7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
1/123
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DEINGENIERIA MECANICA
MANTENIMIENTOPREDICTIVO DE MOTORES DIESEL K2000E
DE CUMMINS BASADO EN EL ANLISIS DE ACEITE
TESIS PARA OBTENER EL TTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO MECANICA
AUTOR:
WALTER EDGAR, ROQUE CHAMBI
ASESOR:
TRUJILLO PER
201
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
2/123
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DEINGENIERIA MECANICA
MANTENIMIENTOPREDICTIVO DE MOTORES DIESEL K2000EDE CUMMINS BASADO EN EL ANLISIS DE ACEITE
TESIS PARA OBTENER EL TTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO INDUSTRIAL
AUTOR:
WALTER EDGAR, ROQUE CHAMBI
ASESOR:
TRUJILLO PER
201
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
3/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
AGRADECIMIENTO
A mi Esposa e Hijas, Padres,
Profesores, quienes me guiaron
y orientaron en cada momento.
A Dios, por estar siempre
presente en cada esfuerzo
realizado.
3
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
4/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
PRESENTACIN
Seores Miemros del !urado"
Pongo a su disposici#n el presente traajo de in$estigaci#n titulado
%Diseo de un Plan de Mantenimiento Predictivo de Motores Disel K2000E de
Cummins Basado en Anlisis de Aceite en cumplimiento a lo estalecido en la
&ey 'ni$ersitaria ()*)), (+- y /ES. )01 A2/, &ey de 3reaci#n de la '34
(1)1- /eglamento general de E$aluaci#n Acad5mica.
El presente proyecto 6a sido elaorado en ase a un estudio realizado en
la empresa Minera 7arric8 Misquic6ilca %Alto 36icama &agunas 2orte9 en la
sierra de la &iertad a los motores de comusti#n interna :(---E 3ummins, esta
tesis pretende demostrar que las fallas de los motores :(---E se pueden
predecir antes que estos daen por completo al motor.
Por tanto considero que el esfuerzo 6ec6o en el desarrollo del presente
traajo cumpla con los ojeti$os trazados, que pongo a su consideraci#n para su
respecti$a e$aluaci#n.
Muy Atentamente /;
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
5/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Resumen
Abstract
1. Introducc!n1.1.Prob"ema de n$est%ac!n
1.1.1. Rea"dad &rob"em'tca1.1.2. (ormu"ac!n de" &rob"ema1.1.). *ust+cac!n1.1.,. Antecedentes1.1.-. Obet$os
1.1.-.1. Genera"1.1.-.2. Es&ec+co
1.2.Marco re+erenca"1.2.1. Marco te!rco1.2.2. Marco conce&tua"
2. Marco metodo"!%co2.1./&!tess
2.2.arab"e2.2.1. De+nc!n conce&tua"2.2.2. De+nc!n o&eracona"
2.).Metodo"o%a2.).1. T&o de estudo2.).2. Dseo
2.,.Pob"ac!n 3 muestreo2.-.M4todo de n$est%ac!n2.5.T4cncas e nstrumentos de reco"ecc!n de datos2.6.M4todos de an'"ss de datos
). Resu"tado
,. Dscus!n-. Su%erencas5. Re+erencas bb"o%r'+cas6. Ane7os
INDICE DE (IG8RAS@ig. , Motor :(---E 3uminnsBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB@ig. (, ;rganigrama 0 sistemas y partes de un motor di5sel tradicionalBB...(-@ig. ), 4iscosidad capilarBBBBBBBBBBBBBBBBB.BBBBB..(+@ig. , Punto de inflamaci#nBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB..B(*@ig. 1, Monitoreo del aceiteBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB..B.)@ig. +, SegCn la /eser$a AlcalinaBBBBBBBBBBBBBBBBBBB))
@ig. *, Holln en el motorBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB))@ig. , Penetraci#n del aguaBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB.B)@ig. , Sistema de &uricaci#n del motor :(---EBBBBBBBBBB...B.)+@ig. -, 7oma de AceiteBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB..-@ig. , 7oma de Aceite en @uncionamientoBBBBBBBBBBBBBB-@ig. (, 4Fl$ula de Ali$ioBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB@ig. ), Enfriadores de AceiteBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB...@ig. , Montaje de 3aezales de @iltrosBBBBBBBBBBBBBBB...(@ig. 1, 3aezal de @iltrosBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB)
5
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
6/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
@ig. +, 4Fl$ula /eguladoraBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB.....)@ig. *, 4Fl$ula de Deri$aci#nBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB..@ig. , Galera Principal de AceiteBBBBBBBBBBBBBBBBBB.@ig. , Galera de Aceite del rol de &e$asBBBBBBBBBBBBB...1@ig. (-, Enfriamiento del Pist#nBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB1
@ig. (, ?oeras para Enfriamiento del Pist#nBBBBBBBBBBBBB...+@ig. ((, luricaci#n por carcasa frontalBBBBBBBBBBBBBBB.......*@ig. (), luricaci#n de turosBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB*
NOMENC9AT8RAS
3ESBBBBBBBBBBBB...3ummins Engineering Standards3S?BBBBBBBBBBBB.B3entisto8e3PBBBBBBBBBBBBBB3entipoise:;HBBBBBBBBBBBBB.Hidr#Iido de PotasioH3&BBBBBBBBBBBBB.cido 3lor6drico=3PBBBBBBBBBBBBB..Espectrometra de Emisi#nPPMBBBBBBBBBBBBBPartculas por Mill#n/PMBBBBBBBBBBBBB/e$oluciones por MinutoME3BBBBBBBBBBBB...Motor de Encendido por 3ompresi#nPS=BBBBBBBBBBB..B...&ira por Pulgada 3uadradaEG/BBBBBBBBBBBBBEI6aust Gas /ecirculation
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
7/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
RES8MEN
Este traajo soreel anFlisis del aceite usado en el motor, es una 6erramienta
del mantenimiento del motor muy Ctil, puesto que, permite predecir prolemas,
antes de que estos sucedan, e$itando reparaciones mayores o innecesarias,permite programar reparaciones pequeas, ayuda a reducir y apro$ec6ar el
tiempo inacti$o, reduce costos, $igila y mejora el programa de mantenimiento,
permite otener el mayor rendimiento del luricante, eItendiendo los inter$alos
de drenaje o camio de aceite, al determinar elementos contaminantes como"
residuos metFlicos del desgaste de piezas del motor, pol$o, ni$eles de 6olln,
oIidaci#n y azufre en el luricante, presencia de agua o comustile del motor
8(---E 3ummins, inicialmente se analiza estadsticamente las fallas que tu$o
dic6o motor en el tiempo de operaci#n de la minera.
&os resultados otenidos en funci#n del nCmero de fallas y demoras
presentadas por los motores :(---E 3ummins, Jen la flota de camiones
*)-EK, en un periodo de ( meses, determinando de esta manera la criticidad
de estos y la precauci#n que se dee de tomar con las condiciones de
desgastes anormales eIistentes.
En la in$estigaci#n se logra determinar el ni$el crtico y el desgaste importante
que requiere atenci#n inmediata, las cuales puede requerir desmontar
parcialmente el motor, el mantenimiento predicti$o asado en el anFlisis del
aceite usado, nos permite considerar los parFmetros adecuados de
funcionamiento asociados a la e$oluci#n de las fallas, para determinar en qu5
perodo de tiempo esas fallas $an a tomar una rele$ancia importante, para
planificar todas las inter$enciones con tiempo suficiente, e$itando que las
mismas generen consecuencias gra$es, perjudicando la disponiilidad y
operati$idad de los equipos.
A:STRACT
?6is Lor8 on t6e analysis of t6e oil in t6e motor used, a tool is of t6e $ery useful
motors maintenance, once Las put t6an, it permits predicting prolems, efore7
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
8/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
t6ese 6appen, a$oiding igger or unnecessary reparations, permits
programming little reparations, is 6elp to reduce and to ma8e good use of
inacti$e time, it reduces costs, Latc6es and impro$es t6e maintenance
program, permit otaining t6e luricants igger performance, eItending t6e
drainage or oil c6ange inter$als, t6e determining contaminating elements = 6a$e
a meal " t6e motors metallic lea$ings of t6e pieces Lear, dust, soot le$els,
oIidation and sulfur in t6e luricant, presence of Later or t6e moti$e 8(---E
3umminss fuel, initially it is eIamined statistically t6e faults t6at 6e 6ad said
motor in t6e operation time of t6e miner.
?6e aftermat6s otained in terms of t6e faults numer and you delay present
for t6e motors :(---E 3ummins, J in t6e truc8s fleet *)-E K, in a ( mont6s
period, determining t6is Lay 6er t6ese and t6e precaution t6at must 6a$e to me
of to drin8 Lit6 conditions of Lears anormal eIistent criticality.
?6e critical le$el is een ale to determine =n t6e in$estigation and t6e
important Lear t6at requires immediate attention, L6ic6 can require
dismounting partially t6e engine, t6e maintenance predicti$e once Las ased
in t6e oils analysis used, permits considering t6e e$olution of t6e faults to
determine L6ereon period of time t6ose faults, t6e adequate functioning
parameters associated t6ey go to ta8e an important rele$ance to plan all t6e
inter$entions early enoug6, a$oiding t6at t6e same ones generate gra$e
aftereffects, 6arming a$ailaility and t6e teamNs operati$eness.
8
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
9/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
CAPIT89O I
1. Introducc!n
Procederemos a descriir en forma re$e en que equipo es utilizado el motor
de comusti#n interna :(---E 3ummins, en la empresa minera se utiliza en
los camiones mineros *)-E :omatsu de transmisi#n el5ctrica, con un peso
ruto de )(?on y su carga mFIima (-1 ?on, (. m. de largo y +.+ m. de
anc6o, con un tanque de comustile de 1- galones, ) galones de aceite
6idrFulico y - galones de refrigerante, el cual es impulsado por dos motores
de tracci#n el5ctricos el cual recie energa el5ctrica de un alternador principal.
El presente traajo sore %Diseo de un Plan de Mantenimiento Predicti$o a
Motores Di5sel :(---E de 3ummins, 7asado en AnFlisis de Aceite9 tiene como
ojeti$o primordial predecir las fallas de los componentes internos del motor de
comusti#n interna antes que pierdan su funcionailidad y tenga que para el
equipo para el camio del motor de comusti#n interna.
El motor di5sel :(---E de 3ummins, dee ser altamente confiale para e$itar
paradas inesperadas del equipo y mantener la producci#n segCn.
1.1. Prob"ema de n$est%ac!n
9
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
10/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
1.1.1. Rea"dad &rob"em'tca
En las mineras de tajo aierto son importantes las maquinas
energ5ticas productoras de potencia motriz como es el motor de
comusti#n interna, apro$ec6ando la energa qumica delcomustile para con$ertirla en energa t5rmica gracias ala
comusti#n , la cual se con$ierte a su $ez en energa mecFnica
o traajo. Su e$oluci#n a partir del ao *+ 6asta la Cltima d5cada
6a influenciado generando mejoras sociales y econ#micas,
permitiendo el desarrollo de pases, siendo la minera una de ellas.
&a producci#n de motores :(---E 3ummins de comusti#n interna y
toda la ingeniera empleada para producirlos, dependen de di$ersos
factores para tener un adecuado funcionamiento, de modo que
cualquier $ariaci#n de estos influirF en la eficiencia adecuada del
motor :(---E.
Por otro lado si estos motores traajaran deficientemente por
prolemas de caliraciones o desgastes prematuros de componentes
internos la contaminaci#n 6acia el medio amiente seria mayor por lo
tanto dee de cumplir ciertos parFmetros de funcionamiento,
teniendo en cuenta la altura sore el ni$el del mar, ala cual traaja el
motor de comusti#n interna en los equipos de acarreo del mineral.
1.1.2. (ormu"ac!n de" &rob"ema
O3#mo $a a determinar el Mantenimiento Predicti$o, asado en el
anFlisis de aceite a los motores Di5sel :(---E para e$itar su
repentina falla
1.1.). *ust+cac!n
El presente estudio estF enfocado a iniciar una mejora en las
t5cnicas de mantenimiento predicti$o a realizarse en los motores
di5sel de comusti#n interna :(---E de los equipos de la empresa
del sector minero.
10
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
11/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
EstF presente en este sector con una cantidad considerale de
equipos que usan este tipo de motor di5sel :(---E. Es por ello que,
deido a esta cantidad amplia de equipos que posee la operaci#n los
cuales estFn sometidos a un plan de mantenimiento pre$enti$o ycorrecti$o, que no les proporciona una manteniilidad y disponiilidad
acorde con las nue$as eIigencias de la empresa, deido a que
muc6as $eces las fallas que presenta el motor diesel :(---E de los
camiones *)-E requieren muc6o tiempo para ser corregidas, puesto
que los repuestos tardan 6asta $arios meses en llegar al taller
cuando no se encuentran en el stoc8 de la empresa.
AdemFs que los costos por la realizaci#n del mantenimientocorrecti$o son mayores, deido a que se daan partes internas las
cuales generan daos a otros componentes que se encuentran en el
motor :(---E.
El motor dee de ser retirado del equipo y en$iado al taller para su
reparaci#n el cual demora $arios das en repararlo.
Este control del estado interno de los equipos puede realizarse por
medio de muestras de aceite, las mismas que serFn eItradas en
di$ersos tiempos de funcionamiento de la unidad con el fin de
comproar c#mo se da el aumento o no de partculas suspendidas
en la muestra Jsiendo dic6as partculas metFlicas o no metFlicasK en
su mayora pro$enientes de elementos que poseen una mayor tasa
de desgaste, sore todo cuando el equipo estF en funcionamiento.
'na $ez otenidas las concentraciones de partculas, se procederF a
analizar el origen de las mismas y con ase en los resultados
otenidos se predecirF los elementos internos del motor que pueden
estar pr#Iimos a acaar su tiempo de $ida Ctil. Adicionalmente se
usca programar los camios de repuestos y elementos desgastados
y de manera simultFnea alargar la $ida Ctil del motor di5sel :(---E y
del aceite, asegurando un uen rendimiento del equipo.
11
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
12/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Q as e$itaremos el mal funcionamiento por fallas internas, las cuales
ocasionan paradas que cuestan tiempo y dinero a la empresa
minera.
1.1.,. Antecedentes
Ttu"o; Diseo de un Plan de Mantenimiento Pre$enti$o de
Motores Di5sel 7asado en AnFlisis de Aceite.Tess &ara o&tar e" ttu"o de In%enero Mec'nco.Autor; Maldonado Daz 3ristian Eduardo.Insttuc!n; Escuela polit5cnica nacional
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
13/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
motores di5sel de las mismas caractersticas y condiciones
de operaci#n. Se demuestra que es justificale la implantaci#n del MPd
triol#gico en una planta termoel5ctrica, por los eneficios
que implica la detecci#n temprana de anomalas. &asuper$isi#n de la condici#n eficaz del AA permite realizar
camios de aceite oportunos y la aplicaci#n del 37M en el
motor, permite determinar lo que estF sucediendo dentro
de la unidad sin necesidad de desarmarla. El Motor Di5sel analizado se encuentra traajando en
desalance t5rmico por la eIagerada diferencia de
temperaturas entre cilindros y por las altas temperaturas.
Se dee mantener una mFIima diferencia de ?GE entre
cilindros de 1T3, para mantener el motor en equilirio
t5rmico y e$itar las diluciones y la sorecarga en los
cojinetes de iela y cojinetes de punto de apoyo de
cigUeal. El aceite luricante estF perdiendo su propiedad
detergente0dispersante por alta temperatura lo que en
consecuencia produce la acumulaci#n de 6olln en lasranuras de los aros, produciendo una mezcla arasi$a que
desgasta aceleradamente los aros de compresi#n de los
pistones y de las camisas. El costo por aceite para motor durante el ao de monitoreo
ascendi# a V .++-, de los cuales V -.( se in$irtieron
en las compensaciones de aceite nue$o, que representa el
+-W del costo total. &o que indica que el motor consumi#
eIageradas cantidades de aceite y estF ocasionando
p5rdidas econ#micas considerales.
Ttu"o" AnFlisis de Aceite de los Motores Di5sel de un 7uque
Pesquero para Mantenimiento Predicti$o.Tess &ara o&tar e" ttu"o de In%enero Mec'nco.Autor; 36F$ez 4enegas, 3arlos y @5liI 2a$arrete, !orge
13
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
14/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Insttuc!n;Escuela Superior Polit5cnica del &itoral Guayaquil R
Ecuador.Conc"usones;De los resultados otenidos se puede estalecer
que el control de los parFmetros de seguimiento en los aceites
usados, permite realizar modificaciones o reparaciones en losmotores, que mejoran las condiciones de operaci#n y por
consiguiente ayudan a los equipos a traajar en condiciones
#ptimas. Al re$isar las condiciones de desgaste en las mFquinas
principales, se estim# de manera te#rica la proporci#n de
desgaste a encontrar, y contra este $alor se puede
comparar los resultados de la tendencia de crecimiento del
desgaste por las 6oras de traajo del equipo. Al re$isar las tendencias, se pudo determinar los
parFmetros normales de operaci#n, que al compararlos
con los lmites de control, encontramos que los lmites de
desgaste de metales y contaminaci#n de pol$o
corresponden a $alores inferiores a los que se reportan
como condiciones crticas de operaci#n. /e$isando el conjunto de tendencias se estiman los
$alores de los parFmetros e$aluados, comproando la
propuesta de racionalizaci#n de luricantes presentada, y
adicionalmente se otienen los $alores estimados para el
final de la e$aluaci#n.1.1.-. Obet$os
1.1.-.1. Obet$o Genera"
Estalecer el m5todo de mantenimiento predicti$o en motores
di5sel :(---E de 3ummins, asado en anFlisis de aceite.
1.1.-.2. Obet$os Es&ec+cos
3onocer los parFmetros de funcionamiento de un motor
di5sel :(---E de acuerdo a la cantidad de partculas
suspendidas en el aceite.
14
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
15/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Determinar los tiempos de $ida Ctil de los componentes
internos del motor di5sel :(---E. Analizar la criticidad de los distintos componentes internos
del motor di5sel :(---E.
Proponer las acciones predicti$as a aplicar en los motoresdi5sel :(---E dependientes de la e$aluaci#n peri#dica del
aceite. 'tilizar frecuentemente, los instrumentos adecuados para
determinar condiciones standard del aceite en el motor.
1.2. Marco re+erenca"
1.2.1. Marco te!rco
1.2.1.1. Mantenmento
Es un conjunto de acciones oportunas, continCas y
permanentes dirigidas a pre$er y asegurar el funcionamiento
normal, la eficiencia y la uena apariencia de los sistemas
mecFnicos, equipos y accesorios.
1.2.1.2. T&os de Mantenmento
EIisten $arios tipos de mantenimiento con diferencias encuanto a ojeti$os, planificaci#n, recursos necesarios, etc. En
la realidad, ninguno de estos se utilizan eIclusi$amente, sino
que se realiza un mantenimiento planificado que con$ine los
diferentes tipos con el ojeti$o de optimizar los costos gloales
y la disponiilidad de los equipos.
Son di$ersos t5rminos como Mantenimiento Proacti$o,
Mantenimiento 7asado en la 3onfiailidad o MantenimientoProducti$o ?otal designan formas diferentes de enfocar la
planificaci#n del mantenimiento diferente de enfocar la
planificaci#n del mantenimiento, cominando los cuatro tipos
Fsicos citados as como ciertos enfoques adicionales.
a< Mantenmento Ante e" (a""o
15
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
16/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
?ami5n llamado mantenimiento frente a rotura, J7rea8
DoLn MaintenanceK, se refiere a las operaciones de
mantenimiento que tiene lugar tras el fallo y cuyo ojeti$o
fundamental es la rFpida de$oluci#n de la maquina a las
condiciones de ser$icio. Para ello se pone 5nfasis en
sustituir o reparar rFpidamente la pieza que 6a fallado.
b< Mantenmento Correct$o
Este mantenimiento tiene las mismas caractersticas que el
anterior Jmantenimiento ante el falloK sal$o en que
considera necesario no solo reparar la maquina a$eriada
sino tami5n uscar, diagnosticar y corregir la causa real
que pro$oco el fallo.
c< Mantenmento Pre$ent$o
Es un tipo de mantenimiento cuyo ojeti$o consiste en
pre$enir el fallo. El mantenimiento pre$enti$o mFs comCn es
el planificado JPPM. Planned Pre$enti$e MaintenanceK se
asa en el estalecimiento de una rutina sustituci#n de
piezas a inter$alos peri#dicos de tiempo. En la mayora delos casos la sustituci#n de un componente se realiza
sistemFticamente. =ndependientemente del estado de la
pieza asFndose en el nCmero de ciclos realizados o el
tiempo de traajo de la mFquina y en la informaci#n
6ist#rica del tiempo medio entre fallos JM?7@, Mean ?ime
7etLeen @ailureK del componente. De este modo trata de
e$itarse los fallos inesperados. El 5Iito del m5todo radica
en una adecuada elecci#n de los inter$alos de sustituci#n
de las piezas.
d< Mantenmento Predct$o
Este m5todo tami5n llamado mantenimiento edition 0
ased maintenance o condition monitoringK corrige las
16
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
17/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
$entajas del mantenimiento pre$enti$o cominando las
sustituciones peri#dicas por inspecciones peri#dicas en las
que no se sustituye piezas. Solo se analiza el estado de la
maquina mediante la medida de una serie de parFmetros
ojeti$os.
3uando los parFmetros medidos demuestran la inminencia
de un fallo, se actCa con una operaci#n correcti$a que
susana la causa del fallo y repara o sustituye la pieza
daada o desgastada.
&a medida de los parFmetros se realiza sin necesidad de
parar la maquina ni interrumpir la producci#n. En algunos
casos la medida del $alor de estos parFmetros se realizan
de forma continua, dando lugar al mantenimiento predicti$o
online o continuoX en otros la medida se realiza con una
periodicidad definida. El inter$alo de inspecci#n dee fijarse
en un tiempo que permita detectar $ariaciones en el estado
de la mFquina, en caso de que los 6aya 6aido, y corregir o
sustituir los elementos necesarios antes de que se
produzca el fallo. YZ
1.2.1.). Motores de Combust!n Interna;
Es una mFquina t5rmica, que se encarga de transformar la
energa qumica de un comustile en energa mecFnica,
mediante la oIidaci#n de la mezcla aire0comustile en el
interior del cilindro del motor, alcanzando ele$adas
temperaturas y presiones para luego eIpandirse en contra de
los mecanismos del motor, esta eIpansi#n es con$ertida a
tra$5s del mecanismo iela0mani$ela en energa rotacional en
el cigUeal, que a su $ez estF conectado a un mecanismo de
trasmisi#n de potencia para el fin deseado.
17
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
18/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
1.2.1.,. C"as+cac!n de Motores de Combust!n Interna;
&os motores de comusti#n interna pueden ser clasificados
de diferentes maneras"
1. Por "a +ormac!n de "a me=c"a 3 e" t&o de %nc!n.
a< Motores Otto; se impulsan con gasolina y la mezcla se
forma generalmente fuera de la cFmara de comusti#n.
&a comusti#n en el cilindro se desencadena por
encendido eIterior. El motor inicia el proceso de
comusti#n en cada uno de los ciclos por el uso de una
uja. &a uja da una descarga de alta tensi#n el5ctrica
entre dos electrodos que inflaman la mezcla aire0
comustile en la cFmara de comusti#n.
b< Motores D4se";?ami5n llamado motor de encendido por compresi#n
JME3K.
3onsume comustile pesado como el gas#leo. &amezcla se realiza en el interior de la cFmara comusti#n,
y se inflama al inyectar el comustile sore el aire
calentado por la fuerte compresi#n.
&as presiones que se producen son muy ele$adas y sus
componentes 6an de ser roustos y pesados por lo que
el nCmero de re$oluciones queda limitado.
Los disel rpidos, pueden alcanzar las 11-- rpm.&a cilindrada unitaria esta entre -- y +-- cm) por
cilindro, se emplean en autom#$iles y $e6culos
industriales ligeros.
Los disel lentos, giran entre -- y (--- rpm.?ienen un $olumen de 6asta ( litros por cilindro.
18
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
19/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Se montan en camiones, autouses, locomotoras,
arcos y maquinarias pesadas. Y(Z
El :(---E representa un paso intr5pido y seguro 6acia
delante en un mercado como el de alta potencia.Es el producto de un programa de eItensa in$estigaci#n
y desarrollo que integra lo mejor de los motores :? y
:??A, con tecnologas nue$as, tales como, el sistema
3E2?/Q, el cual no compromete el rendimiento,
confiailidad y a6orro en la operaci#n.
&a eIperiencia de 3ummins en alta potencia inici# con
los motores originales de :()-- y :0)-+*, los cuales,fueron introducidos a finales de los setentas
&os motores di5sel son un tipo de motores de
comusti#n interna, y poseen sus caractersticas
especficas, las cuales a su $ez determinan un estado de
funcionamiento y condiciones del entorno fa$orales con
las cuales se podrF otener el mFIimo desempeo
posile con una mejor eficiencia.
Es necesario eIplicar re$emente como se da el
funcionamiento de este tipo de motores, ya que
cotidianamente las personas estFn acostumradas a
utilizar equipos a gasolina, por lo que muc6as $eces se
tiende a crear una cierta analoga entre dic6os equipos,
analoga que dic6o sea de paso es imposile de
estalecer. Es por ello que, como fase preliminar sedeerF entender de manera sencilla pero clara el
funcionamiento de este tipo de motor, as como el
conocer las condiciones de traajo y en si los fluidos
necesarios para un correcto funcionamiento de estos
equipos.
19
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
20/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
c< Motor K2000E Cummns caracterstcasEl :(---E estarF tpicamente instalado en un cami#n que
remolque (--ton, como es el *)-E de :omatsu. 'sado
para acarreo en la minera. &a confiailidad y a6orro en suoperaci#n son esenciales en estas aplicaciones.
Especificaciones del motor 3ummins :(---E,
comustile di5sel de + cilindros con un ciclo de
operaci#n de tiempos la potencia del frenado es de
(--- 6p J( 8LK a -- rpm, como la potencia al
$olante +- 6p J) 8LK a -- rpm y el peso del motor
JsecoK es (+)- l J1** 8gK, el cFrter del motor lle$a 1
galones o (() litros.
Gracias a su control electr#nico 3E2?/Q?M mejora de 1 R
- W la economa del comustile y prolonga la $ida Ctil
del motor de --- a --- 6oras para su reparaci#n.
PARTES DE9 MOTOR DIESE9 K2000E C8MMINS
7loque de cilindro
Pistones3omponentes Del Motor 7ielasEngranajes de distriuci#n3igUeal4olante?uro cargador
3olector de aceiteSistema de luricaci#n 7oma de aceite
20
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
21/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
@iltro de aceiteEnfriador de aceite
/adiador y termostatosSistema de enfriamiento 7oma de refrigerante
4entilador@iltro de aire
Sistema de admisi#n y escape MCltiples de admisi#n y escape?uo de escape y silenciador
7oma y oquillas de inyecci#nSistema de comustile 7oma de alimentaci#n
?anque y filtros de comustileSistema el5ctrico Arrancador
Alternador
@igura (, ;rganigrama.0 sistemas y partes de un motor di5sel tradicional
1.2.1.-. Partes (undamenta"es de un Motor de Combust!n Interna;
Se podra decir que un motor de comusti#n interna, desde el
punto de $ista estructural estF constituido por tres loques o
secciones principales que $ienen a ser la 3ulata, 7loque del
Motor y el 3Frter. &os cuales permiten montar en su parte
interna distintos componentes fijos y m#$iles, que funcionando
de manera sincronizada tenemos al motor tal y como lo
conocemos.
Com&onentes de "as Partes Prnc&a"es de" Motor;
1. Cu"ata; es la parte superior del motor, generalmente
construida de 6ierro fundido y en algunos otros casos, comoen motores modernos son de aluminio. EstF diseada para
soportar la presi#n causada por la eIplosi#n de la mezcla aire0
comustile, es resistente a la corrosi#n, posee uena
conducti$idad t5rmica y un coeficiente de dilataci#n similar a la
del loque del cilindro, la culata $ista desde la parte inferior es
21
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
22/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
a6uecada, con$eIa, que constituye la parte superior de la
cFmara de comusti#n, tami5n posee dos orificios internos
en la cual $an uicadas las $Fl$ulas de admisi#n y de escape,
uno conectado al mCltiple de admisi#n Jpara permitir que la
mezcla aire0 comustile ingrese a la cFmara de comusti#nK,
y el otro conectado al mCltiple de escape Jpara permitir la
salida de los gases producidos por la comusti#n al amienteK,
ademFs la culata es de dole pared permitiendo la circulaci#n
del lquido refrigerante, y luricaci#n logrando mantener las
temperaturas recomendadas. &a culata estF unida
firmemente al loque del motor por medio de tornillos para
lograr un sellado 6erm5tico.2.:"o>ue de" Motor; es el loque medio del motor, en la parte
superior limita con la culata, y en la inferior con el cFrter,
generalmente estF construido de 6ierro fundido y en
algunos autom#$iles modernos son de aluminio, pero
esto suele incrementar costos.
El loque del motor estF diseado para soportar grandes
presiones ocasionadas deido a la comusti#n, es resistentea la corrosi#n, y el material es un uen conductor del calor
deido a altas temperaturas que eIperimenta dic6o cuerpo.
En el loque $an uicados los cilindros que son arrenos o
ca$idades practicados en el mismo, y en el interior de ellos $an
alojados los pistones, a quienes se les considera el coraz#n
del motor, dependiendo del diseo de cada motor encontramos
loques de camisas 6Cmedas y de camisas secas, las camisas
6Cmedas se apoyan en el loque del motor estando en
contacto directo la camisa con el lquido del sistema de
refrigeraci#n, en el loque de camisas secas $an alojados
cilindros denominados camisas con paredes mFs finas las
cuales no estFn en contacto con el lquido del sistema de22
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
23/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
refrigeraci#n. El nCmero de cilindros es $ariale en cada motor,
as tami5n como su uicaci#nX eIisten di$ersas
configuraciones como cilindros dispuestos en %49, en &nea, y
opuestos, el loque tami5n posee ductos por el interior, que
se comunican con ductos de la culata, para la circulaci#n del
lquido refrigerante, y luricaci#n. Esta unida fuertemente al
c6asis JastidorK por medio de juntas.
). C'rter; se encuentra uicado en la parte inferior del motor,
generalmente estF construido de 6ierro fundido o aleaciones de
aluminio, tiene la funci#n de almacenar el aceite luricante, que
permite luricar el cigUeal, el Frol de le$as, pistones y otrosmecanismos m#$iles del motor.
?iene forma c#nca$a en su parte interior, tiene un sistema de
placas tras$ersales denominadas rompeolas con el fin de
no acumular el aceite en los eItremos cuando el motor esta
inclinado, tami5n estF pro$isto de un tap#n con la finalidad de
drenar el aceite que 6a cumplido su ciclo de $ida.
Algunos cFrteres en la parte eIterna tienen aletas con el fin de
mantener una temperatura del aceite entre -[3 y los -[3,
eIiste sistemas de cFrteres conocidos como cFrter seco, y
6CmedoX en el sistema de cFrter seco esta pro$ista de una
oma que se encarga de en$iar el aceite a las partes a
luricar, a diferencia con el sistema de cFrter 6Cmedo es que
la luricaci#n se realiza mediante salpicadura deido a la
rotaci#n del cigUeal, el cual estF sumergido en el aceite
contenido en el cFrter.
1.2.2. 9ubrcante
23
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
24/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
&os luricantes son sustancias aplicadas a las superficies de
rodadura, deslizamiento o contacto de las mFquinas para reducir el
rozamiento entre las partes m#$iles. &os primeros luricantes fueron
los aceites $egetales y las grasas animales. Sin emargo, desde
finales del siglo \=\ mFs del -W de todos los luricantes se deri$an
del petr#leo o del aceite de esquistos, productos aundantes que
pueden destilarse y condensarse sin descomponerse.
Para motores de ser$icio pesado J&, M, 2, =S\ y Signature ]K y
motores de gran potencia J
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
25/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
deido a su adaptailidad general a la mayora de los equipos
eIistentes o por su disponiilidad a un costo moderado.
@luidos sint5ticos" @luidos resistentes al fuego"
2< scosdad Cnem'tca
&a eIpresi#n de la resistencia interna del fluido al
desplazamiento es la $iscosidad Jley de 2eLtonK, &a
$iscosidad se presenta como 4iscosidad Asoluta JP" Poise o
3P" 3ent poise y la 4iscosidad 3inemFtica J3S?" 3entisto8eK.
Esta relaci#n es 3P ^ -.-P, 3S? ^ 3P_--.
&a reducci#n en $iscosidad es ocasionada por la diluci#n del
comustile o por la mezcla del aceite.
El aumento en $iscosidad es pro$ocado por oIidaci#n, o por
la contaminaci#n del 6olln, arena o por la mezcla de
$iscosidad de aceites.
El aceite tiene un efecto ad$erso sore el motor, tanto cuando
la $iscosidad es demasiado alta como siendo demasiado aja.
4er @igura )
@igura ), 4iscosidad capilar
)< scosdad Dn'mca
25
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
26/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
En el fluido $ara muc6o con la temperatura, se incrementa
cuando aumenta la temperatura en los gases y disminuye en
los lquidos.
).1 Conce&tos :'scos
a. Densdad de "a sustanca&a densidad es una propiedad de las sustancias y
de los fluidos que reflejan la masa de la sustancia
sore la unidad de $olumen se representa con la
letra J`K las unidades son 8g_m), gr_ cm) esta es
la f#rmula que la descrie `^ m_4.
b. o"umen es&ec+coSe representa con la letra $ el $olumen especfico es
una propiedad intensi$a de la sustancia sus
unidades son mt)_8g su f#rmula es la siguiente $
^4_M el $olumen especfico es lo in$erso de la
densidad de la sustancia $^ _`
c. Pro&edad e7tens$aSon aquellas que dependen de la cantidad de
materia o sustancia que se considere.
d. Pro&edad ntens$aSon aquellas que dependen de la cantidad de
materia o sustancia. Este es el caso del calor, peso,
masa, energa, $olumen, etc.
,< Punto De In+"amac!n ?D"uc!n de Combustb"euna t4rmcaEs un conjunto de elementos mecFnicos que permite
intercamiar energa, generalmente a tra$5s de un eje,
43
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
44/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
mediante la $ariaci#n de energa de un fluido que $ara su
densidad significati$amente al atra$esar la mFquina. Se trata
de una mFquina de fluido en la que $ara el $olumen
especfico del fluido en tal magnitud que los efectos
mecFnicos y los efectos t5rmicos son interdependientes.
1.2.,.6. Tem&eratura
f. Magnitud fsica que mide la sensaci#n sujeti$a de calor o
fro de los cuerpos o del amiente.
1.2.,.. Pres!n@S. @uerza que ejerce un gas, lquido o s#lido, sore una
unidad de superficie de un cuerpo" la presi#n se mide en
pascales.
1.2.,.. Ener%a rotacona"A diferencia del modelo at#mico planetario de 7o6r en donde
los ni$eles de energa JcuantizadosK del Ftomo de 6idr#geno
dependen de la #rita Jo mejor dic6o, del ni$el de energaK en
la que se encuentra el electr#n con respecto al nCcleo
at#mico, en el mundo su0microsc#pico 6ay otras formas de
energa que no tienen que $er cosa alguna con el electr#n
circundante al nCcleo.
1.2.,.10. Mecansmo de transms!n'n mecanismo estF compuesto por un conjunto de elementos
que cumplen una funci#n para lograr un fin especifico
1.2.,.11. Centr3Sistema Electr#nico de 3ontrol del comustile.
1.2.,.12. Cu"ataME3. En los $e6culos, pieza metFlica que se ajusta al loque
de los motores de eIplosi#n y cierra el cuerpo de los cilindros.
1.2.,.1). :"o>ueEn los motores de eIplosi#n, pieza de fundici#n que contiene
uno o $arios cilindros en cuyo interior circula el agua de
44
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
45/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
refrigeraci#n.
1.2.,.1,. C'rterM. ME3. En un autom#$il, en$oltura protectora de algunos
engranajes y piezas del motor que a $eces sir$e como
dep#sito de luricante.
1.2.,.1-. scosdad@S. Propiedad de los fluidos que se gradCa por la $elocidad
de salida de aquellos a tra$5s de tuos capilares.
1.2.,.15. /drodn'mca@. Parte de la mecFnica que estudia el mo$imiento de los
fluidos.
1.2.,.16. MuestreoM. Selecci#n de las muestras mFs representati$as de un
conjunto.
1.2.,.1. Emu"s+cadorEs un mezclador de lquidos inmisciles de manera mFs o
menos 6omog5nea. 'n lquido Jla fase dispersaK es
dispersado en otro Jla fase continua o fase dispersanteK.
1.2.,.1. Corros$oAdj. Se dice de lo que corroe o tiene $irtud de corroer.
1.2.,.20. A%arrotamentoM. /igidez o dificultad de mo$imiento, especialmente de un
miemro corporal.
1.2.,.21. Es&ectrosco&aEs el estudio de la interacci#n entre la radiaci#nelectromagn5tica y la materia, con asorci#n o emisi#n de
energa radiante. ?iene aplicaciones en qumica, fsica yastronoma, entre otras disciplinas cientficas.
1.2.,.22. En%ranes @e"coda"es'n engranaje 6elicoidal puede considerarse como un
engranaje recto comCn maquinado en un equipo de lFminas
delgadas donde cada una de ella 6a girado ligeramente con
45
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
46/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
respecto a sus $ecinas, se muestra una transmisi#n por
engranaje 6elicoidal, con los dientes del engranaje cortados
en una espiral que se en$uel$e alrededor de un cilindro.
1.2.,.2). En+radorEn general es un tanque de agua fra que enfra el aire por
medio de un $entilador utilizando un dispositi$o similar a un
radiador de un auto.
1.2.,.2,. '"$u"a de a"$o?ami5n llamadas $Fl$ulas de seguridad o $Fl$ulas de ali$io,
estFn diseadas para lierar un fluido cuando la presi#n
interna de un sistema que lo contiene supere el lmite
estalecido Jpresi#n de taradoK.
1.2.,.2-. '"$u"a de re%u"adora&as $Fl$ulas reguladoras de caudal permiten controlar la
$elocidad de a$ance o retroceso de un cilindro. 3ada
reguladora de caudal s#lo regula la $elocidad en un sentido.
1.2.,.25. Turbocar%ador
Es un sistema de sorealimentaci#n que usa una turinacentrfuga para accionar mediante un eje coaIial con ella, un
compresor centrfugo para comprimir gases.
1.2.,.26. :enc@marEs una t5cnica utilizada para medir el rendimiento de un
sistema o componente del mismo, frecuentemente en
comparaci#n con el que se refiere especficamente.
1.2.,.2. An'"ss de AceteEs un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al
aceite usado en las mFquinas y equipos, que facilitan el
control tanto del estado del luricante, como de manera
indirecta permiten estalecer el estado de los componentes.
46
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
47/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
CAPIT89O II
2. Marco Metodo"!%co
2.1. /&!tess47
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
48/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
El mantenimiento predicti$o del motor di5sel :(---E 3ummins asado
en el anFlisis de aceite, determinarF positi$amente en el tiempo
operati$o del equipo.
2.2. arab"e
2.2.1. arab"e Inde&endente;
El Mantenimiento Predicti$o del motor Di5sel :(---E.
2.2.2. arab"e De&endente
El anFlisis de aceite como indicador de operati$idad id#nea del
motor.
2.). Metodo"o%a
2.).1. T&o de estudo
=n$estigaci#n R descripti$a _ eIperimental
2.).2. Dseo
Diseo eIperimental donde los resultados serFn e$aluados segCn las
muestras tomadas y concluyentes de acuerdo a cFlculos.
2.,. Pob"ac!n 3 muestreo
2.,.1. Pob"ac!n; Aceite de motores di5sel
2.,.2. Muestra;(1 ml. de aceite a los motores :(---E 3ummins, de la flota
de camiones *)-E
2.-. M4todo de n$est%ac!n
?5cnica de anFlisis de datos otenidos. /ecolecci#n de liros, manuales y catFlogos del motor :(---E
3ummins. 7Csqueda en pFginas de internet de estudios similares realizados
anteriormente.
2.5. T4cncas e nstrumentos de reco"ecc!n de datos
48
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
49/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
'na $ez cumplido el tiempo de recorrido del equipo, que es (1- 6oras
de funcionamiento este es en$iado asa el la$adero para su
mantenimiento programado JP.M.K una $ez la$ado se lle$a el equipo
asa el taller donde se procede a la tomar la muestra del aceite del
motor :(---E, (1cm) aproIimadamente el cual es lle$ado por el
t5cnico al laoratorio donde se analizan los diferentes fluidos.
'na $ez otenido los datos, estos pasan al Frea de ingeniera los
cuales son comparados y analizados con los datos otenidos
anteriormente y as crear su ase de datos de los contaminantes del
motor e informan si tu$iera alguna anomala en algCn $alor otenido y
poder pre$enir una falla fatal, la cual causara paradas inesperadas del
equipo.
Para esto se indica al personal de S6ell que se tome una nue$a
muestra para comproar si los datos de los contaminantes se $uel$en
a repetir, si este es el caso se procede a camiar el aceite y
monitorear el motor :(---E y pedir una muestra en tan solo *1 6oras
de funcionamiento, Jen la inspecci#n del equipoK.
El muestreo se realiza por manguera y oma de $aco, tome la muestra antes de
los filtros.
El aceite usado para el anFlisis se puede emplear para super$isar los
ni$eles de contaminantes de motores, y puede proporcionar prueas
de deficiencias del sistema o fallas, tales como la filtraci#n de aire
contaminado, fugas de refrigerante, la diluci#n de comustile, y el
desgaste de los metales que pueden sugerir daos en el motor o un
desgaste inusual de los componentes internos.El anFlisis del aceite puede ser usado para identificar predicti$amente
49
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
50/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
y resol$er estos prolemas.
Al recoger una muestra de aceite, para estalecer los lmites mnimos
y mFIimos del anFlisis del aceite, y para identificar y tomar medidas
correcti$as apropiadas asFndose en los resultados de anFlisis deaceite otenidas.
Tenemos en Cuenta "os S%uentes Cuadros;
Caracterstcas T4cncas Medas de" Acete S@e"" 1-F,0
3uadro de 3aractersticas ?5cnicas Medias Jaceite nue$oK
9mtes de" Acete S@e"" RIM89A R,1-,0
50
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
51/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
3uadro de &imites 3ondenatorios para AnFlisis de Aceites del :(---E 3ummins
2.5.1. De+nc!n de "os 9mtes Condenatoros.
9nea :ase ?9:
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
52/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
9mtes de En$eecmento;Grado mFIimo de acidez, de oIidaci#n,
de sulfataci#n, de nitraci#n, de ni$el de aditi$os, etc. Este lmite se da
cuando ya se eIcedi# el lmite crtico.
9mtes de Tasa de Cambo;Miden el camio de una caracterstica
respecto al tiempo o al uso, por ejemplo" ppm @e_6ora, ppm 3u_6ora,
etc. Este lmite se da cuando ya se eIcedi# el lmite crtico.
2.5.2. An'"ss Estadstcos 3 Estab"ecmento de 9mtes.
Tasa de Cambo
Se utiliza para los parFmetros que dependen del tiempo y que en la
&7 empiezan desde cero o que durante el uso del aceite estos tienden
a cero, como es el caso de los aditi$os. &a tendencia de la ?asa de
3amio normalizada permite $isualizar con mayor claridad los
camios que sufre cada parFmetro con respecto al tiempo. Para
calcular la ?asa de 3amio de un parFmetro se utiliza.
?asa de 3amio. ParFmetro de la muestra actual. ParFmetro de la muestra anterior. Hor#metro de la muestra actual. Hor#metro de la muestra anterior.
&as limitaciones cuando se aplica para la primera muestra luego del
camio de aceite, en este caso para \0 se deerFn considerar el
$alor de la &7.
9mtes Estadstcos; Son lmites asados en des$iaciones de los
promedios 6ist#ricos en condiciones normalizadas. Se los otiene
calculando el $alor promedio y la des$iaci#n estFndar de los anFlisis
anteriores del equipo o equipos de id5nticas caractersticas y
52
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
53/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
condiciones de monitoreo. Se estalece el lmite de precauci#n como
el $alor promedio des$iaci#n estFndar y el lmite crtico como el
$alor promedio ( des$iaciones estFndar.
2.6. 9as (uentes de Meta"es de Des%aste o Contamnantes
?A"< A"umno&os Pistones Jalgunas aplicacionesK, el cigUeal y los cojinetes del
Frol de le$as de empuje, ujes del Frol de le$as, la suciedad.
?Cu< Cobre7iela y cojinetes de ancada, cojinetes del turocompresor, iela
ujes, ujes de Frol de le$as, engranaje loco y ujes de
accionamiento y accesorios arandelas, pernos, ujes seguidor de le$a
del eje de alancn, la palanca de la oma de luricaci#n ujes y
arandelas de empuje, enfriadores de aceite.
Combustb"eEl 3omustile no quemado en el aceite luricante, los inyectores o la
oma de comustile puede ser fuente de contaminaci#n.
?(e< /erro7ujes de cilindros, pistones Jalgunas aplicacionesK, los engranajes,
cigUeal, Frol de le$as y rodillos seguidores del Frol de le$as y ejes.
?Pb< E" &"omo3ojinetes de ancada, cojinetes del turocompresor, ujes del Frol de
le$as, rueda gua engranajes y ujes accesorio de unidad y arandelas
de empuje, oma de luricaci#n ujes y arandelas de empuje.
?K< PotasoElemento que figura en algunos paquetes de aditi$os de refrigerante,
lo que indica refrigerante contaminaci#n de aceite.
?S< de s"coArena, tierra, selladores de silicona y materiales de empaque, aditi$os
del aceite, refrigeraci#n sistema in6iidor.
?Na< de sodo
53
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
54/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Elemento que figura en algunos paquetes de aditi$os de refrigerante
que indica refrigerante contaminaci#n del aceite, la sal de detergente o
carretera, aditi$o de aceite.
scosdad&a propiedad de un fluido medido a una cierta temperatura que resiste
la fuerza para pro$ocar que el fluido fluya.
?TAN< Tota" NBmero 'cdo'na medida de la acidez del petr#leo. El aceite nue$o tiene un cierto
ni$el, o iniciar ?A2, deido el tipo y cantidad de aditi$os.
?T:N< Tota" :ase num4rca'na medida de la capacidad del aceite para neutralizar el Fcido. Aceite
nue$o tiene un cierto ni$el en la f#rmula de aceite que se agota con eltiempo deido al contacto con el Fcido generado por los gases loLy.
/o""n&os suproductos de la comusti#n del aceite.
O7dac!nA medida gen5rica de la descomposici#n de un luricante deido a la
edad y eIposici#n a alta temperatura. &os altos nCmeros de oIidaci#n
indicar el petr#leo es mFs allF de su $ida Ctil.
Ntrac!n'n indicador gen5rico de eIcesi$a loLy y tami5n indica la
presencia de Fcido ntrico formado por #Iido ntrico, que es un
suproducto de la comusti#n cuando el motor funciona con mezcla
muy pore. El Fcido ntrico puede atacar las superficies de metal en la
motor, originando un desgaste corrosi$o. El Fcido ntrico puede
acelerar la oIidaci#n del aceite.
Adt$os de" Acete
Ca"co ?Ca
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
55/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
luricantes utilizados en motores Di5sel de $elocidad media el
contenido de @#sforo es de (-- a --- ppm y el contenido de bn es
de (-- a -- ppm. El bn ayuda a in6iir la oIidaci#n, la nitraci#n y a
neutralizar los Fcidos. Este estF unido metalCrgicamente a las paredes
de la camisa formando as una capa entre los anillos y la camisa,
manteni5ndolos separados.
2.. M4todos de an'"ss de datos
Mediante tres equipos que se encuentranen mina.
SPECTROI9 MJarco y c6ispaK@ue diseado especficamente para el anFlisis de aceite usado y es
igualmente en el pas en el laoratorio o en el lugar donde los
resultados de anFlisis de aceite inmediatos pueden ser $itales y
tiempo de respuesta de la muestra es crucial.
En los laoratorios de anFlisis y programas de monitoreo de
condici#n de mFquinas que requieren un rFpido anFlisis de metales
de desgaste, contaminantes y aditi$os en luricantes. Se cumple
los requisitos de la norma AS?M D+11 M5todo estFndar para la
determinaci#n de metales de desgaste y 3ontaminantes de los
aceites luricantes usados o fluidos 6idrFulicos de disco giratorio
Electrodo Espectrometra de Emisi#n At#mica.
&o importante el desgaste de los componentes internos, la
capacidad del equipo es de --- 6asta (--- ppm y detecta 6asta (
micras Jpartculas suspendidas en el aceiteK.
55
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
56/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
scosmetro Cnem'tco IS9JHouillonKEs un $iscosmetro automFtico cinemFtica faricado por =S& que
lle$a a cao anFlisis con precisi#n y rFpidamente, dentro de los -
minutos. Esto es posile deido a la $iscosidad Houillon tuo, que
permite el uso de menos de ml por muestra de ensayo. Equipo se
suministra con el softLare 4H0P3, donde es posile controlar
simultFneamente 6asta cuatro dispositi$os de almacenamiento y
los resultados sin fin realizar con$ersi#n unidad de cFlculo, la
estimaci#n de la $iscosidad a una temperatura dada, para calcular
la $iscosidad, etc Houillon 'so de los capilares es capaz de
analizar la $iscosidad cinemFtica de los aceites luricantes, aceites,comustiles, polmeros y materiales similares. Desde AS?M
D*(*.
56
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
57/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Es&ectrosco&a In+rarroa &or Trans+ormadas de(ourerJ@?=/K
@?=/ es un m5todo que proporciona un medio rFpido para
monitorear mCltiples parFmetros del aceite simultFneamente.Para realizar esta pruea, se 6ace pasar una cantidad de espesor
fijo de aceite al instrumento @?=/ y se transmite energa infrarroja a
tra$5s de la muestra de aceite. &a energa infrarroja es asorida
en diferentes frecuencias por diferentes propiedades del aceite, sus
aditi$os y contaminantes. Se aplica una ?ransformada /Fpida de
@ourier J?/@K para crear un espectro de frecuencia de energainfrarroja atenuada, o energa infrarroja transmitida Jm5todo
preferidoK. El espectro del aceite en uso se compara con la lnea de
ase de un aceite nue$o id5ntico para analizar los contaminantes
como 6olln, agua, glicol, comustile, sol$entes qumicos, aditi$os
in6iidores de oIidaci#n y antidesgaste, y degradaci#n causada
por nitraci#n, oIidaci#n y sulfataci#n.&a espectroscopa infrarroja es Cnica porque e$alCa los
componentes que constituyen la muestra de aceite a ni$elmolecular. Esta informaci#n es muy Ctil cuando se desea identificar
la eIistencia de compuestos como aditi$os y productos deri$ados
de la oIidaci#n. &a contaminaci#n por agua, 6olln, glicol, aceites de relleno
incorrectos y sol$entes qumicos puede monitorearse usando @?=/.
57
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
58/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
CAPIT89O III
58
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
59/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
). Resu"tado
).1. Stuac!n actua" de" Motor K2000E Cummns
En laactualidaden la empresa minera eIisten prolemas causadas por
la falla repentina de los motores :(---E 3ummins los cuales estFn
instalado en los 3amiones *)-E, que estFn encado del acarreo del
mineral y son en mayor cantidad en la operaci#n.
A continuaci#n mostramos el 6ist#rico de disponiilidad y la situaci#n
actual de los motores :(---E 3ummins.
Cuadro de disponibilidad de los camiones 730E
59
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
60/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
(--+(--*(--(--(--(-Ene @e Mar Ar May !un !ul Ago Sep ;ct 2o$ Dic Q?D-W
1-W
+-W
*-W
-W
-W
--W
).,J).)J).0J1.6J1.J1.)J0.J1.1J1.J0.6J.J2.5J1.J2.0J0.-J0.1J1.2J0.,J1.1J
(.-W
(.1W
.W
.*W
(.1W
(.W
.)W
).-W
.1W
).*W
).-W(.W(.W
(.W
).-W(.W(.W
).(W
(.*W
DISPONI:I9IDAD
Gra+co
Al oser$ar el cuadropodemos afirmar que los equipos al ser nue$os en
los periodos (--+ al (--, se lograa cumplir con los solicitado por la
empresa si oser$amos los aos siguiente la disponiilidad de los
equipos desciende consideralemente al no llegar a la disponiilidadplanteada, y muc6as de estas paradas son ocasionadas por fallas
repentinas de los motores :(--E 3ummins.
C8ADRO DE CON(IA:I9IDAD
60
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
61/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
( ) 1 +))1))))()))*))1-)1))1+1)1+)+(+)+1*)+*(-(--(--(--(--*(--+0
10
20
)0
,0
-0
50
60
0
1
2
)
,
-
5
6
10
11
.
)+.-).
).().+
.(
.)
(.1
.+.)..1
+.
..+).).
11.+1*.
+.*
).--..+
).
.*
.
(.(.)(.)+(.
.(.
( (.((.+
CON(IA:I9IDAD
MT:( MTTR
Gra+co
En el cuadro de confiailidad podemos oser$ar que el M?7@ JMean
?ime 7etLeen @ailuresK # J?iempo Promedio Entre @allasK es de color
$erde, analizando las arras a tra$5s de los aos este $alor entre fallas6a ido mejorando como se muestra desde ).(6rs 6asta .(6rs, Jcae
aclarar que son 6oras promedio por aoK, que 6an durado la
operati$idad la maquina 6asta que $uel$a a parar por una falla, y este
ao podemos oser$ar que nuestro $alor promedio es 1.(+6rs, lo cual
nos dice que si el PM del equipo es cada (1-6rs, el equipo para 1.1
$eces por fallas, durante ese periodo.
Asimismo tenemos que el M??/ JMean ?ime ?o /epairK # J?iempo
Promedio Para /eparaci#nK es de color azul y podemos oser$ar, que
en los aos anteriores 6emos ido ascendiendo en el tiempo, en el ao
(-( oser$amos tenemos un $alor significati$o que nos toma reparar
una falla cada $ez que 6ay una parada del cami#n *)-E, y en el
61
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
62/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
presente, tenemos un promedio (.16rs que nos toma poner operati$a la
maquina en cada parada.
C8ADRO DE PARADAS DE9 MES DE DICIEM:RE DE9 2012
PM MotorelectricosuspensionesHidrauliconeumaticoscainaestructuralsistema potenciasistema direcci#nsistema dispatc6?ec de =nformacionluricaci#nSistema conta incendiosaire acondicionado
-
1-
--
1-
(--
(1-
)--
)1-
--
1-
1--
-W
(-W
-W
+-W
-W
--W
(-W
(.1
(+.(((.
1.)-.- (+.+
((. .*
1.) 1.) . .- .) . -.(
).+W
+(.W
.+W.(W.W
.)W+.)W.W.1W.-W.W.W.W--.-W--.-W
PARADAS ?Mes de dcembreu&o (a""as O&erac!n
107
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
108/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
3ami#n Acarreo :omatsu *)-E 30- ( 1*
3ami#n Acarreo :omatsu *)-E 30-(
3ami#n Acarreo :omatsu *)-E 30- ) 11(
?;?A& 1*
fallas. &a planilla de recolecci#n de datos de muestras es la
siguiente"
MTBF=1587
9
MTBF=176horasde operacion entre fallas
Eem&"o de C'"cu"o de Meoramento;El mejoramiento gloal en 3onfiailidad se medirF para todos los
sitios operati$os de la 3orporaci#n, y se $alorarF de acuerdo al 4alor
de Acti$os @ijos de cada sitio.
Mejoramientode Confiabilidad=MTBF Actual ValoradoMTBF de Linea BaseValo
MTBF de Linea BaseValorado
D!nde;
M?7@ Actual 4alorado es la suma deX J4alor de Acti$o @ijo del
Sitio I ?iempo Promedio de @alla ActualK
M?7@ de &nea 7ase 4alorado es la suma deX J4alor de Acti$o
@ijo del Sitio I ?iempo Promedio de @alla de &nea 7aseK
a"or Act$o
(o MT:( :ase MT:( Actua"(1
J MeoramentoSto A -- (- (1W
Sto : 1- - - 0*1WSto C )-- 1- +- (-W
Sto D (-- )- )( *W
Sto E -- - )1 0)W
108
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
109/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
Meoramentotota"
6J
).5.,. Tem&o Promedo &ara Re&arar una (a""a ?MTTRilliard >. Pul8rae8. %Engineering @undamentals of t6e =nternal
3omustion Engine9. Editorial Prentice Hall. 2eL !ersey.-. Palomino, ?. 2orma. %Modelaci#n MatemFtica del 3iclo de ?raajo de
un Motor de 3omusti#n =nterna Di5sel de Aspiraci#n 2atural9
@acultad de =ngeniera MecFnica y El5ctrica '2P/G0 .5. /omero, P. 3arlos %3ontriuci#n al 3onocimiento del
3omportamiento ?5rmico y la Gesti#n ?5rmica de los Motores de
3omusti#n =nterna Alternati$os9. Departamento de MFquinas y
Motores ?5rmicos. 'ni$ersidad Polit5cnica de 4alencia (--.6. Gilardi, !. %Motores de 3omusti#n =nterna9. Editorial ==3A. 3osta
/ica *.. :omatsu. Aceite Para El Motor c#digo GS':)--.. :omatsu. :(---E_:--E @amiliarization. 3olumus, =ndiana '.S.A.
*(-(113
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
114/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
10. 2oria, ;il Analisis 7asics en espaol, DreL ?royer y !im @itc6,
/e$isado y Actualizado (--, ?raducci#n" Gerardo ?rujillo, 2oria
&atn Am5rica, S.A. de 3.4, Pulicado en (-- por 2oria &atn
Am5rica, San Pedro (10 ([ Piso, San =sidro, &e#n, Gto. M5Iico
)*1)-.
7.2. P'%nas de nternet6ttps"__quic8ser$e.cummins.com_info_indeI.6tml
Esta pFgina nos sir$e para $er los manuales de todo
componente 3ummins.
6ttp"__LLL.solomantenimiento.com Esta pFgina nos rinda folletos de mantenimiento.
6ttp"__LLL.emagister.com_cursos0gratis_motores0comustion0interna0
tps011(*.6tm Esta pFgina nos rinda lin8 de descarga de artculos de
mantenimiento.
6ttp"__es.Li8ipedia.org_Li8i_MotordecomustiW3)W7)ninterna Esta pFgina nos indica el funcionamiento del motor de
comusti#n interna.
6ttp"__8arasusport.logspot.com_(--_-_la0relacion0entre0$iscosidad0y.6tml
Esta pFgina nos indica &a /elaci#n entre 4iscosidad y
&uricaci#n HidrodinFmica.
6ttp"__LLL.mecanicafacil.info_mecanica.p6pid^luricacion#SAE Esta pFgina nos 6ala de luricaci#n y la composici#n de estos.
. Ane7os
114
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
115/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
115
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
116/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
116
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
117/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
117
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
118/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
118
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
119/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
119
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
120/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
120
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
121/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
121
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
122/123
Facultad de IngenieraEscuela de Ingeniera Mecnica
. Crono%rama de Act$dades.
122
7/23/2019 Facultad de Ingenieriaww
123/123
Top Related