Forjas Bolivar
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OPTIMIZACIÓN DE COSTOS DE MANTENIMIENTO EN TRANSPORTADORES DE CADENA Forjas Bolivar S.A. Ing. Miguel Muñoz 1. Presentación de la empresa CONTENIDO 1 PRESENTACIÓN DE LA EMPRESA 2 ASPECTOS RELEVANTES EN LA FABRICACIÓN 3 FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES 4 COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO 1 1. Presentación de la empresa PRESENTACIÓN DE LA EMPRESA 1 1. Presentación de la empresa PRESENTACIÓN DE LA EMPRESA DESDE 1968, Forjando una gran historia. Empresa metalmecánica, especializada en la entrega de soluciones de ingeniería para la industria Minera, Cementera, Petroquímica, Alimentos e Infraestructura. + Sistemas de sujeción + Sistemas de transporte de materiales + Fabricaciones especiales 1 PRESENTACIÓN DE LA EMPRESA CON PRESENCIA EN: Canada, USA, México, Guatemala, Honduras, El Salvador, Nicaragua, Costa Rica, Panamá, Haití, Puerto Rico, República Dominicana, Colombia, Venezuela, Ecuador, Perú, Bolivia, Chile. 1. Presentación de la empresa 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios ASPECTOS RELEVANTES EN LA FABRICACIÓN + Fabricación de los componentes del transportador. + Diseño, ensamble y soporte técnico. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Cadenas / Platinas FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. + Aspectos importantes 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Cadenas / Platinas FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. CADENAS: La cadena es el “alma” del transportador, es el elemento que soporta la carga. Platinas: Garantizar dimensiones, tratamiento térmico adecuado, no concentradores de esfuerzos. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Cadenas / Bujes FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. CADENAS: La cadena es el “alma” del transportador, es el elemento que soporta la carga. Bujes: Alta dureza superficial para obtener alta resistencia al desgaste. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Cadenas / Pasadores FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. CADENAS: La cadena es el “alma” del transportador, es el elemento que soporta la carga. Pasadores: Se necesita núcleo dúctil y superficie con alta dureza. El espesor de la capa de dureza es directamente proporcional a la duración de la cadena. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Cadenas / Eslabones de arrastre FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. CADENAS: Eslabones de arrastre: Utilizados para cadenas de arrastre. Es importante que sean Forjados y que tengan con alta dureza superficial. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Sprockets FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. SPROCKETS: Fabricados usualmente aceros de medio carbón con temple superficial o con temple total. Fabricación por sectores facilita el recambio. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Accesorios / Slats y cangilones FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. ACCESORIOS: Slats y cangilones: Utilizar láminas en acero antidesgaste en cangilones. Buen ajuste entre slats para evitar derrames de material. Utilizar sistemas de sujeción adecuados. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Accesorios / Ruedas FABRICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL TRANSPORTADOR. ACCESORIOS: Ruedas: Forjadas para máxima durabilidad. Temple por inducción superficial para resistencia al desgaste. Ensamble con ajustes para rodamientos. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Diseño DISEÑO ENSAMBLE Y SOPORTE TÉCNICO. + Diseño del sistema + Simulación del sistema + Manuales de funcionamiento y soporte técnico 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Diseño DISEÑO ENSAMBLE Y SOPORTE TÉCNICO. + Diseño del sistema Componentes BIEN fabricados pero MAL ensamblados resultan en un MAL TRANSPORTADOR!! Diseñar el sistema completo y determinar ajustes y tolerancias óptimas para su fabricación. El adecuado ensamble y ajuste entre todos los componentes es vital para maximizar la durabilidad del transportador. 2 2. Aspectos relevantes en la Fabricación de cadenas transportadoras y sus accesorios Diseño DISEÑO ENSAMBLE Y SOPORTE TÉCNICO. + Simulación del sistema Hacer simulaciones del sistema para verificar su funcionamiento. + Manuales de funcionamiento y soporte técnico Una cadena correctamente fabricada, MAL MONTADA o MAL MANTENIDA, NO CUMPLIRÁ su vida útil. 3 3. Fallas comunes en los elementos principales FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de fabricación en las cadenas + Problemas durante el montaje + Problemas de mantenimiento 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas de fabricación en las cadenas FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de fabricación en las cadenas + Ajustes inadecuados en la cadena: + Ensamble entre bujes y platinas: La interferencia en los agujeros genera una precarga. Demasiado apriete ha concentradores de esfuerzos. Apriete = concentradores de esfuerzo + Ensamble entre bujes y pasadores: Exceso de material cuando es muy amplio el espacio o puede bloquearse la cadena cuando es muy pequeño. Fenómeno de cavitación seca. Espacio muy amplio = desgaste acelerado Espacio muy reducido = posible bloqueo de la cadena 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas de fabricación en las cadenas FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de fabricación en las cadenas Una platina fabricada con los agujeros un 2% más amplios de lo recomendado pero sometida a una misma carga que otra con las dimensiones correctas, sufrirá un esfuerzo un 4% mayor. 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas de fabricación en las cadenas FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de fabricación en las cadenas + Acabado de los agujeros en las platinas: Las rayas y entallas = concentración de esfuerzos. + Agujeros de platinas no coincidentes en el paso: Desalineamiento al ensamblar = esfuerzos de cizalladura en bujes y pasadores 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas de fabricación en las cadenas FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de fabricación en las cadenas + Tratamientos térmicos no adecuados: Tratamientos térmicos según la operación del transportador. Durezas muy altas = fragilidad Durezas muy bajas = desgaste prematuro + Diseño del ensamble cadena-sprockets: Los sprockets y la cadena son un conjunto que debe ser diseñado y fabricado bajo los mismos parámetros. Hacer reparaciones o recambios sin tener en cuenta el ensamble completo puede generar problemas 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas durante el montaje FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas durante el montaje Un montaje inadecuado arruina cualquier componente así haya sido fabricado con los mejores estándares de calidad. + Manipulación adecuada: Componentes están diseñados para soportar ciertas cargas durante la operación por lo tanto durante el montaje no se deben someter a otras cargas. 3 FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas durante el montaje + Hacer ensambles adecuados de los tramos de la cadena 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas durante el montaje 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas durante el montaje FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas durante el montaje + Ensamble de componentes nuevos sobre componentes viejos: En caso de ser asi se debe reparar y poner a punto el componente viejo. Es muy importante entonces pedirle a su proveedor que le suministre manuales de montaje y que se cuente con supervisión de un experto durante el montaje. 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas de mantenimiento FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de mantenimiento El mantenimiento de un transportador empieza desde el montaje mismo. + Registro del estado de desgaste Una vez instalado el equipo se debe empezar el registro del estado de desgaste del equipo. Así se podrán determinar en todo momento las horas disponibles de servicio. + Reparaciones inadecuadas Es común utilizar soldadura para hacer reparaciones, antes de hacerlo se debe establecer el tipo de material y tratamiento térmico que tiene la pieza original. Y garantizar las medidas originales del sistema. 3 3. Fallas comunes en los elementos principales Problemas de mantenimiento FALLAS COMUNES EN LOS ELEMENTOS PRINCIPALES. + Problemas de mantenimiento + Herramientas Adecuadas Utilizar herramientas adecuadas para ensamblar y desensamblar componentes. + Reparar elementos que ya sobrepasaron su vida útil + Su transportador tiene vida Cuídelo, siéntalo, escúchelo, véalo! Esto aumentara la vida útil del mismo. 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 1: Transportador frenado. + Ejemplo 2: Transportador con derrames. + Ejemplo 3: Montaje inadecuado. 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. Ejemplo 1: Transportador frenado COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 1: Transportador frenado. Aumento de consumo energético debido a un aumento en el coeficiente de fricción en un transportador de arrastre. Aumento del coeficiente de fricción = mayor consumo de potencia en el motor Cuando hay desalineamiento, superficies no aptas para la rodadura, cadenas que no escualizan adecuadamente, aditamentos rozando la carcasa, etc. 10 9 8 Es más barato dedicarle tiempo a realizar mantenimientos adecuados o eventualmente hacer cambios de componentes. 7 6 5 Potencia [ HP ] 4 3 88% 2 65% 57% 1 0.2 0.4 0.2 COHEFICIENTE DE FRICCIÓN 0.4 0.2 0.4 0.2 0.4 0.2 0.4 Porcentaje de aumento de potencia. 53% 20% 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. Ejemplo 2: Transportador con derrames COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 2: Transportador con derrames. Este ejemplo determina los costos en que se incurre por un derrame del 1% del material que se transporta debido al mal estado de sus cangilones. Se estiman las perdidas por consumo energético y el costo de recogida y transporte del material derramado. Este caso se presenta principalmente cuando los cangilones o slats están en mal estado. Este ejemplo es para un elevador con las siguientes características: Capacidad: 12 ton/h y 288ton/día Densidad del material: 1200 kgm/m3. 45 cangilones de 10 in x 6 in Motor de 3 HP (2.238 kW). 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. Ejemplo 2: Transportador con derrames COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 2: Transportador con derrames. 1% + Si se derrama el del material transportado entonces las pérdidas de material son: 2.88 ton/día ] [ > [ Volumen de material derramado en un año = 864 m /año ] > Material derramado por día = 3 + Suponemos que se deben utilizar volquetas de recoger el material y transportarlo. Entonces: [ > Cantidad de viajes en un año = 8 m3 para 108 viajes ] + Suponiendo que cada viaje para recoger y mover el material dentro de la planta cuesta [ US $36, se tiene: > Costo del transporte en volqueta = US $ 3888 ] Adicional a esto hay otros costos que no estamos teniendo en cuenta, por ejemplo: + El consumo energético del motor del elevador es mayor ya que es necesario suplir la cantidad de material derramada. + La mano de obra para recoger el material derramado. + Material derramado que no se recupera. 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. Ejemplo 2: Transportador con derrames COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 2: Transportador con derrames. Cuánto costaría cambiar los cangilones por unos nuevos y eliminar el derrame? Es tres veces más barato cambiar los cangilones que tener el derrame. 4000 10 in x 6 in , son 45 unidades en total y cuesta cada uno USD$ 30, Si los cangilones son de 3000 entonces: US$ 1350 ] Precio en US$ [ > Costo total del recambio de los cangilones = 2000 1000 0 COMPARACIÓN COSTO RECAMBIO - DERRAME Costo del recambio Costo de la recogida del material y aumento del consumo energético 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. Ejemplo 3: Montaje inadecuado COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 3: Montaje inadecuado. Este ejemplo determina la reducción de vida útil de una cadena cuando se realizan malos procedimientos de empalme durante el montaje. Transportador de tablillas tipo “pan conveyor” con las siguientes características: Cadena de paso 6” 600 pasos en total, es decir una longitud total de 91.4 metros Se entrega la cadena en 30 tramos. Se entregan 29 pasadores para hacer los empalmes durante el montaje. 29 + Suponemos que durante el montaje los pasadores de empalme son golpeados y esmerilados perdiendo así el ajuste con las platinas. 4 4. Costos generados por cadenas y componentes en mal estado. Ejemplo 3: Montaje inadecuado COSTOS GENERADOS POR CADENAS Y COMPONENTES EN MAL ESTADO. + Ejemplo 3: Montaje inadecuado. Suponiendo que cada uno de los ajustes pierde centaje y la pérdida de la vida útil serían: > 2 mm, el total de alargamiento de la cadena, el por- [ Alargamiento de la cadena = 58 mm ] Asumiendo que la cadena tiene una vida útil de 40000 horas, para un alargamiento máximo del 2.5%, la pérdida en horas de la cadena sin empezar a funcionar, solamente por su mal montaje sería de: > [ Pérdida en horas de funcionamiento de la cadena = 1008 horas ] Si el transportador que usa la cadena trabaja de la cadena sería de: > 24 horas por día, la pérdida de días de funcionamiento [ Pérdida de días de funcionamiento de la cadena = 42 días ] 1 2 3 CONCLUSIONES Para optimizar los costos de operación en sus transportadores y elevadores, no olvide controlar estos aspectos: + Fabricación: Utilice componentes diseñados y fabricados adecuadamente + Montaje: Un buen montaje garantiza una buena operación. Pida asesoría al fabricante para una correcta instalación. Lleve registro de la elongación y el desgaste de la cadena desde el montaje mismo. + Mantenimiento: Las practicas adecuadas de mantenimiento y seguimiento aumentan la vida útil de sus transportador. + Operación: Los transportadores en mal estado son muy costosos de operar, incluso puede llegar a ser más costoso que el recambio mismo de sus componentes. Conclusiones Forjas Bolivar S.A. Ing. Miguel Muñoz / [email protected]