Diseño e implantación De Un Plan De Lubricación Para Máquinas y equipos



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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

"Diseño E Implantación De Un Plan De Lubricación Para Máquinas Y Equipos"



TESIS DE GRADO

Previo a la obtención del Título de:



INGENIERO MECÁNICO

Presentado por

Juan Carlos Farías Meza

GUAYAQUIL - ECUADOR

Año: 2008

AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios primeramente por ser mi inspiración, mi sustento y mi fortaleza a lo largo de mi carrera, a mis pastores por darme la guía para ser una mejor persona en este mundo, a mis hermanos por su apoyo en todo momento, a mis padres por apoyarme todos los días para formarme como un profesional, al Ingeniero Ernesto Martínez por su ayuda y colaboración en la elaboración de esta tesis y a la empresa Doltrex S.A. por permitirme elaborar mi trabajo en sus máquinas y equipos.

DEDICATORIA
Al Padre, a Jesucristo y al Espíritu Santo por su gracia y amor a lo largo de mi vida, a mi iglesia Nueva Cosecha Compañerismo Cristiano por mostrarme que si existe el verdadero amor y compañerismo de corazón, a mis padres y familia por su incondicional apoyo, a mi novia y futura esposa Verónica Escudero por estar siempre a mi lado y por darme amor, incentivo y colaboración a lo largo de mi carrera universitaria y elaboración de la tesis.

RESUMEN

En el presente trabajo se elabora lo que es un plan de lubricación de las maquinarias y equipos principales, una parte muy importante del mantenimiento preventivo, de la empresa Doltrex S.A., una planta que se dedica a la elaboración de compuesto de PVC, extensiones eléctricas y armadores anodizados.


En el primer capítulo se trata acerca de la situación actual de la empresa en planta, es decir, cuántas zonas de producción existen, quiénes son los responsables de las áreas, cuántos trabajadores hay, qué máquinas hay en cada sección de producción, que hace cada máquina y como se ha estado llevando la lubricación en las máquinas y equipos principales.
En el segundo capítulo se elabora una introducción teórica en lo que respecta a la rama de la lubricación, es decir, conceptos básicos, tipos de lubricación, tipos de lubricantes, normas utilizadas para llevar a cabo la lubricación, propiedades de los lubricantes, aditivos que utilizan los lubricantes para mejorar sus propiedades.
En el tercer capítulo se trata acerca de las consideraciones para llevar a cabo el plan de lubricación, es decir, los análisis de los procedimientos de lubricación actuales y corregir lo que no está acorde a las recomendaciones del fabricante, analizar los lubricantes que se han estado usando, cuestionamientos al jefe de planta, supervisor y los operadores de cantidades y períodos de lubricación en las máquinas y equipos principales. Se trata acerca de criterios para poder seleccionar aceites y grasas lubricantes. Se explican también las ventajas y desventajas de llevar a cabo un plan de lubricación correctamente y en el tiempo indicado con las cantidades correctas de lubricante.
En el cuarto capítulo se trata acerca del diseño del plan de lubricación, considerando las tareas, cantidades y periodos de lubricación en base a los manuales de los fabricantes de las máquinas y los trabajos hechos actualmente en planta, las herramientas a utilizar para cada tarea, estimaciones del tiempo de trabajo, tipos de lubricante a utilizar. También se procede a estandarizar los lubricantes, los cuales estarán en una tabla con su código y las diversas marcas en las cuales los pueden adquirir.
En el quinto capítulo se darán las conclusiones del trabajo aplicado en planta, y las recomendaciones para poder llevar a cabo con éxito y sin inconvenientes el plan de lubricación en la planta de DOLTREX S.A.
ÍNDICE GENERAL
Pág.

RESUMEN……………………………………………………………………….......I

ÍNDICE GENERAL…………………………………………………………………III

ABREVIATURAS………………………………………………………………....VIII

ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………………………X

ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………XII

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………1

CAPÍTULO 1



  1. SITUACIÓN ACTUAL DE LA EMPRESA…………………………………….3

    1. Descripción de la planta de producción…………………………………..4

      1. Sección de PVC……………………………………………………..6

      2. Sección de extensiones eléctricas………………………………...8

      3. Sección de armadores…………………………………………….11

    1. Descripción de la maquinaria principal usada en la empresa………..12

      1. Maquinaria de la sección de PVC………………………………..13

      2. Maquinaria de la sección de extensiones eléctricas…………..22

      3. Maquinaria de la sección de armadores………………………...26

    2. Situación actual del sistema la lubricación de las maquinarias principales………………………………………………………………….28

      1. Lubricación en la sección de PVC……………………………….28

      2. Lubricación en la sección de extensiones eléctricas…………..30

      3. Lubricación de la sección de armadores………………………..32

      4. Conclusión del plan de lubricación actual………………………33

CAPÍTULO 2



  1. GENERALIDADES DE LA LUBRICACIÓN…………………………………36

    1. Lubricación……………………………………………………………….36

    2. Objetivos y campos de aplicación……………………………………..37

    3. Superficies concordantes……………………………………………….39

    4. Superficies no concordantes……………………………………………40

    5. Tipos de lubricación……………………………………………………..42

      1. Lubricación hidrodinámica………………………………………42

      2. Lubricación elastohidrodinámica (EHL)……………………….45

      3. Lubricación marginal…………………………………………….47

      4. Lubricación mixta………………………………………………...52

    6. Curva de Stribeck y Beerbower…………………………………………53

    7. Lubricantes y sus funciones…………………………………………….60

    8. Tipos de lubricantes……………………………………………………..61

      1. Aceites circulantes……………………………………………….62

      2. Aceites para engranajes………………………………………...65

      3. Aceites para motores……………………………………………68

      4. Grasas…………………………………………………………….69

      5. Lubricantes sintéticos y sólidos………………………………...74

    9. Propiedades importantes de los lubricantes………………………….79

      1. Propiedades de los aceites……………………………………..79

      2. Propiedades de las grasas……………………………………..89

    10. Aditivos empleados en los lubricantes………………………………...91

      1. Aditivos empleados en aceites lubricantes……………………92

      2. Aditivos empleados en grasas lubricantes……………………95

CAPÍTULO 3



  1. CONSIDERACIONES Y PROCEDIMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN DEL PLAN DE LUBRICACIÓN………………………………………………96

    1. Hojas de registro usadas actualmente en el mantenimiento……….97

    2. Manuales de equipos y recomendaciones de fabricantes…………100

    3. Recolección de datos en planta………………………………………103

    4. Estado de las máquinas y equipos principales……………………..105

    5. Falencias del sistema actual de lubricación…………………………109

    6. Selección de tipos de lubricantes a usarse en las maquinarias y equipos principales…………………………………………………….111

      1. La selección correcta de un aceite industrial………………..112

      2. La selección correcta de una grasa industrial………………124

    7. Consolidación de lubricantes………………………………………….132

    8. Ventajas y desventajas de un plan de lubricación………………….136

      1. Ventajas de un plan de lubricación…………………………..137

      2. Desventajas de un plan de lubricación………………………139

CAPÍTULO 4



  1. DISEÑO DEL PLAN DE LUBRICACIÓN…………………………………..141

    1. Introducción al plan de lubricación…………………………………...142

    2. Cartas de lubricación…………………………………………………..143

    3. Tablas de lubricantes…………………………………………………..157

    4. Tabla de proveedores………………………………………………….165

    5. Tiempo de operación de las máquinas principales…………………169

    6. Programa de lubricación………………………………………………171

    7. Hoja de registro de trabajos de lubricación………………………….175

    8. Utilización de los manuales de fabricantes para el cálculo de cantidades de lubricantes y frecuencias de lubricación……………179

      1. Determinación de la cantidad de lubricante y frecuencia de lubricación de los rodamientos de motores eléctricos……..179

      2. Determinación de la cantidad de lubricante y frecuencia de lubricación en cajas de transmisión………………………….186

CAPÍTULO 5



  1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………..191

APÉNDICES

BIBLIOGRAFÍA


ABREVIATURAS

ºC Grados Centígrados

ºE Grado Engler

ºF Grados Fahrenheit

ηm Nanómetros

μm Micrómetro

A Aceite

AGMA American Gear Manufactures Association

Amp Amperio

API American Petrolium Institute

ASTM American Society for Testing Materials

AT Alta temperatura

AW Anti-desgaste

C Compatible

CaCO3 Carbonato de Calcio

CRT Cárter

cSt Centistoke

DFP Diesel Filtrer Diesel

DIN Deutsches Institut für Normung

DTX DOLTREX S.A.

EHL Elastohidrodinámica

EP Extrema Presión

g Gramo

G Grasa


HD Hidráulico

HP Horse Power (Caballos de Potencia)

Hz Hertzios

I Incompatible

ISO International Organization for Standardization

IV Índice de viscosidad

IEC International Electrotechnical Commission

Kg Kilogramo

Kg/hr Kilogramos por hora

Km Kilómetros

KN-Ton Kilonewtons por tonelada

Kw Kilowatt

mm Milímetro

ME Motores Eléctrico

MP Motores Eléctricos

Mpa Megapascales

N/A No disponible

Neut. No. Número de Neutralización

NLGI National Lubricating Grease Institute

No. SAP Número de Saponificación

OEM Original Equipment Manufacturer

P Parcialmente compatible

Ph Fase

PTFE Politetrafluoroetileno



PVC Policloruro de Vinilio

RPM Revoluciones por minuto

SAE Society of Automotive Engineers

SJT Hard Service Junior Thermoplastic

SPT Service Paralell Thermoplastic

SSF Segundo Saybolt Furol

SSU Seconds Saybolt Universals

SUS Segundos Universales Saybolt

TAN Total Acid Number

TBN Total Base Number

TC Transferencia de Calor o diatérmico

TR Transmisión

VI Viscocity Index

V Voltaje



W Carga Normal

Rx Distancia en el sentido horizontal x

Ry Distancia en el sentido vertical y

hmin Espesor mínimo de película

pmax Presión máxima

μ Viscosidad Absoluta

f Coeficiente de fricción

P Carga por unidad de área proyectada

N Velocidad de giro



ν0 Viscosidad de aceite de índice de viscosidad de 0

ν100 Viscosidad de aceite de índice de viscosidad de 100

ν Viscosidad cinemática


ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.

Figura 1.1 Galpón industrial DOLTREX S.A…………………………………..4

Figura 1.2 PVC 50/80 natural-negro-blanco para recubrimiento de

cable eléctrico……………………………………………………….7

Figura 1.3 Extensión 3 servicios polarizados…………………………………9

Figura 1.4 Armadores anodizados……………………………………………12

Figura 2.1 Chumacera y manguito……………………………………………40

Figura 2.2 Representación de superficies no concordantes……………….41

Figura 2.3 Lubricación hidrodinámica………………………………………...44

Figura 2.4 Esquema de lubricación elastohidrodinámica…………………..47

Figura 2.5 Condiciones de película que se requieren para la

lubricación………………………………………………………….49

Figura 2.6 Diagrama de barras que muestra los coeficientes

de fricción para varias condiciones de lubricación…………….50

Figura 2.7 Rapidez del desgaste para varios regimenes de lubricación…51

Figura 2.8 Efecto de la viscosidad en la lubricación………………………..55

Figura 2.9 Coeficiente de fricción, espesor de película de aceite

y desgaste según el tipo de lubricación…………………………57

Figura 2.10 Curvas de Stribeck y Beerbower…………………………………58

Figura 2.11 (a) Efecto de la reducción de la viscosidad del aceite

(b) Efecto de la reducción de la viscosidad del aceite

en EHD, comportamiento lubricación mixta…………………….60

Figura 2.12 Comparaciones entre el grado de viscosidades del

aceite base y del producto terminado…………………………...81

Figura 2.13 Espesadores de tubo capilar empleados para medir

la viscosidad cinemática………………………………………….82

Figura 3.1 Curva de la bañera……………………………………………….105

Figura 3.2 Carta de conversión de la viscosidad a cualquier

temperatura……………………………………………………….120

Figura 3.3 Compatibilidad de grasas de distintas composiciones……….128

Figura 3.4 Relación entre temperatura de cojinete y cantidad

de grasa…………………………………………………………..131

Figura 4.1 Carta de lubricación máquina Inyectora 1……………………..145

Figura 4.2 Plano de lubricación máquina Inyectora 1……………………..147

Figura 4.3 Puntos de lubricación graseros Turbomezclador 2…………...149

Figura 4.4 Ejecución de la actividad A25…………………………………...150

Figura 4.5 Herramienta de lubricación bomba de grasa manual………...152

Figura 4.6 Herramienta de lubricación aceitera manual…………………..152

Figura 4.7 Especificación de rodamientos por tipo de motor…………….181

Figura 4.8 Intervalos de relubricación y cantidad de grasa

para rodamientos………………………………………………...183

ÍNDICE DE TABLAS
Pág.

Tabla 1 Datos de placa línea de Mezclado 1……………………............15

Tabla 2 Datos de placa línea de Extrusión 1………………....................17

Tabla 3 Datos de placa línea de Mezclado 2……………………………..19

Tabla 4 Datos de placa línea de Extrusión 2……………………………..21

Tabla 5 Datos de placa Inyectora 1………………………………………..23

Tabla 6 Datos de placa Inyectora 2………………………………………..25

Tabla 7 Datos de placa máquina Aplicadora……………………………..26

Tabla 8 Datos de placa de Armadores…………………………………....28

Tabla 9 Lubricantes usados actualmente en planta……………………..34

Tabla 10 Márgenes de viscosidad para los aceites de sistemas

circulantes………………………………………………………….64

Tabla 11 Guía para aplicación de grasas……………………………..71

Tabla 12 Características principales de los lubricantes sintéticos………76

Tabla 13 Lubricantes sólidos………………………………………………..78

Tabla 14 Clasificación de las grasas del NLGI…………………………….90

Tabla 15 Etapa de fallos de equipos DOLTREX S.A……………………108

Tabla 16 Equivalencias entre los diferentes sistemas de

clasificación de la viscosidad…………………………………...118

Tabla 17 Clasificación ISO de los aceites  industriales………………….123

Tabla 18 Aplicación de los espesantes de grasas industriales…………126

Tabla 19 Tabla de equivalencias de aceites lubricantes………………..158

Tabla 20 Tabla de equivalencias de grasas lubricantes………………...159

Tabla 21 Lista de proveedores de lubricantes……………………………166

Tabla 22 Tiempos de operación semanal de máquinas principales…...169

Tabla 23 Hojas de registro de trabajos de lubricación por máquinas….176

Tabla 24 Datos de placa de motores principales Turbomezclador 2…..180

Tabla 25 Rodamientos de motores principales Turbomezclador 2…….182

Tabla 26 Resultados de intervalos de relubricación y cantidad

de grasa…………………………………………………………..182

Tabla 27 Datos de placa reductor de enfriador HEC 1500 del

Turbomezclador 2………………………………………………...187

Tabla 28 Cantidad de lubricante en caja de engranajes………………..188

Tabla 29 Intervalo de cambio de aceite para cajas de transmisión

en base al tipo de aceite y temperatura de operación……….189

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo trata acerca del diseño e implantación de un plan de lubricación en máquinas y equipos de la empresa DOLTREX S.A., con el objetivo de normalizar sus procesos en lo que respecta a los trabajos de mantenimiento enfocados en la parte de la lubricación.


La lubricación de las maquinarias y equipos principales es muy importante en una planta de producción continua porque esto prolonga la vida útil de la misma, lo cual es uno de los objetivos principales de este trabajo.
El plan de lubricación implantado servirá para evitar futuras averías en la máquina si se procede a elaborar el trabajo de lubricación con el lubricante correcto y con la cantidad correcta, por lo que sería una parte muy importante en el mantenimiento preventivo de la planta de producción.
Se considera la situación actual de la empresa en lo que respecta a los trabajos de lubricación y analiza si es conveniente elaborar cambios en el plan que se está llevando cabo y mejorarlo en base a lo que indica el fabricante de la máquina, experiencias de operadores, supervisor y jefe de planta. Fundamentalmente se tomará en cuenta las cantidades de los lubricantes así como su periodo de cambio y relubricación; también el tipo de lubricante usado así como sus propiedades físicas para poder armar una tabla de lubricantes. Se estandarizará los lubricantes y se los codificará para de esa manera poder reducir costo en la compra de los lubricantes.
Con esto se pretende tener un orden en los trabajos de lubricación que se están llevando actualmente en la planta y ya estar preparados con los insumos que necesiten utilizar. Esto también evitará el daño prematuro de las máquinas y equipos, ya que se disminuye el desgaste de las partes en rozamiento de los mismos porque lubricación es básicamente separar dos superficies en contacto.
Los detalles de cómo es la situación actual de la empresa, las consideraciones para la elaboración del plan de lubricación así como el diseño del mismo, las ventajas y desventajas de su implementación, las conclusiones y recomendaciones se presentarán en el cuerpo de la presente tesis.

CAPÍTULO 1



  1. SITUACIÓN ACTUAL DE LA EMPRESA

Doltrex S.A. es una empresa que viene operando a partir del año 1996, con tres líneas básicas de producción y comercialización, entre las cuales sobresale,  fundamentalmente,  la línea de elaboración de compuestos de PVC de todo tipo, tanto para usos flexibles como rígidos.
Adicionalmente, se dedica al ensamblaje e inyección de extensiones eléctricas y cables de poder, así como también a la conformación y tratamiento posterior de colgadores de ropa de aluminio.
Para la elaboración del compuesto de PVC, cuenta con un equipamiento industrial de líneas de extrusión, que, combinado a una correcta selección de materias primas importadas, le permite desarrollar compuestos de PVC.


FIGURA 1.1 GALPÓN INDUSTRIAL DOLTREX S.A.
En lo que dice relación  a la producción de extensiones eléctricas y colgadores de ropa de aluminio, la sociedad estratégica con Electrocables C.A., la cual es el principal proveedor de la materia prima en tales líneas, combinado con el compuesto de PVC producido en planta permite elaborar dichos productos.


    1. Descripción de la planta de producción.

La planta básicamente es dirigida por una persona, el jefe de planta, la cual es la encargada de controlar y ordenar que productos se vayan a elaborar en las diferentes secciones de la planta como también es responsable del mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos en planta.


La planta también tiene su supervisor que se encarga de transmitir las órdenes de producción así como las órdenes de mantenimiento preventivo y correctivo a los obreros y operadores de planta. Él también es encargado del control de calidad del producto de dichos productos.
La empresa también cuenta con un laboratorio de control de calidad donde se elabora los distintos ensayos mecánicos para comprobar la confiabilidad y calidad del de PVC, su principal producto. En este laboratorio hay una persona encargada de llevar a cabo dichos ensayos.
La empresa consta en planta básicamente de tres secciones de producción:


  • Sección de compuesto de PVC.

  • Sección de extensiones eléctricas.

  • Sección de armadores de aluminio.

      1. Sección de PVC

Esta es la sección más importante de la planta ya que el principal producto de DOLTEX S.A. es la resina de PVC que se elabora en esta sección y la vez la que genera más ingreso y donde se encuentran los equipos más críticos.


En esta sección hay 2 líneas de extrusión y 2 líneas de mezclado los cuales hacen posible la producción del compuesto de PVC para los diferentes productos que se elaboran.
Básicamente el proceso de producción para el compuesto consiste en mezclar las materias primas las cuales son: Resina de PVC, Carbonato de Calcio (CaCO3), aditivos y plastificantes. Estos son depositados en un turbomezclador; una vez la mezcla hecha pasa a un enfriador para luego pasar a una tolva y ser enviados por transporte neumático a las extrusoras; dicha mezcla la cual entra en forma de polvo a la extrusora sale plastificada y pasa por un juego de cuchillas para poder formar el pellet para poder ser enfriado o por una centrífuga o por una zaranda, esto depende de que línea se esté usando, para finalmente por transporte neumático pasar a una balanza mecánica donde el producto es pesado y ensacado ya sea en sacos plásticos de 25 kg. O en big bags o súper sacos de 625 kg. para su debido almacenamiento y distribución.
En la sección se produce principalmente lo siguiente:


  • Compuesto PVC para Cables Eléctricos.

  • Compuesto PVC para Calzado.

  • Compuesto PVC para Perfiles Flexibles.

  • Compuesto PVC para Mangueras.





FIGURA 1.2 PVC 50/80 NATURAL-NEGRO-BLANCO PARA RECUBRIMIENTO DE CABLE ELÉCTRICO.
En esta sección trabajan por lo general dos operadores uno en cada línea de extrusión, pero en ocasiones existe alta demanda de producto se utilizan a 4 personas en la sección.
Se trabajan 3 turnos de 8 horas, las 24 horas al día de lunes a viernes, es decir las máquinas operan a la semana 120 horas. Por cada turno hay 2 operadores uno por cada línea de extrusión y cada uno trabaja 40 horas a la semana, lo que significa que en esta sección hay un total de 6 obreros.



      1. Sección de extensiones eléctricas.

La sección de extensiones eléctricas es donde se producen las partes de la extensión que comprenden los terminales y enchufes y se ensambla las extensiones eléctricas.


En esta sección se utiliza principalmente 3 máquinas para elaborar la extensión eléctrica, entre las cuales comprende 2 inyectoras olehidráulicas y una aplicadora de terminales.
Para la elaboración de las extensiones se cuenta básicamente con: cables eléctricos provenientes de su principal proveedor Electrocables C.A., los terminales cobre y el compuesto de PVC. El proceso comienza colocando los terminales de cobre en los cables eléctricos con la máquina aplicadora de terminales para luego pasar a las inyectoras en las cuales se deposita en las tolvas de almacenamiento el compuesto de PVC, el cual es el mismo producido en planta para luego formar los enchufes ya sea machos elaborados en la inyectora 1 o enchufes hembra elaborados en la inyectora 2, que pueden ser de tipo SPT (Service Paralell Thermoplastic) o SJT (Hard Service Junior Thermoplastic). El ensamblado se lo realiza manualmente y por consiguiente el empacado del producto por obreros dedicados a este fin.



FIGURA 1.3 EXTENSIÓN 3 SERVICIOS POLARIZADOS.

En la sección se produce lo siguiente:



  • Extensión macho con Piattinas flexibles tipo SPT.

  • Extensión 3 servicios polarizados SJT.

  • Extensión macho con conductor bipolar flexible concéntrico.

  • Extensión macho con conductor bipolar flexible concéntrico.

  • Enchufes para grabadora.

En la sección se trabaja un solo turno por lo general 8 horas al día, pero hay días que se exige trabajar 12 horas para la pronta terminación de un pedido pero no es muy común por lo que se puede considerar que las máquinas de esta sección trabajan 8 horas al día que equivale a 40 horas a la semana, es decir que las máquinas trabajarán ese tiempo semanal. Hay un total de 6 personas donde 3 trabajan operando las máquinas principales de la sección y los otros 3 se dedican a la ensamblada y empacado del producto pero hay veces que todos se dedican al empacado.



      1. Sección de armadores anodizados.

En la sección de armadores es donde se producen armadores anodinados de aluminio a partir una bobina de alambre de aluminio de 3.5 mm de diámetro.


Se cuenta con una sola máquina la cual elabora el conformado de los armadores y se cuenta con una serie de tanques las cuales contienen químicos en los cuales se elabora el proceso de anodizado.
Básicamente la materia prima son alambres de aluminio los cuales están almacenados en una bobina donde van a la máquina que elabora el conformado de los armadores para luego pasar a los tanques donde se tienen los diversos químicos donde se protege el armador por medio del óxido de aluminio producto del anodizado que se realiza y luego va al último tanque donde se le da el color que va a tener el armador para luego pasar al empacado.
El único producto de esta zona son los armadores o colgantes de ropa anodizados de aluminio de 3.5 mm de diámetro, en presentaciones de varios colores, como se muestra en la figura.


FIGURA 1.4 ARMADORES ANODIZADOS.
Por lo general la sección opera 40 horas a la semana, 8 horas al día, lo que quiere decir que la máquina opera este tiempo en la semana. En la sección existe sólo un operador que se dedica a manejar la máquina y realizar el empacado de los armadores.



    1. Descripción de la maquinaria principal usada en la empresa.

Para poder conocer la maquinaria principal que se usa en la empresa es necesario presentarlas en base a la sección donde se encuentran operando, es decir, que se le va a realizar como sigue:



  • Maquinaria de la sección de PVC.

  • Maquinaria de la sección extensiones.

  • Maquinaria de la sección armadores.



      1. Maquinaria de la sección de PVC.

En la sección de PVC se tiene básicamente dos líneas que producen el compuesto de PVC las cuales están conformadas por varias máquinas. En la empresa estas se las conoce como:




  • Línea de mezclado 1

  • Línea de extrusión 1

  • Línea de mezclado 2

  • Línea de extrusión 2


Descripción de la línea de mezclado 1.

El turbomezclador 1 es la máquina que permite elaborar la mezcla de compuesto PVC como se había señalado en la sección 1.1.1 y lo realiza mediante acción centrífuga y un conjunto de paletas que se encuentran en el eje principal del mismo, en donde la transmisión de movimiento es por medio un motor eléctrico de 52 KW (70 HP), como la mezcla calentada por la gran energía, esta es enfriada en un enfriador por medio de agua de torre de enfriamiento, para luego ser transportada a un transportador de tornillo sin fin y pasar a la extrusora 1. El depósito de la materia prima (Resina de PVC, Carbonato de Calcio, aditivos y plastificantes) es hecho manualmente.


El turbomezclador 1 comprende las siguientes partes:


  • Turbomezclador 1.

  • Enfriador 1.

  • Sistema de alimentación por tornillo sin-fin.

En la siguiente tabla se muestra los datos de placa de cada máquina, cabe decir que por la antigüedad del equipo el enfriador no posee dato de placa.



TABLA 1

DATOS DE PLACA LÍNEA DE MEZCLADO 1.

LINEA DE MEZCLADO 1

TURBOMEZCLADOR 1

Marca

Valtorta

Procedencia

Italia

Modelo

85V30

Serie

RO-ADB6

Año

1985

ENFRIADOR 1

No tiene placa

TRANSPORTADOR TORNILLO SINFIN

Marca

Plasmec

Procedencia

Italia

Tipo

TP 1 BG

Matrícula Nº

1528285

Esquema Nº

SE 239

V

220

Hz

60

Año

1985



Descripción de la línea de extrusión 1

Esta línea de extrusión al igual que la línea de mezclado 1 trabajan en conjunto ya que las dos son complementarias, puesto que la mezcla enfriada pasa a la extrusora para ser plastificada y cortada por medio de un juego de cuchillas que se encuentran a la salida de la extrusora, para que luego a causa de la gran temperatura en la extrusora pase a ser enfriada por medio de una zaranda, el mismo que lo realiza por acción de la vibración de las partículas del compuesto de PVC para ser transportadas reumáticamente hacia una balanza y así ser pesada, empacada y almacenada.


La línea de extrusión 1 comprende lo siguiente:


  • Extrusora-Cortadora 1

  • Enfriador de zaranda

  • Sistema de descarga neumática

  • Balanza Mecánica

En la tabla 2 se muestra los datos de placa del extrusor-cortador, zaranda y balanza.


Descripción de la línea de mezclado 2.

Esta línea junto con la línea de extrusión 2, son las más importantes en la empresa, ya que son las máquinas más avanzadas y modernas ya que datan del año 2005 y su capacidad de producción es muy grande de 900 kg/hr contra los 500 kg/hr de compuesto de PVC que produce la línea de mezclado y extrusión 1.



TABLA 2

DATOS DE PLACA LÍNEA DE EXTRUSION 1.

LINEA DE EXTRUSIÓN 1

EXTRUSORA-CORTADORA

Marca

Bausano Group

Procedencia

Italia

Tipo

85MDD2 88 20VK3BG 102/A

Año

1985

ENFRIADOR DE ZARANDA

Marca

Bausano Group

Procedencia

Italia

Tipo

85-RBN.2-BG102

Año

1985

BALANZA MECÁNICA

Marca

Silimpianti

Procedencia

Italia

Modelo

Bic

Año

1985

El principio de funcionamiento del mezclador 2 es similar a 1 con la diferencia que su capacidad es mayor y que posee un motor eléctrico más grande de 107.5 KW (144 HP), como se puede ver es una gran energía, asimismo la transmisión es por bandas y el depósito de materia prima es automatizado por medio de succión y por un controlador lógico programable las proporciones son colocadas con exactitud. Esta línea posee un dosificador gravimétrico de líquidos que es donde se distribuye a través de una bomba de vacío al turbomezclador, luego la mezcla pasa a un enfriador donde esta es enfriada por medio de agua de torre de enfriamiento, para ser transportada neumáticamente a las extrusoras 1 y 2, a diferencia del mezclador 1 que sólo abastecía de mezcla al extrusor 1, este abastece a las dos extrusoras.


Las partes que conforman la línea de mezclado 2 son las siguientes:


  • Sistema de alimentación neumático de turbomezclador.

  • Turbomezclador 2.

  • Refrigerador 2.

  • Dosificador gravimétrico de líquidos.

En la tabla 3 se dan los datos de placa de las máquinas y equipos que conforman la línea de mezclado 2.




TABLA 3

DATOS DE PLACA LÍNEA DE MEZCLADO 2.

LÍNEA DE MEZCLADO 2

SISTEMA DE ALIMETACIÓN NEUMÁTICO

Marca

Plasmec

Procedencia

Italia

Tipo

CRB-500/3/EL

Matrícula Nº

15420605

Esquema Nº

SE 2491

V

380

Hz

60

Año

2005

TURBOMEZCLADOR 2

Marca

Plasmec

Procedencia

Italia

Tipo

TRM-500/AL

Matrícula Nº

558 20.4 05

Esquema Nº

SE 2491

V

380

Hz

60

Año

2005

ENFRIADOR 2

Marca

Plasmec

Procedencia

Italia

Tipo

HEC-1500

Matrícula Nº

122 205 05

Esquema Nº

SE 2491

V

380

Hz

60

Año

2005

DOSIFICADOR GRAVIMÉTRICO DE LÍQUIDOS

Marca

Plasmec

Procedencia

Italia

Tipo

DGL-100/3/EL/WH

Matrícula Nº

166 209 05

Esquema Nº

SE 29914

V

380

Hz

60

Año

2005



Descripción de la línea de extrusión 2.

La línea de extrusión 2 junto con la línea de mezclado 2, son las maquinarias de más importancia y tecnología en la empresa ya que su capacidad de producción es de 900 a 1000 kg/hr, un 90% más de capacidad que la línea de mezclado 1 y la línea de extrusión 1. Estos valores dependen del tipo de compuesto de PVC que se este produciendo.


Comprende dos tornillos de extrusión que plastifican la mezcla procedente del mezclador para luego pasar a una cortadora utilizando un juego de cuchillas de corte en un arreglo circular, la cual por la gran temperatura necesita ser enfriado, entonces las partículas pasan a un enfriador centrífugo para luego ser transportado por tuberías a los big bags de 1000 Kg. o a los sacos de 25 Kg. para su respectivo almacenamiento y distribución.
La línea de extrusión 2 está conformada por:


  • Extrusora 2.

  • Cortadora.

  • Centrífuga enfriadora.

Cabe recalcar que las tuberías de transporte neumático conectan la línea de extrusión 2 con la balanza mecánica de la línea de extrusión 1.
Para conocer mejor a la maquinaria se presenta los datos de placa de cada parte principal.

TABLA 4

DATOS DE PLACA LÍNEA DE EXTRUSIÓN 2.

LINEA DE EXTRUSIÓN 2

EXTRUSORA 2

Marca

Bausano Group

Procedencia

Italia

Tipo

MD2-90B30/AK

Serie Nº

2005 01L.B.004

Año

2005

CORTADORA

Marca

Gamma Meccanica

Procedencia

Italia

Tipo

Taglio TDA 4.0

Serie Nº

5.M83A001.016

Año

2005

ENFRIADOR CENTRÍFUGO

Marca

Gamma Meccanica

Procedencia

Italia

Tipo

C 285

Serie Nº

5.M82B001.017

Año

2005


      1. Maquinaria de la sección de extensiones

Esta sección posee maquinarias menos sofisticadas que en la sección de PVC ya que no son líneas (formada por varias máquinas) sino que una sola máquina hace el trabajo de la producción. Básicamente existen tres máquinas principales en esta sección las cuales son:




  • Inyectora 1.

  • Inyectora 2.

  • Aplicadora.

A continuación se va a describir cada una de estas máquinas con sus respectivos datos de placas y funciones.


Descripción de la Inyectora 1

Esta máquina realiza el trabajo de inyección por medio de un sistema automatizado oleohidráulico.


Su función principal es la elaboración de enchufes tipo macho, cuya forma va a depender del tipo de molde que se coloque en la misma. Estos enchufes son de compuesto de PVC obtenido de la sección de PVC de color negro o blanco. Este se deposita manualmente en una tolva de carga la cual pasa al sistema de cilindros automatizados donde el compuesto es llevado a temperatura para luego ser inyectado a la matriz la cual le da la forma al enchufe.
Sus principales datos de placa se los menciona a continuación en la tabla:

TABLA 5

DATOS DE PLACA INYECTORA 1.


INYECTORA 1

Marca

Arburg

Procedencia

Alemania

Modelo

Allrounder 221-55-250

Serie Nº

130369

Año

1985

Peso

930 Kg

Fuerza de cierre

250 KN-Tons

Tensión de servicio

415 V 60 Hz

Calefacción

3.46 Kw

Motor bomba

6.5 Kw

Conexión total

10.0 Kw


Descripción de la Inyectora 2

Al igual que la inyectora 1, esta realiza la inyección por medio de un sistema oleohidráulico. Esta máquina es una versión moderna de la inyectora 1 con más potencia de bombeo, abarcando un mayor volumen de producción y capacidad de inyección.


La función principal de esta máquina es la generación de enchufes tipo hembra, estos pueden ser enchufes hembra de varias tomas o de una toma, dependiendo del tipo de enchufe que se esté produciendo.

El principio de funcionamiento de la Inyectora 2 es exactamente igual que el de la Inyectora 1 con la diferencia que esta máquina es más nueva y tiene mayor volumen de producción.


En la tabla 6 se muestra los datos de placa de la Inyectora 2:
TABLA 6

DATOS DE PLACA INYECTORA 2.

INYECTORA 2

Marca

Arburg

Procedencia

Alemania

Modelo

Allrounder 320M/50-210V0

Serie Nº

162645

Año

1995

Peso

2610 Kg

Fuerza de cierre

750 KN-Tons

Tensión de servicio

230 V 3 60 Hz

Calefacción

5.5 Kw

Motor bomba

1 x 15.00 Kw

Conexión total

20.5 Kw



Descripción de la Aplicadora

Esta es la máquina más sencilla de toda la empresa ya que es pequeña pero por la importancia de su función no se la ha menospreciado y se anexa a nuestro análisis.


Su función principal es la de aplicar los terminales de cobre por medio de un sistema mecánico para la elaboración de los enchufes ya sea hembra o macho y consecuentemente el armado de las extensiones.
Los datos de placa de esta máquina se muestran a continuación:

TABLA 7

DATOS DE PLACA MÁQUINA APLICADORA.

APLICADORA

Marca

AMP-O-ELECTRIC

Procedencia

Italia

Tipo

K

Esquema Nº

565435-5-AJ

Serie Nº

131688

Voltaje

115 V

Fases

1 Ph

Frecuencia

60 Hz

Corriente

5.0 Amp

Potencia

1/4 Hp

Velocidad

1725 RPM



      1. Maquinaria de la sección armadores

En esta sección básicamente existe una sola máquina la cual se conoce como:




  • Armadores

Lo siguiente será describir la función de la maquinaria en esta sección.




Descripción de la Armadores

Esta es una máquina de tipo mecánica, la cual a través de la sincronización de sus mecanismos, realiza el proceso de doblado y conformado del material, pasando el material que en este caso es el alambre de aluminio de 3.5 mm procediendo de un pay-off o portabobinas a través de los dados de la máquina.


Su función principal es el doblado y conformado de armadores de ropa los cuales están hechos de aluminio.
En la parte motriz esta máquina posee un motor eléctrico de velocidad variable cuya velocidad se puede ajustar dependiendo del requerimiento de producción y para su debida calibración.
Según el dato de placa de esta máquina se muestra lo siguiente:

TABLA 8

DATOS DE PLACA DE ARMADORES.

ARMADORES

Marca

Grauer

Procedencia

Alemania

Tipo

SMB-1

Serie Nº

27.748.080

Año

1985



    1. Situación actual de la lubricación de las maquinarias principales.

Para poder comprender de mejor manera la lubricación que llevan las máquinas actualmente se la va a presentar por secciones, es decir, que es como sigue:




  • Lubricación en la sección de PVC.

  • Lubricación en la sección de extensiones.

  • Lubricación en la sección de armadores.




      1. Lubricación en la sección de PVC

En esta sección la lubricación periódica que se lleva depende de cuanto han trabajado las líneas de Extrusión.

Por lo general el intervalo de lubricación con grasa en las líneas de Extrusión es de dos semanas por lo general o en más tiempo (mensual), cuyo tipo es: grasa a base de litio número NLGI 2.
La lubricación de las cajas de engranaje y sistemas de enfriamiento de tornillo se las realiza anualmente en la línea de extrusión 1 al igual que en la línea de extrusión 2.
El lubricante usado para las cajas de engranaje es un aceite SAE 80W90 y el aceite usado en el sistema de enfriamiento de tornillo es un aceite diatérmico ISO 46.
Los encargados de llevar la lubricación son los operadores, los cuales son 6 en total, 2 por cada turno.
Según estos datos el plan actual en esta sección no se está llevando conforme lo dice el fabricante, ya que hay lubricaciones que se realizan semanalmente o en menor tiempo y a parte la grasa que se utiliza sólo es aplicable en ciertas zonas ya que otras necesitan grasa de alta temperatura como por ejemplo en el mezclador y en el cortador de la línea de mezclado y extruído 2.



      1. Lubricación en la sección de Extensiones

En esta sección a diferencia que en la de PVC, el plan actual de lubricación que se lleva es más uniforme.


Los intervalos de lubricación con grasa y aceite que se realizan son semanales o quincenales, es decir cada 40 u 80 horas de trabajo. Pero el sistema de lubricación depende de la máquina.
Para la Inyectora 1 su sistema de lubricación se lo lleva por medio de grasa cuyo tipo es una grasa de número NLGI 2, la cual se aplica en todas las partes deslizantes. La lubricación con aceite se la realiza anualmente y es para el sistema oleohidráulico, la designación de este aceite es ISO 46.
Para la Inyectora 2 a diferencia que la Inyectora 1 la lubricación de las partes deslizantes se la hace por medio de aceite, este aceite es ISO 46, no utiliza nada de grasa. El cambio de aceite en el sistema oleohidráulico se lo hace anualmente y es del mismo tipo con el que se lubrica las partes deslizantes.
En la Aplicadora de terminales la lubricación se la realiza sólo con grasa del mismo tipo con el que se hace en las otras máquinas de la empresa grasa NLGI 2. Se la aplica en graseros y en las debidas partes deslizantes. Hay veces que los rodamientos se los lubrica con aceite ISO 46.
Por lo general el operador de la máquina es el encargado de realizar la lubricación semanal en esta sección.
La lubricación no se está llevando conforme a las recomendaciones del fabricante, ya que hay ciertas partes que se lubrican cada 100 horas (2 semanas) o cada 200 horas (mensual), lo que representa un gasto de lubricante innecesario de lubricante y lo más importante es que se está usando un aceite que “no es hidráulico sino un diatérmico”, a pesar de que tener la misma viscosidad y buenos aditivos inhibidores contra la oxidación y herrumbre, no posee la calidad de aditivos antidesgaste de un aceite hidráulico, el aceite para máquinas debe de ser un ISO 220 como el fabricante lo recomienda y no el mismo aceite diatérmico que posee una viscosidad de 46 cst a 40º C.



      1. Lubricación en la sección de armadores

En esta sección la lubricación que se estaba llevando de manera bien intermitente, ya que esta sección no trabajaba mucho. Actualmente han contratado una persona exclusiva para esta sección por lo que ahora trabajará la máquina más seguido y por ende la lubricación será más constante.


No poseía un intervalo definido para la lubricación porque esta se la hacía antes que la máquina entre en operación pero con la contratación del nuevo personal ahora la lubricación es semanal
La lubricación se la realiza con aceite ISO 46 para los bocines y lugares que necesiten aceite; y en las partes deslizantes y graseros con grasa NLGI 2 esto lo elabora el operador de la máquina.
La lubricación tampoco en esta sección se esta llevando conforme a la recomendación del fabricante por la razón de que no tenía un operador titular y los intervalos eran muy variables, esta es la máquina que más molestias produce en la empresa y que más puntos de lubricación posee.



      1. Conclusión del plan de lubricación actual

Como conclusión se puede notar que la lubricación en la empresa gira en torno a tres tipos de lubricantes, grasa de grado NLGI 2; en aceites sólo se manejan dos tipos: SAE 80W90 para las cajas de engranajes y un ISO 46 para sistemas oleohidráulicos, sistemas de transferencia de calor (enfriamiento de tornillos de extrusora), agujeros de aceite y partes deslizantes que necesiten aceite. Esto se aprecia de mejor manera en la tabla 8 donde se muestran los lubricantes usados actualmente en planta con su respectiva marca y uso.



TABLA 9

LUBRICANTES USADOS ACTUALMENTE EN PLANTA.

Aceites usados actualmente en planta

Nombre

Marca

Tipo

Uso en planta

Mobilgrease MP

Mobil

Grasa multipropósito

Graseros y partes deslizantes

Cetus de 100

Texaco

Grasa multipropósito

Graseros y partes deslizantes

Mobillube GX80W90

Mobil

Aceite de transmisión

Cajas de engranajes

Texatherm 46

Texaco

Aceite diatérmico

Agujeros de aceite y partes deslizantes, sistema oleohidráulico, enfriamiento de tornillo de extrusor

Cabe indicar que en las máquinas inyectoras se debe usar un aceite oleohidráulico como el manual lo indica, a pesar de que el aceite diatérmico tenga las mismas propiedades de viscosidad, ya que el fabricante recomienda un aceite hidráulico ISO 46, no posee en cambio los mismos aditivos que debería poseer un aceite hidráulico, en lo que respecta a aditivos de alta presión y sobre todo aditivos antidesgaste; también se está usando grasa multipropósito en lugares donde se debería usar grasa de alta temperatura, en lo que respecta al aceite de máquinas se debería usar un aceite ISO 220 y no un hidráulico ISO 46.


CAPÍTULO 2



  1. GENERALIDADES DE LA LUBRICACIÓN

En el presente capítulo se va a conocer las generalidades de la lubricación, su concepto, objetivo, los tipos de lubricación, tipos de lubricantes, usos, propiedades y aditivos usados en los mismos para incrementar sus aplicaciones y mejorar sus propiedades y funcionamiento.




    1. Lubricación

El propósito de la lubricación es la separación de dos superficies con deslizamiento relativo entre sí de tal manera que no se produzca daño en ellas: se intenta con ello que el proceso de deslizamiento sea con el rozamiento más pequeño posible. Para conseguir esto se intenta, siempre que sea posible, que haya una película de lubricante (gaseoso, líquido o sólido) de espesor suficiente entre las dos superficies en contacto para evitar el desgaste.


El lubricante en la mayoría de los casos es aceite mineral. En algunos casos se utiliza agua, aire o lubricantes sintéticos cuando hay condiciones especiales de temperatura, velocidad, etc.
Históricamente es interesante señalar que únicamente con la mejora de los procesos de fabricación de elementos metálicos (a partir de la revolución industrial) y el aumento de las velocidades de giro de ejes y elementos rodantes se ha podido obtener los valores de disponibilidad que actualmente tenemos con ellos.



    1. Objetivos y campos de aplicación

El objetivo de la lubricación es reducir el rozamiento, el desgaste y el calentamiento de las superficies en contacto de piezas con movimiento relativo.


La aplicación típica en ingeniería mecánica es el cojinete, constituido por muñón o eje, manguito o cojinete.
Campos de aplicación:

  • cojinetes del cigüeñal y bielas de un motor (vida de miles de Km.).

  • cojinetes de turbinas de centrales (fiabilidad del 100%).

Los factores a considerar en diseño son técnicos y económicos:



  • Cargas aplicadas y condiciones de servicio.

  • Condiciones de instalación y posibilidad de mantenimiento.

  • Tolerancias de fabricación y funcionamiento; vida exigida y vida útil.

  • costos de instalación y mantenimiento.

La lubricación por película fluida ocurre cuando dos superficies opuestas se separan completamente por una película lubricante y ninguna aspereza está en contacto. La presión generada dentro el fluido soporta la carga aplicada, y la resistencia por fricción al movimiento se origina completamente del cortante del fluido viscoso.


El espesor de la película lubricante depende en gran parte de la viscosidad del lubricante tanto en el extremo alto como bajo de la temperatura.


    1. Superficies Concordantes

Las superficies concordantes se ajustan bastante bien una con otra con un alto grado de conformidad geométrica, de manera que la carga se transfiere a un área relativamente grande.


Por ejemplo el área de lubricación para una chumacera será de 2π por el radio por la longitud.
El área de la superficie que soporta una carga permanente generalmente constante mientras la carga se incrementa.


FIGURA 2.1 CHUMACERA Y MANGUITO. (15)
La chumacera con lubricación de película fluida representada en la figura 2.1 y los cojinetes deslizantes tienen superficies concordantes. En las chumaceras la holgura radial entre el cojinete y el manguito es por lo general la milésima parte del diámetro del cojinete; en los cojinetes deslizantes la inclinación de la superficie de estos respecto al rodillo de rodadura suele ser muy rara. Un ejemplo de superficie concordante es la junta de la cadera del ser humano.



    1. Superficies no Concordantes

Muchos elementos de maquinas lubricados por una película fluida tienen superficies que no concuerdan entre si. Entonces un área pequeña de lubricación debe soportar todo el peso de la carga.
Por lo general el área de lubricación de una conjunción no concordante es 3 veces menor que la magnitud que la de una superficie concordante.
El área de lubricación entre superficies no concordantes se agranda bastante con el incremento de carga; pero aun así es más pequeña que el área de la lubricación entre las superficies concordantes.
Ejemplos de superficies no concordantes son el acoplamiento de los dientes de un engranaje, el contacto entre levas y seguidores, y también los cojinetes de elementos rodantes.


FIGURA 2.2 REPRESENTACIÓN DE SUPERFICIES NO CONCORDANTES. (15)


    1. Tipos de lubricación

Existen fundamentalmente cuatro tipos de lubricación, los cuales son:




  • Lubricación hidrodinámica

  • Lubricación elastohidrodinámica

  • Lubricación marginal (límite)

  • Lubricación mixta

Estos tipos de lubricación se los desarrolla a continuación.




      1. Lubricación Hidrodinámica

Existen cuatro tipos básicos de lubricación y estos se desarrollan a continuación. La lubricación hidrodinámica se caracteriza en superficies concordantes con una lubricación por película fluida. En este tipo de lubricación las películas son gruesas de manera que se previene que las superficies sólidas opuestas entren en contacto. Con frecuencia se la llama la forma ideal de lubricación, porque proporciona baja fricción y alta resistencia al desgaste.

La lubricación de las superficies sólidas se rige por las propiedades físicas del volumen del lubricante, especialmente de la viscosidad; por otra parte, las características de fricción se originan puramente del cortante del lubricante viscoso.

Una presión positiva se desarrolla en una chumacera o en un cojinete de empuje lubricados ambos hidrodinámicamente, porque las superficies del cojinete convergen, y su movimiento relativo y la viscosidad del fluido separan las superficies. La existencia de una presión positiva implica que se soporta la aplicación de una carga normal.

Generalmente la magnitud de la presión que se desarrolla es menor que 5 Mpa y no es lo suficientemente grande para causar una deformación elástica significativa en las superficies.

En un cojinete lubricado hidrodinámicamente el espesor mínimo de la película es función de la carga normal que se aplica W, de la velocidad N, de la viscosidad absoluta del lubricante µ y de la geometría (Rx y Ry). En la figura 2.3 se representa características de la lubricación hidrodinámica.  El espesor mínimo de película hmin como una función N y W para el movimiento deslizante se obtiene mediante la ecuación (1):

Donde el espesor mínimo de la película normalmente excede 1 μm.



(1)



FIGURA 2.3 LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA. (15)


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