de máquinas.
A diferencia de las cimentaciones de edificación, que generalmente están sometidas a cargas estáticas o cuasiestáticas, las cimentaciones de maquinaria están sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas cíclicas obliga a considerar el estado límite de servicio de vibraciones y el estado límite último de fatiga.
Diferencias entre cimentaciones. La diferencia principal, entre una cimentación normal y de equipo industrial radica en que los equipos transmiten no solo carga estática como cualquier edificación, sino que además se suman cargas dinámicas provenientes del funcionamiento mismo de la máquina. Ahora bien, no todos los equipos o estructuras industriales transmiten cargas dinámicas, pero también tiene un tratamiento especial debido a las grandes cargas estáticas que traspasan a la cimentación. 4
Tipos de cimentación para maquinaria: Tipo bloque. Tipo celdas. De muros. Porticadas.
Con pilotes. Sobre apoyos elásticos. De soporte.
Figura 5.1 Tipos de cimentación más utilizados en maquinarias. Materiales de construcción para las cimentaciones de máquinas. Los materiales de construcción para fundaciones de la máquina pueden estar divididos en dos grupos principales: Los materiales estructurales, usados principalmente para llevar y transmitir cargas.
Acero: Usado más frecuentemente para las cimentaciones de máquina es el acero dulce. Este acero debería ser a prueba del efecto de humo, gases, ácido, sulfato de calcio y cloruro de magnesio, con una capa que impide oxido, y en el acero interior el que contacta con el suelo se debe aplicar un recubrimiento del alquitrán para prevenir corrosión. Los Materiales amortiguadores de vibración y sonido: Estos recubrimientos de amortiguación absorben vibraciones en virtud de sus propiedades elásticas. Los rellenos que amortiguan vibración están insertados entre la máquina y su cimentación o estructura de respaldo, pero también pueden ser colocados entre la fundación de la máquina y el suelo. Comúnmente los usados absorbedores de vibraciones como amortiguadores corcheros, de hule y “felt”, así como también especiales y plásticos.
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5.1.1 REQUERIMIENTOS DE CIMENTACIÓN Un ingeniero con experiencia puede planear un programa eficaz, pero como los materiales varían en consistencia y estratificación, debe haber flexibilidad en el programa conforme progrese el trabajo. Si el programa de subsuperficie se planea después de haber hecho los estudios conceptuales de la construcción, deben darse las condiciones de carga anticipadas, las elevaciones de los pisos y de los declives, así como cualquier característica especial, al ingeniero que dará mayor importancia a la investigación y la intensificará en las áreas críticas.
Requerimientos para cimientos: 1. La cimentación deberá ser capaz de soportar cargas impuestas tener sin 2. 3. 4. 5.
fallas de corte o aplastamiento. Los asentamientos deberán estar dentro de los límites permitidos (no en riesgos de quiebre) El centro de gravedad de la maquina deberá estar alineado con la base de la cimentación repartiendo sus cargas equitativamente. El nivel freático en caso de existir debe de estar a su mínimo posible. La cimentación deberá de estar protegida contra aceites, ácidos, etc.
Otras consideraciones importantes. Existen algunas consideraciones que se deben de tomar en cuenta para la elección de una buena cimentación para la máquina y así evitar daños o contratiempos posteriores. Capacidad de carga y cargas permisibles Accesorios (tuberías, drenajes, ventilación, conductos, ganchos de soporte, escaleras, acceso). Asentamientos Economía Factores que afectan al cimiento: •
Soporte del peso total de la máquina. Mantener la alineación entre la maquinaria y sus accesorios. Aislar las instalaciones próximas de las vibraciones producidas.
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El diseño de la instalación debe de dar cimiento apropiado para soportar la maquinaria industrial y prevenir niveles de vibración molestos o dañinos que afecten al personal que opera en ellos o en caso extremos que afecte la estructura del edificio. Según el esfuerzo que sufren las cimentaciones, también pueden clasificarse, como lo son en el caso de equipos estáticos o equipos dinámicos.
Equipos estáticos
Vasos verticales y cimentaciones de la pila. Vasos horizontales y cimentaciones intercambiadoras de calor. Cimentaciones del vaso esféricas. Equipo eléctrico y cimentaciones de estructuras de apoyo.
Equipos dinámicos
Equipo Giratorio, turbinas a gas, turbinas a vapor, bombas, compresores, ventiladores y centrifugadoras. Equipo Recíproco, son los compresores y motores a diesel. Equipo de Generación, son martillos forjadores y prensas de forjado de metal. Otros tipos de Equipo Dinámico, otras maquinarias que generan acciones dinámicas son las trituradoras de roca y trituradoras de metal.
5.1.2 TIPOS DE ANCLAJE. Para que una máquina trabaje normalmente y de forma segura para el operador, tiene que estar debidamente anclada al cimiento. El anclaje es muy similar en todos los casos, en lo que varían es la forma de la placa de asiento, que es la encargada de transmitir las cargas al cimiento.
Anclaje: El anclaje de una pieza de equipo a su cimentación es a menudo el aspecto más crítico de un diseño de cimentación. Esto es particularmente cierto para el Basales verticales y cimentaciones con pilotes, o para cualquier otra cimentación de equipo dónde la consideración de cargas laterales domina el diseño.
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Las placas de anclaje más utilizadas son las cuadradas, rectangulares, poligonales, circulares. Estas últimas son preferibles cuando se trata de transmitir grandes presiones al cimiento. Para pernos de anclaje se utilizan generalmente barras lisas, sin embargo una barra de estas puede transformarse en un perno arponado o corrugado, que son útiles cuando se tienen que introducir en un orificio hecho posteriormente, que después se rellena con concreto. Antes de anclar la máquina al cimiento, debe chequearse que el cimiento este completamente nivelado, para proceder luego a la colocación y nivelación de la máquina sobre el mismo. El apoyo de la máquina sobre el cimiento se realiza a través de una placa de asiento de material elástico, una vez colocada la máquina sobre dicho asiento, se comprueba su correcta nivelación en sentido longitudinal y transversal; la nivelación se consigue colocando placas de material elástico y de espesor variable bajo la base de la máquina en el lugar de los pernos de anclaje.
Funcionamiento: La mayoría de anclajes que son instalados después de haber hecho el cimiento, funciona ya sea por fricción, área de soporte, por adhesión o una combinación de estos. Anclajes mecánicos: Existen varios tipos de anclajes como son los macho o de rosca externa, hembra o de rosca interna, autorroscantes; todos estos, pueden mejorar sus características mecánicas, utilizando un epóxico en la cavidad del anclaje para obtener mejores resultados. Factores a considerar Tenemos que considerar algunos factores para la utilización de los pernos de anclaje.
Resistencia del concreto. Diámetro del anclaje. Profundidad de empotramiento. Distancia entre ejes y al borde.
Tipos de falla 8
Por sobrecarga: Rotura del anclaje. Rotura del concreto. Extracción del anclaje.
En el material base: Rotura del material base. Rotura del borde. Agrietamiento. Deslizamiento del anclaje. Extracción del anclaje.
5.2 PROCEDIMIENTO DEL MONTAJE. Las maquinarias usada en el montaje de máquinas industrial, es diferente entre sí, y es usada para cada caso en particular, porque es diferente lo que deben transportar, instalar en forma definitiva, montar, y colocar o elevar, así que ellos, se valen de la maquinaria especializada para lograrlo. Entre esa maquinaria que es usada para los casos de montajes, nos encontramos con las grúas, levantadoras, elevadoras, guinches, gatos hidráulicos, poleas, ganchos, plumas, montacargas, etcétera.
Objetivo: Montar y poner en condiciones de funcionamiento subconjuntos y conjuntos mecánicos, a partir de hojas de procesos, planos y especificaciones técnicas, garantizando las condiciones de calidad y seguridad establecidas. Procedimiento de montaje.
Planificación de la ubicación de los componentes. Emplazamientos de los componentes principales. Instalación de las tuberías y los componentes. Vacío. Soplado. Prueba de presión. Prueba de fugas. Carga. Ajuste del equipo de seguridad. Comprobación del equipo de seguridad. Ajuste de los controles. Prueba de la instalación completa y reajuste de controles automáticos, etc. Procesos de ensamble. 9
La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o más partes entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de adhesivos. Sujeción mecánica se puede lograr por medio de tornillos, remaches, roblones, pasadores, cuñas y uniones por ajuste a presión estos últimos se consideran sempiternamente, las efectuadas con otros sujetadores mecánicos no son permanentes los mecánicos son más costosos y requiere capacidad en la preparación de partes por unir. Algunas partes se unen de modo permanente con soldadura eléctrica o de gas, soldadura blanda, o dura y algunos adhesivos. La soldadura se efectúa con el uso de calor, de presión o ambos. El calor producirá cierto efecto sobre las partes unidas para satisfacer la amplia variedad de necesidades en la manufactura, se han desarrollado y están en uso. Métodos de montaje que minimizan el mantenimiento.
Muchos de los problemas que se presentan en los motores tienen origen en la forma en que se instalan. En muchos casos, el cimiento o la placa de base están mal diseñado, mal construido, o ambas cosas. El resultado inevitable es vibración, desalineación de los ejes (flechas), daños a los cojinetes, e incluso ruptura del eje o de la armazón a carcasa lo cual suele acarrear, además, una grave falla eléctrica. Si el motor va a montarse sobre una base de concreto (hormigón), es esencial que el cimiento sea rígido a fin de minimizar las vibraciones y la desalineación durante el funcionamiento. Los cimientos deben ser de concreto macizo, con sus fundamentos a suficiente profundidad para que descansen sobre una sub-base firme. Lechado y calzamiento.
El lecho es de gran importancia para la firmeza, rigidez y estabilidad de la cimentación. Ni siquiera las mejores placas base de acero se consideran un soporte adecuado salvo que estén enclavadas o ahogadas en la lechada.
El empleo correcto de las calzas es también esencial para el buen montaje del motor en el cimiento. Una forma de lograr un calzamiento correcto consiste en quitar los suplementos e inspeccionarlos en cada punto de soporte antes de 10
efectuar la alineación final. Es necesario tener presente la razón del uso de las calzas. No son solo para colocar más alto o más bajo el motor, sino también para que queden bien alineados los ejes de las máquinas. Otro aspecto esencial de una buena cimentación es la estabilidad. Una vez que la base está bien conformada e instalada no debe modificarse. A veces, el calor excesivo puede crear problemas. Procesos de acabado.
La función principal es de los procesos de acabado son limpiar, proteger y decorar la superficie. La limpieza de la superficie suele ser el primer paso. La limpieza elimina la mugre, aceites, grasa, incrustaciones o costuras y herrumbre, a fin de preparar la superficie para un tratamiento adicional La limpieza se puede efectuar por medios mecánicos como limpieza con chorro de abrasivo o por medios químicos, como limpieza alcalina. Otros fines de los procesos de acabado, son proteger la superficie contra el deterioro y decorarla para aumentar su atractivo estético. El acabado se efectúa al cubrir la superficie con el revestimiento conveniente. Las superficies se pueden revestir con revestimientos orgánicos (pinturas), revestimientos metálicos, revestimientos de fosfato, esmaltes porcelanizados y revestimiento de cerámica.
5.3 NIVELACIÓN Y ALINEACIÓN DE EQUIPOS. Uno de los factores más importantes que influyen en el mecanizado es la alineación/nivelación de la máquina. En algunas ocasiones, parte de los errores que surgen en la producción se deben solamente a ello.
Nivelación: Es el procedimiento mediante el cual se determina: a) El desnivel existente entre dos (o más), hechos físicos existentes entre sí. b) La relación entre uno (o más), hechos físicos y un plano de referencia.
La alineación es un proceso muy importante en los equipos ya que si no existe esta llega a ocasionar algunos daños en el equipo de una correcta alineación.
Características: 11
Menor temperatura de trabajo en engranajes, poleas y correas, acoplamientos, transmisiones, etc. Mayor duración de engranajes, correas, rodamientos, retenes, juntas, cojinetes, etc. Menores vibraciones de máquinas y equipos, lo que significa menores averías y roturas. Ahorro de energía. Mayor tiempo entre averías-fallas, es decir, menor mtbf. Mayor productividad, por menor número de paradas en los procesos industriales o de fabricación.
Tipos de errores de alineación. En general hay dos tipos principales de desajustes.
1. paralelo (también conocido como offset): en desalineación paralela, los dos ejes que se han alineado centrales que son paralelas entre sí, pero están en condición de desplazamiento. 2. angular (también conocida como brecha): en el desplazamiento angular del eje de los dos ejes están situados en un ángulo entre sí.
Figura 5.2 A. Desalineación paralela; B. Desalineación angular; C. Alineación correcta. Tipos de alineación.
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La alineación del eje es posible sólo si los dos extremos del eje no están doblados o torcidos, pero se enfrenta uno al otro en perfecta simetría, estos dos extremos, cuando se alineados se puede hacer en dos métodos principales.
Desplazamiento de la alineación: Desplaza la alineación o cadenas radiales se comprueba mediante una regla de borde recto, esto se hace colocando la regla en varias partes de las mitades de acoplamiento, es decir, a los lados siguientes: Arriba Parte inferior
Adyacentes Contrario
El espacio entre los ejes se indicará que el eje se compensa o se desalinea un poco y que necesita ser corregida, este desajuste puede ser rectificado mediante el ajuste del motor o al elevar la plataforma del motor o la máquina utilizando cuñas impulsadas.
La alineación angular: se puede corregir mediante el levantamiento de la máquina o mediante el uso de las calzas debajo de la plataforma con el fin de prevenir cualquier tipo de desalineación se vuelvan a presentar, el motor y la máquina receptora debe estar firmemente atornillada a la base de la máquina después de las posiciones finales de ambos, el motor y la máquina receptora se deciden. Alineación de correas o poleas: la alineación de correas o de poleas es una tarea de mantenimiento importante. Si se realiza correctamente, puede evitar paradas y suponer un ahorro de costes considerable. Alineación de ejes: alineación de ejes verticales: las máquinas verticales se suelen montar con tornillos en una brida en lugar de un pie, lo cual hace que el cálculo de los valores de corrección sea diferente del de las máquinas horizontales. Puede variar el número de tornillos utilizados y éstos están situados en un círculo en torno a la brida. la alineación correcta del eje es fundamental para garantizar un funcionamiento correcto y una mayor duración del equipo.
5.3.1 PROCEDIMIENTOS Y TÉCNICAS DE ALINEACIÓN. Para conseguir un funcionamiento suave en dos máquinas acopladas es imprescindible que los ejes de las mismas estén dentro de unos límites admisibles 13
en su alineación. Los límites son más estrechos cuanto mayor velocidad y/o potencia tengan las máquinas acopladas. Las consecuencias de un acoplamiento de ejes con desalineación superior a la admisible por el tipo de acoplamiento es un nivel anormalmente alto en las vibraciones, tanto radiales como axiales y un deterioro prematuro de los órganos de las máquinas, pudiendo incluso presentarse un fallo catastrófico si se arranca una máquina con un grado alto de desalineación. El alineamiento es una técnica que busca la calidad en el montaje de las máquinas rotativas. Sus fines son:
Lograr un buen posicionamiento entre ejes. La eliminación de esfuerzos no deseados. La descarga de los órganos de apoyo de los equipos. La duración del servicio. Ahorro económico por disminución de roturas, deterioros y stocks de almacenamiento. Mayor disponibilidad de servicio.
La falta de alineamiento ocasiona excesivas fuerzas axial y radial en los cojinetes, lo cual conlleva:
Recalentamiento y desgaste prematuro de los cojinetes. Sobrecargas en el motor. Desgaste prematuro en las empaquetaduras o sellos mecánicos del eje. Posibilidad de rotura del eje debido a fatiga. Chirridos y ruidos extraños. Vibraciones, las cuales son a su vez causa del des alineamiento, creando un círculo vicioso que termina por arruinar el equipo.
Regla y Nivel. Es un sistema de alineamiento rápido, utilizado en los casos en los que los requisitos de montaje no son exigentes, dado que es poco preciso. Su mayor
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ventaja es la rapidez, y por otro lado su mayor inconveniente es que induce todos los errores posibles.
El proceso de alineamiento es como sigue: Los ejes, con los platos calados, se aproximan hasta la medida que se especifique. Con una regla de acero y un nivel, se sitúan en las generatrices laterales que podemos denominar Este y Oeste (o 3 y 9) y se irá corrigiendo hasta que los consideremos alineados. Se comprueba el paralelismo de los platos midiendo en cuatro puntos a 90°. Si en el plano Norte-Sur no tenemos el nivel a cero, quiere decir que el mecanismo está “CAÍDO” o “LEVANTADO”, por lo que ha brá que colocar forros donde se necesite para que los dos platos queden paralelos.
Reloj radial y galgas. En primer lugar se busca corregir la desalineación angular con la ayuda de las galgas. El objetivo es que los dos platos del acoplamiento estén en el mismo plano. También se pretende, con las dieciséis medidas, compensar los errores de medida debidos a huelgo axial; sino con cuatro medidas bastaría.
Los pasos a seguir son los siguientes: 1. Se conseguirá el alineamiento si: Izquierda = Derecha = Arriba = Abajo Se mide con las galgas la distancia entre los platos del acoplamiento en las posiciones que hemos denominado izquierda, derecha, arriba y abajo. 15
2. Se mueven conjuntamente los dos árboles 90º, repitiendo las 4 medidas del paso anterior. Se opera igual para 180º y 270º. 3. Los valores así obtenidos se colocan en una tabla como la siguiente y se calculan los promedios. 4. Se conseguirá el alineamiento si: Izquierda = Derecha = Arriba = Abajo.
Figura 5.3 Alineación mediante reloj radial y galgas.
Diagrama 5.1 Plano vertical.
Diagrama 5.2 Plano horizontal. Actualmente se empieza a utilizar un instrumento basado en láser más preciso que, dada la importancia de una buena alineación y los tiempos requeridos, es de esperar que se vaya aplicando preferentemente y desplace el uso de instrumentos mecánicos.
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