FACULTAD DE INGENIERÍA · 2019. 10. 23. · facultad de ingenierÍa carrera de ingeniería...
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FACULTAD DE INGENIERÍA
Carrera de Ingeniería Industrial
“USO DE LA TECNICA DE ANALISIS DE ACEITE APLICANDO
EL ISO 4406 PARA MEJORAR LA VIDA ÚTIL DE LOS
COMPONENTES DEL SISTEMA DE FRENOS DE LAS
MOTONIVELADORAS CATERPILLAR SERIE M DE USO EN LA
INDUSTRIA MINERA”
Tesis para optar el título profesional de:
Ingeniero Industrial
Autor:
Fredy Manrique Asto
Tony Ventura Vizcardo
Asesor: Mg. Ing. Mario Antonio Anaya Raymundo
Lima - Perú
2018
“USO DE LA TÉCNICA DE ANÁLISIS DE ACEITE APLICANDO EL ISO 4406
PARA MEJORAR LA VIDA ÚTIL DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE
FRENOS DE LAS MOTONIVELADORAS CATERPILLAR SERIE M DE USO EN
LA INDUSTRIA MINERA”
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DEDICATORIA
A nuestras familias, por ser el impulso y motor en este proceso de nuestra vida, a los profesores quienes nos guiaron a mejorar cada día, a nuestras amistades que nos motivan a seguir con nuestro crecimiento y obtener nuestros logros.
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AGRADECIMIENTO
A los compañeros de trabajo y jefes, gracias a sus aportes, ideas y empeño nos ayudaron en creer que se podía lograr y hacer realidad nuestros objetivos y metas.
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ÍNDICE DE CONTENIDOS DEDICATORIA 2
AGRADECIMIENTO 3
ÍNDICE DE TABLAS 6
RESUMEN 12
ABSTRACTS 13
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 14
Realidad Problemática 14
Formulación del problema 15 1.2.1. Problema general 15 1.2.2. Problemas específicos 15
Objetivos 15 1.3.1. Objetivo general 15 1.3.2. Objetivo específicos 15
Marco Teórico 16 1.4.1. Antecedentes 16
Bases Teóricas 18 1.5.1. Mantenimiento 18
Mantenimiento correctivo 19
Mantenimiento preventivo 19
Mantenimiento predictivo 20 1.5.2. Gráfica P-F 22 1.5.3. Motoniveladora Caterpillar serie M 23 1.5.4. Método de muestreo programado del de aceite (scheduled oil sample) SOS 27 1.5.5. Viscosidad y tipos de lubricantes en motoniveladoras Caterpillar 29 1.5.6. Control de contaminación 30 1.5.7. Limpieza del aceite (ISO4406) 31
Hipótesis 33 1.6.1. Hipótesis general 33 1.6.2. Hipótesis específica 33 1.6.3. Operacionalización de variables 34
CAPÍTULO II: METODOLOGÍA 35
Tipo de investigación 35
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Población y muestra 35
Técnicas e instrumentos de recolección y análisis de datos 37 Diagrama de Ishikawa o causa efecto 37 Los cinco por qué (five whys) 37
Procedimientos 38 2.4.1. Reporte Preliminar 38 2.4.2. Pruebas en taller 39 2.4.3. Verificar horas de componente y verificar PCR (Programa de reparación de componentes) 39 2.4.4. Cambio de Frenos 39 2.4.5. Análisis de Falla 39 2.4.6. Análisis de disponibilidad de la motoniveladora 39
CAPÍTULO III: RESULTADOS 40
Diagnóstico 40 3.1.1. Mantenimiento programado 40 3.1.2. Antecedentes 42 3.1.3. Reporte de taller 44
Componente y despiece del sistema de frenos 49
Problemas o Fallas 51 3.3.1. Reporte de análisis de muestra de aceite enviada al laboratorio 51 3.3.2. Análisis de operación de maquina 53 3.3.3. Análisis del desarmado del freno 55 3.3.4. Análisis de fallas y frecuencia 56
Identificación de causas 57 3.4.1. Técnica a utilizar 57 3.4.2. Análisis de los 5 por que 61
Propuesta 63 3.5.1. Reducción de toma de muestra de aceite de 500 a 250 horas. 63 3.5.2. Incremento de nivel de aceite de tándem 63 3.5.3. Incremento de vida útil del aceite 64
Evaluación 66 3.6.1. Implementación de verificación de presiones en el sistema de frenos 76
CAPÍTULO IV: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES 77
Discusión 77
Conclusiones 78
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RECOMENDACIONES 79
REFERENCIAS 80
ANEXOS 82
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Descripción curva P-F. 23
Tabla 2 Especificación de Motor 24
Tabla 3 Especificaciones de Transmisión 25
Tabla 4 Identificación de Componentes y Flujo de Transmisión de Potencia 26
Tabla 5 Intervalos de Toma de Muestra de Aceite. 27
Tabla 6 Método de Obtención de Muestra de Aceite 28
Tabla 7 Viscosidades de lubricantes para motoniveladoras a temperaturas ambiente 29
Tabla 8 Objetivo de Limpieza de Fluido Maquinaria Caterpillar 31
Tabla 9 Rango de Partículas Permisibles en los Fluidos 32
Tabla 10 Cantidad de partículas en 1 mililitro de fluido 33
Tabla 11 Operacionalización de Variables 34
Tabla 12 Descripción de la Muestra de Motoniveladora de la serie M 36
Tabla 13 Programa de intervalos de mantenimiento 40
Tabla 14 PM y Su Duración 41
Tabla 15 Inspección De Equipo Antes De Su Uso 42
Tabla 16 Capacidades De Llenado De Los Compartimientos Hidráulicos En La Maquina 43
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Tabla 17 Especificación De Presiones De Frenos 45
Tabla 18 Personal Que Interviene En La Tarea Y El Tiempo 45
Tabla 19 Personal Que Interviene En La Tarea Y El Tiempo 47
Tabla 20 estándar de trabajo para cambio de Freno 47
Tabla 21 Vida Útil De Componentes Mayores 47
Tabla 22 Horas de componentes que han salido fuera de servicio por falla 48
Tabla 23 Hora de Falla en Componentes 49
Tabla24 Despiece del freno de servicio 50
Tabla 25 Límites de partículas de solidos por mililitro de aceite 52
Tabla 26 Elementos de desgaste en el tándem 53
Tabla 27 Eventos registrados en la maquina 54
Tabla 28 Matriz de cambio 54
Tabla 29 Disponibilidad 2016 56
Tabla 30 Disponibilidad anual 2016 57
Tabla 31 Horas en reparaciones y PM 57
Tabla 32 Muestra de Aceite Partículas Solidas 60
Tabla 33 Intervalos de toma de muestra de aceite. 62
Tabla 34 Tareas de PM 2000 Horas de Servicio o 2 Años 62
Tabla 35, Reducción de horas de toma de muestra al tándem 63
Tabla 36 Especificación de bomba de dializado 65
Tabla 37 Costo Hora Hombre 66
Tabla 38, Costo por Galón de aceite 67
Tabla 39 Frecuencia de PMs 67
Tabla 40 Cambio de aceite tándem 500 horas 68
Tabla 41 Grafica de cambio de aceite 500 horas 68
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Tabla 42 Mano de Obra por Cambio de Aceite 500 horas 69
Tabla 43 Resultados de Partículas en Aceite 70
Tabla 44 Cambio de aceite tándem 2000 horas 70
Tabla 45, Grafica de cambio de aceite 2000 horas 71
Tabla 46 Mano de Obra por Cambio de Aceite 2000 horas 71
Tabla 47 Diferencia Costos Aceite 72
Tabla 48, Diferencia en Mano de obra 72
Tabla 49 Costo recurso humano por dializado de aceite cada 250 horas 72
Tabla 50 Costo de kit de filtros 73
Tabla 51 Costo Anual Filtros 73
Tabla 52 Costo anual / 12 máquinas 73
Tabla 53, Diferencia de costos por implementación 74
Tabla 54 Vida útil actual de componentes 75
Tabla 55 Disponibilidad 75
ÍNDICE DE FIGURAS
Tabla 1 Descripción curva P-F. 23
Tabla 2 Especificación de Motor 24
Tabla 3 Especificaciones de Transmisión 25
Tabla 4 Identificación de Componentes y Flujo de Transmisión de Potencia 26
Tabla 5 Intervalos de Toma de Muestra de Aceite. 27
Tabla 6 Método de Obtención de Muestra de Aceite 28
Tabla 7 Viscosidades de lubricantes para motoniveladoras a temperaturas ambiente 29
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Tabla 8 Objetivo de Limpieza de Fluido Maquinaria Caterpillar 31
Tabla 9 Rango de Partículas Permisibles en los Fluidos 32
Tabla 10 Cantidad de partículas en 1 mililitro de fluido 33
Tabla 11 Operacionalización de Variables 34
Tabla 12 Descripción de la Muestra de Motoniveladora de la serie M 36
Tabla 13 Programa de intervalos de mantenimiento 40
Tabla 14 PM y Su Duración 41
Tabla 15 Inspección De Equipo Antes De Su Uso 42
Tabla 16 Capacidades De Llenado De Los Compartimientos Hidráulicos En La Maquina 43
Tabla 17 Especificación De Presiones De Frenos 45
Tabla 18 Personal Que Interviene En La Tarea Y El Tiempo 45
Tabla 19 Personal Que Interviene En La Tarea Y El Tiempo 47
Tabla 20 estándar de trabajo para cambio de Freno 47
Tabla 21 Vida Útil De Componentes Mayores 47
Tabla 22 Horas de componentes que han salido fuera de servicio por falla 48
Tabla 23 Hora de Falla en Componentes 49
Tabla24 Despiece del freno de servicio 50
Tabla 25 Límites de partículas de solidos por mililitro de aceite 52
Tabla 26 Elementos de desgaste en el tándem 53
Tabla 27 Eventos registrados en la maquina 54
Tabla 28 Matriz de cambio 54
Tabla 29 Disponibilidad 2016 56
Tabla 30 Disponibilidad anual 2016 57
Tabla 31 Horas en reparaciones y PM 57
Tabla 32 Muestra de Aceite Partículas Solidas 60
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Tabla 33 Intervalos de toma de muestra de aceite. 62
Tabla 34 Tareas de PM 2000 Horas de Servicio o 2 Años 62
Tabla 35, Reducción de horas de toma de muestra al tándem 63
Tabla 36 Especificación de bomba de dializado 65
Tabla 37 Costo Hora Hombre 66
Tabla 38, Costo por Galón de aceite 67
Tabla 39 Frecuencia de PMs 67
Tabla 40 Cambio de aceite tándem 500 horas 68
Tabla 41 Grafica de cambio de aceite 500 horas 68
Tabla 42 Mano de Obra por Cambio de Aceite 500 horas 69
Tabla 43 Resultados de Partículas en Aceite 70
Tabla 44 Cambio de aceite tándem 2000 horas 70
Tabla 45, Grafica de cambio de aceite 2000 horas 71
Tabla 46 Mano de Obra por Cambio de Aceite 2000 horas 71
Tabla 47 Diferencia Costos Aceite 72
Tabla 48, Diferencia en Mano de obra 72
Tabla 49 Costo recurso humano por dializado de aceite cada 250 horas 72
Tabla 50 Costo de kit de filtros 73
Tabla 51 Costo Anual Filtros 73
Tabla 52 Costo anual / 12 máquinas 73
Tabla 53, Diferencia de costos por implementación 74
Tabla 54 Vida útil actual de componentes 75
Tabla 55 Disponibilidad 75
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INDICE DE ANEXOS
Anexo A, Tapones Magnéticos de recolección de partículas saturado 82
Anexo B, Marca realizada por el rozamiento de la cadena en el fondo del tándem, contribuye a la
generación de partículas en el sistema 82
Anexo C, Reporte de trabajos realizados 83
Anexo D, Plano del sistema hidráulico, nos permite distinguir y evaluar los posibles fallos en el sistema
de frenos 84
Anexo E, Presurización de frenos individuamente 85
Anexo F, Pruebas realizadas en salida de PM 2000 86
Anexo G, Reporte análisis aceite (S.O.S) componente tándem izquierdo motoniveladora 16 87
Anexo H, Matriz de consistencia 88
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RESUMEN
Existe la problemática de desgaste prematuro en los frenos de las motoniveladora Caterpillar de la
Serie M, por cuanto, es necesario un mantenimiento eficiente para prolongar o extender su vida útil,
en este sentido, el presente trabajo pretende evaluar la deficiencia del control del aceite mediante
la técnica de análisis del aceite ISO 4406 con la finalidad de controlar las partículas sólidas
suspendidas en el aceite del tándem en las motoniveladoras Caterpillar serie M.
En el análisis de la falla se determina que el sello de los frenos de las motoniveladora ha fallado
debido a la concentración de partículas sólidas suspendidas en el aceite del tándem, esto es
determinado con ayuda del análisis de los 5 por qué.
En el análisis de causa efecto (Ishikawa), se identifica:
El sistema del tándem no se cuenta con un sistema de filtración del aceite, Causando
acumulación de partículas sólidas.
Personal de mantenimiento desconoce que un sistema de dializado extiende la vida de uso
del aceite beneficiando al cuidado de los frenos.
Planeamiento no ha definido un programa de verificación del correcto funcionamiento del
sistema de frenos.
Al aplicar el método de contador de partículas con la finalidad de controlar las partículas
sólidas suspendidas en el aceite y con el diálisis del aceite, se obtiene buenos resultados.
Aplicando la técnica de análisis de aceite y el ISO4406, podemos afirmar que los componentes
están cumpliendo la vida útil indicada por el fabricante, superando en algunos casos las horas
recomendadas.
Aplicando un sistema de filtrado del aceite en el tándem se extiende la vida de uso del
aceite de 500 horas a 2000 horas de trabajo, el aceite trabaja lo recomendado por el
fabricante.
Se determina que la frecuencia de diálisis del aceite cada 250 horas de trabajo,
determinado por el contador de partículas, los aceite no presentan degradación solamente
partículas solidase en suspensión loque causaba daño a los componentes del freno.
Se comprueba de manera cuantitativa que el aplicar un sistema de filtración del aceite nos
reduce costos anuales, podemos afirmar que la reducción de costos anuales es de 64%.
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ABSTRACTS
There is the problem of premature wear on the brakes of the Caterpillar M Series motor grader, which
is necessary for a better maintenance of the useful life, in this sense. The oil analysis technique ISO
4406 with the purpose of controlling the solid particles suspended in the engine oil in the engine of
the M series of caterpillar.
In the analysis of the failure is determined the seal of the brakes of the motor grader has failed due
to the concentration of the particles suspended in the oil of the tandem, this is found with the help of
the analysis of the 5 why.
In the analysis of cause effect (Ishikawa), it is identified:
The system of accumulation of solid particles.
Unknown maintenance personnel that a dialysate system extends the service life of the oil
benefiting brake care.
Planning has not defined a program to verify the proper functioning of the brake system.
Apply the particle counter method in order to control solid particles.
Applying the technique of oil analysis and ISO4406, we can affirm that the components are complying
with the useful life indicated by the manufacturer, exceeding in some cases the recommended hours.
Applying a tandem oil filtering system extends the useful life of oil use from 500 hours to
2000 working hours, the oil is currently recommended by the manufacturer.
The dialysis frequency of the oil is determined every 250 working hours, the particle counter,
the oil does not show only solids particles in suspension which caused damage to the brake
components.
The quantitative way of applying the system of eliminating oil to reduce annual costs is
verified, we can affirm that the annual cost reduction is 64%.
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