cap 4 - estudio de fallos y síntomas

Capítulo 4: Estudio de Fallos y Síntomas

Ing. Milton García T, M.Sc.Mantenimiento

4.1. Introducción 4.2. Definición de fallo 4.3. Clasificación de fallos 4.4. Curva de tasa de fallo-tiempo 4.5. Definición y selección de síntomas

4.1. Introducción


El fallo es la “enfermedad” de las máquinas, que el Mantenimeintodebe prevenir o “curar”

“La manera de hacer una buena reparación pasa por evitar que ocurra la avería nuevamente, es por tanto imprescindible conocer las causas que

la han originado y eliminarlas si es posible ”

Fallo: Falta, deficiencia, errorAvería: Daño o desperfecto ocurrido en algún mecanismo

4.2. Definición de fallo


Fallo Avería

Incapacidad para cumplir la misión encomendada en el diseño, adiferentes niveles:

• Productivo• De calidad del producto o servicio• De seguridad• De pérdidas energéticas• De contaminación ambiental

No necesariamente implica la parada de la máquina o proceso

4.3. Clasificación de los fallos


En función del Origen de la Avería

• Mal uso de la instalación o equipo (40%)− Desconocimiento del manejo− Utilización incorrecta en cuanto a la aplicación− Utilización en régimen superior

• Fenómenos naturales u otras causas (27%)• Debido a mal diseño o errores de cálculo (12%)• Desgaste natural o envejecimiento (11%)• Defectos la fabricación (10%)


En función de la Influencia en la capacidad del Trabajo• Total o catastrófico: que implica la incapacidad total del sistema para

realizar su función• Parcial o Incompleto: implica la incapacidad de algún elemento del

sistema pero que le permite seguir funcionando; implica la disminuciónde prestaciones del sistema

En función de la Velocidad de Aparición• Fallo brusco o repentino: EL cual aparece como una consecuencia de

una variación brusca de los parámetros fundamentales del sistema• Fallo Gradual o progresivo: se observan las variaciones suaves y

progresivas de los parámetros del sistema



Según la Dependencia• Fallos dependientes: Si en fallo de una pieza no provoca fallo en otra• Fallos Independientes: Si en fallo de una pieza provoca el de otra


Según la Información que ofrece• Fallo Activo: El que viene señalizado por una señal o alarma• Fallo Pasivo: El que está oculto hasta que se produce

Según el riesgo• Fallo Peligroso: cuando las consecuencias para el operario y el sistema son

graves• Fallo NO peligroso: cuando la consecuencia es la mayor o menor incapacidad

del sistema


Según el tiempo de existencia• Fallo estable o permanente que se elimina con la reparación o regulación o

por cambio del elemento que falla• Fallo temporal: puede desaparecer espontáneamente sin que se conozca

exactamente las causas que lo provocan• Fallo Intermitente: que son fallos temporales que se repiten a lo largo de la

vida del sistema, durante intervalos de tiempo cortos


4.3. Clasificación de fallos


diagnóstico

FALLO

CAUSAS

CONSECUENCIAS

AMPLITUD

MANIFESTACIÓN

IDENTIFICACIÓN

APTITUD DE SER DETECTADO

REMEDIOS

Tabla de Criticidad

CriticidadSeguridad Persona

Disponibilidad costos de paro

Producción

CríticoRiesgo de muerte

Inmovilización por daños

3 Parada

Mayor HeridaInmovilización breve

sin daños2

Lentificación perturbada

MenorSin ataque corporal probale

Sin movilización de material

1 No Lentificado

- Parcial (modo degradado)- Completo (pérdida de función)

VELOCIDAD- Progresivo- Súbito

- Estable- Temporal- Intermitente

TIEMPO

- Accidental- Mala utilización- Condiciones no conformes- No respeto de las instrucciones

(sobrecarga)- Mal entretenimiento

- Mecánico- Eléctrico- Electrónico- Hidráulico- Neumático

NATURALEZA

SITUACIÓN-Espacio: Localización-Tiempo: Fecha-Número de unidades de Uso-Vigilancia preentiva

4.4. Curva de tasa de fallo-tiempo


Definición de Tasa de FalloProbabilidad de que una pieza falle en el intervalo [t; t+dt]

habiendo llegado con vida al instante t

Representa el porcentaje de fallos por unidad de tiempo en uninstante determinado

( ) / ( )n t N t

tt

𝒏(𝒕) Son las piezas que fallan entre [𝑡; 𝑡 + ∆𝑡]𝑵(𝒕) nº de supervivientes al principio del intervalo de tiempo [𝑡; 𝑡 + ∆𝑡]∆𝒕 Intervalo de tiempo considerado



Ejercicio 1:

Se han controlado 80 bombillas, funcionando durante el período que va de las 8000 horas

a las 9000 horas de uso, habiendo sido cambiadas 4, ¿cuál es la tasa de fallo por hora

relativa a este período?

Ejercicio 2:

Al hacer una prueba sobre un lote de 50 electroválvulas sometidas continuamente a

ocho impulsiones por minuto, se obtuvieron los siguientes resultados:

A la 50ª hora de funcionamiento, quedaban 33 electroválvulas

A la 60ª hora de funcionamiento, quedaban 27 electroválvulas

¿Cuál es la tasa de fallo de esta electroválvula por hora? ¿Y por impulsión?



Ejercicio 3:

De una serie de 150 nuevos captadores magnéticos puestos en funcionamiento, se

han obtenido los siguientes datos:

Se pide obtener la tasa de fallo por hora para cada uno de los intervalos de tiempo.

Intervalo de Tiempo [h] Nº de fallos0 - 100 12

100 - 200 10200 - 300 5300 - 400 4400 - 500 3



Ejercicio 4:

Del histórico de fallos de una flota de 10 furgonetas de reparto, de la misma marca e

igual modelo, se ha extraído la siguiente información:

Intervalo [km] Nº de fallosVehículos supervivientes al final

del período

0 - 10000 11 10

10.000 – 20.000 7 10

20.000 – 30.000 5 9

30.000 – 40.000 2 9

40.000 – 50.000 2 9

50.000 – 60.000 1 8

60.000 – 70.000 2 8

70.000 – 80.000 3 8

80.000 – 90.000 2 7

90.000 – 100.000 3 7

100.000 – 110.000 8 7

110.000 – 120.000 4 3



Una vez definida la tasa de fallo se presentan los tres tipos de fallo que sepueden encontrar a lo largo de la vida útil de un sistema o elemento

Fallos durante la vida de las piezas (diferentes λ(t))

1. Fallos en la puesta en marcha conocidos como mortalidad infantil2. Fallos Aleatorios que son causados por agentes externos incontrolables3. Fallos dependientes del tiempo que son causados por la vejez del sistema o de elemento



I. Fallos durante la puesta en marcha [λ(t) decreciente]:

La calidad de las piezas se representa por una distribución alrededor de su punto de diseño, pero ocasionalmente pueden existir piezas de menor calidad, de forma que éstas no podrán resistir las solicitaciones a las que son sometidas en un principio y fallarán

Causas:• Mala materia prima• Mala fabricación• Defectos superficiales• Defectos de ajuste y montaje



Acciones para evitar fallos infantiles:

Mejorar el control de calidad, lo que haceque la distribución sea más compactasalrededor del punto de diseño

Distribución

de población

Pto de diseño Resistencia solicitación

Distribución

de población

Pto de diseño

Aumentar el coeficiente de seguridad, con lo que ladistribución se desplaza hacia lugares de mayorresistencia por lo que la cantidad de fallos pormortalidad infantil se verán reducidos



I. Fallos durante la puesta en marcha [λ(t) decreciente]:

Este tipo de fallo tiene una tasa de fallo de tipo decreciente:

Causas: • Defectos no detectados



II. Fallos aleatorios [λ(t) constante]:

Distribución

de población

Con el tiempo de uso las distribuciones de resistenciay solicitación se cruzan, por lo que algunas piezassometidas a este tipo de esfuerzo fallarán.

Estos fallos son producidos por sobrecargas quesuperan el límite de resistencia de la pieza

ResistenciaSolicitación

Coeficiente de

seguridad

Son fallos aleatorios y aparecen de manera irregular,sin embargo existen dos maneras de reducirlos:1.- Incremento del coeficiente de seguridad2.- Restricción del rango de operación de la máquina



II. Fallos aleatorios [λ(t) constante]:



III. Fallos dependientes del tiempo [λ(t) creciente]:

Causas:

•Desgaste, fatiga, corrosión del elemento (envejecimiento). Empeora por un mal mantenimiento o falta de éste.



III. Fallos dependientes del tiempo [λ(t) creciente]:



Evolución de la curva de tasa de fallo - tiempo

Como la tasa de fallo es una función del tiempo, se puede representar por una curva, que será la superposición de las dadas por los tres tipos de fallos

A esta curva se le conoce como la “curva de la bañera”



Fallos de Rodaje Fallos AleatoriosFallos dependientes

del tiempo

Mto. Modificativo Mto. Preventivo

Sistematico Mto. Preventivo

Mto. Correctivo

Cualquier dispositivo o sistema tiene su curva de la bañera. Los fallos o averías corresponden a los tres períodos de vida y dependiendo del tipo de pieza la curva es más o menos alargada o estrecha

Trabajo en Clase


Al hacer una prueba sobre 40 bombas de agua de membrana a un régimen de seis impulsiones porsegundo, se obtuvieron los siguientes resultados:

• Tras 90 minutos de funcionamiento solamente funcionaban 27 bombas• A los 100 minutos Estaban funcionando 24 bombas

Se pide determinar la tasa de fallo de este tipo de bombas por minuto de funcionamiento y porimpulsión.

Trabajo en Clase


Se desea establecer la tasa de fallos de un nuevo componente de una máquina. Para ello, se realizanpruebas de durabilidad de una serie de 500 de estos nuevos componentes. Obteniéndose el número delos mismo que fallan cada 100 horas

Intervalo [km] Nº de fallos

0 – 100 59

100 – 200 43

200 – 300 29

300 – 400 21

400 – 500 19

500 – 600 18

600 – 700 17

700 – 800 21

800 – 900 25

900 – 1000 29 Determinar la tasa de fallopara cada intervalo

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