Diseño De Elementos Mecanicos

INTRODUCCIÓN

En los últimos tiempos, se ha empezado a hablar del concepto de confiabilidad, en la medida que se comprendió que no era suficiente lograr una alta disponibilidad, sino también disminuir al mínimo la probabilidad de falla de las máquinas críticas durante la operación, es decir lograr conseguir una alta confiabilidad.

Las consecuencias de una falla pueden ir desde el lucro cesante o pérdida de producción, pasando por las horas hombre improductivas de operaciones, hasta la degradación y rotura de las propias máquinas.

Una alta disponibilidad no implica necesariamente una alta confiabilidad, pero una alta confiabilidad si implica una buena disponibilidad y seguridad, en la medida que la maquinaria, el proceso o equipos, presentan una baja probabilidad de falla. Para el caso de la maquinaria pesada, la confiabilidad será el producto de la confiabilidad individual de cada sistema que la compone.

Cuando hay una falla.

Cuando la pieza queda completamente inservible.

Cuando a pesar de que funciona no cumple su función satisfactoriamente. Cuando su funcionamiento es poco confiable debido a las fallas y presenta riesgos

Causas:

1. Mal diseño, mala selección del material.

2. Imperfecciones del material, del proceso y/o de su fabricación.

3. Errores en el servicio y en el montaje.

4. Errores en el control de Calidad, mantenimiento y reparación.

5. Factores ambientales, sobrecargas.

Generalmente una falla es el resultado de uno o más de los anteriores factores.

Deficiencia en el Diseño.

1. Errores al no considerar adecuadamente los efectos de las entallas.

2. Insuficientes criterios de diseño por no tener la información suficiente sobre los tipos y magnitudes de las cargas especialmente en piezas complejas ( No se conocen los esfuerzos a los que estan sometidos los elementos)

3. Cambios al diseño sin tener en cuenta los factores elevadores de los esfuerzos.

Deficiencias en la selección del material:

1. Datos poco exactos del material (ensayo de tensión, dureza).

2. Empleo de criterios erroneos en la selección del material.

3. Darle mayor importancia al costo del material que a su calidad.

Imperfecciones en el Material:

1. Segregaciones, porosidades, incrustaciones, grietas (generadas en el proceso del material) que pueden conducir a la falla del material

Deficiencias en el Proceso:

1. Marcas de maquinado pueden originar grietas que conducen a la falla.

2. Esfuerzos residuales causados en el proceso de deformación en frio o en el tratamiento térmico que no se hacen bajo las normas establecidas (Temperatura, Tiempo, Medio de enfriamiento, Velocidad).

3. Recubrimientos inadecuados.

4. Soldaduras y/o reparaciones inadecuadas.

Curva de la bañera.

La curva de la bañera, es un gráfica que representa los fallos durante el período de vida útil de un sistema o máquina. Se llama así porque tiene la forma una bañera cortada a lo largo.

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos94/deteccion-modos-efectos-y-analisis-fallas/deteccion-modos-efectos-y-analisis-fallas.shtml#ixzz2rzhV9HqW

Teoría de fallas.

En ella se pueden apreciar tres etapas:

• Fallos iníciales: esta etapa se caracteriza por tener una elevada tasa de fallos que desciende rápidamente con el tiempo. Estos fallos pueden deberse a diferentes razones como equipos defectuosos, instalaciones incorrectas, errores de diseño del equipo, desconocimiento del equipo por parte de los operarios o desconocimiento del procedimiento adecuado.

• Fallos normales: etapa con una tasa de errores menor y constante.

Los fallos no se producen debido a causas inherentes al equipo, sino por causas aleatorias externas. Estas causas pueden ser accidentes fortuitos, mala operación, condiciones inadecuadas u otros.

• Fallos de desgaste: etapa caracterizada por una tasa de errores rápidamente creciente. Los fallos se producen por desgaste natural del equipo debido al transcurso del tiempo.

Ésta es una de doce formas que se han tipificado sobre los modos de fallas de equipos, sistemas y dispositivos

Programa de Detección y Análisis de Fallas.

El programa de Detección analítica de Fallas DAF, proporciona las habilidades y destrezas para la solución y prevención de problemas en ambientes productivos, acompañando los esfuerzos de mejoramiento continuo.

Beneficios:

Algunos de los beneficios más evidentes del programa son:

• Reducción del tiempo de reparación.

• Minimización de tiempo de preparación y arranque de equipos.

• Disminución de fallas repetitivas.

• Aumento en la disponibilidad de equipos.

• Reducción de retrabajos y desperdicio.

• Reducción en la frecuencia de fallas.

• Mejora del mantenimiento preventivo.

• Reducción de costos por fallas de calidad.

• Mayor eficiencia en el trabajo en equipo.

Es indispensable que el departamento de conservación cuente invariablemente con un inventario de conservación, el cual es un listado de los recursos por atender, sean éstos equipos, instalaciones o construcciones; y que, además, se haya establecido el índice ICGM(RIME).

De esta forma, utilizando el código máquina y combinándolo con el principio de Pareto, obtenemos el inventario jerarquizado de conservación (vital, importante y trivial).

El análisis de falla es un examen sistemático de la pieza dañada para determinar la causa raíz de la falla y usar esta información para mejorar la confiabilidad del producto.

El análisis de falla está diseñado para:

a) Identificar los modos de falla (la forma de fallar del producto o pieza).

b) Identificar el mecanismo de falla (el fenómeno físico involucrado en la falla).

c) Determinar la causa raíz (el diseño, defecto, o cargas que llevaron a la falla)

d) Recomendar métodos de prevención de la falla.

Causas comunes de falla (la lista no es exhaustiva):

• Mal uso o abuso de los equipos.

• Errores de montaje.

• Errores de fabricación.

• Mantenimiento inadecuado.

• Errores de Diseño.

• Material inadecuado.

• Tratamientos térmicos incorrectos.

• Condiciones no previstas de operación.

• Inadecuado control o protección ambiental.

• Discontinuidades de colada.

• Defectos de soldadura.

• Defectos de forja.

Códigos y Normas utilizados:

AISI: Normas de composición de aceros.

ASTM: Normas para materiales

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