Informe Análisis de Falla

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Área mecánica

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Tabla de Contenidos

I.        Introducción        3

II.        Objetivos        3

III.        Desarrollo        4

IV.        Conclusiones        6

V.        Referencias bibliográficas        7

1. Introducción

En el presente informe se dará a conocer un análisis de falla realizado a partir de un estudio al eje de un motor eléctrico en un molino harinero que trabajó satisfactoriamente durante un periodo de cinco años.

El objetivo de este estudio se basa en la falla del eje que origino una parada total de la máquina y a su vez de la producción. El problema se busca resolver mediante las evidencias del caso que darán a conocer la idea principal del origen de la causa de esta falla, que en conjunto a una serie de métodos de análisis de falla, se podrá llegar a una conclusión específica y concreta de este caso.

Una de las causas más comunes de falla de un eje es la fatiga, que comúnmente comienza en un concentrador o punto de esfuerzo. Algunos concentradores de esfuerzos típicos encontrados en ejes son cambios de sección, chaveteros, surcos y corrosión localizada, entre otras. Por lo tanto estos puntos se analizaran con mayor profundidad y se observaran microestructuralmente para determinar si la falla del eje es a causa de fatiga u otro factor.

1. Objetivos

Objetivo general

• Realizar un análisis de falla en detalle a un equipo que presenta una fractura en el eje de su motor eléctrico.

Objetivos específicos

• Identificar evidencias que ayuden a determinar la causa de la falla.
• Definir el proceso operacional del equipo, identificando parámetros, componentes mecánicos y las consecuencias de la falla en el proceso productivo.
• Definir las condiciones operacionales que produjeron la falla en el equipo
• Proponer el método de análisis de falla que demuestre de mejor forma la causa raíz de la falla.

1. Desarrollo

1.  Descripción de la falla

La falla que presenta el eje en cuestión se encuentra en el cambio de sección cercana a la salida de potencia del motor. Se evidencia que no existe un “radio de acuerdo” que sirva para disminuir la concentración de esfuerzos en esa zona, pero sí se presenta en el otro extremo. Por lo tanto, en la zona que no existe este radio  o redondeo hay un mayor concentrador de esfuerzos, lo cual aumenta las tensiones internas del eje.

El eje que presenta la falla pertenece a un motor eléctrico que por medio de un sistema de cinco correas, transmite a una máquina de proceso una potencia de 25 KW, con una frecuencia de rotación de 1760 rpm. El eje está fabricado con acero SAE 1045, que nominalmente alcanza el esfuerzo de fluencia a 333,2 MPa y su esfuerzo último a 568,4 MPa. Por formar parte de un motor eléctrico, el eje está diseñado a rigidez; esto significa que las deflexiones que se presenten sobre él deben ser pequeñas, por lo que lo más probable es que no haya resistido estos esfuerzos y se haya fatigado.

De acuerdo al modo de falla del equipo, el impacto de la falla fue catastrófica en el sentido operacional, ya que dejo inhabilitado el equipo para operar. La frecuencia de falla es baja, ya que es prematuramente la primera vez que falla desde hace 5 años que el equipo empezó a funcionar en la planta.

Al identificar el impacto y la frecuencia de falla, mediante la descripción del modo de falla se lograra identificar las acciones y planes correctivos apropiados para este caso.

2. Definición en que proceso productivo trabaja el elemento de máquina asignado en el caso junto a sus parámetros de operación.

La empresa Molino Koke S.A.C.I., ubicada en Rancagua, realiza el proceso de los cereales, específicamente fabrican harinas, levaduras, integrales Premium, premezclas (harinas preparadas para distintos usos) y Grasas (tipos de grasas para uso en panaderías, en polvo).

En uno de sus procesos industriales existe la Molienda, en este proceso se separa la cáscara del grano de trigo, para luego de realizar varias etapas más, se obtiene los distintos productos como las harinas y los integrales (fibras). En este proceso es donde entra el Molino de harina que tuvo una falla por fatiga. Específicamente el eje en el que se presenta la falla pertenece a un motor eléctrico que, por medio de un sistema de cinco correas, transmite a una máquina de proceso

En este caso en particular se realizó un análisis de cargas para poder determinar el esfuerzo de trabajo del motor eléctrico bajo funcionamiento en la zona de cambio de sección. Suponiendo que el sistema trabajó bajo 100% de carga, durante 10 horas diarias, se obtuvieron los siguientes resultados:

• Torque aplicado: 135 Nm.
• Fuerza flexionante neta aplicada en la zona de poleas: 846 N.
• Momento flexionante en la zona crítica (cambio de sección sin radio de acuerdo) aplicado: 271 Nm.
• Esfuerzo combinado (tresca) en la zona de estudio: 22 MPa.

3. Determinar las consecuencias que generó en la productividad y si aplica los impactos en; seguridad, higiene, medio ambiente de la falla presentada.

En este caso se presentó el análisis de la falla por fatiga ocurrido en un eje de acero SAE 1045 usado en un motor eléctrico de un molino de harina, que estuvo en funcionamiento durante 5 años. Después del último mantenimiento mayor que se le realizo a dicho motor por un proveedor externo, se señala que no se realizó mantenimiento al eje del motor, por lo cual este fallo en un periodo muy corto al mantenimiento, aproximadamente dos semanas después.

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