facultad de ingenierÍa · 2019. 10. 23. · facultad de ingenierÍa carrera de ingeniería...

FACULTAD DE INGENIERÍA

Carrera de Ingeniería Industrial

“USO DE LA TECNICA DE ANALISIS DE ACEITE APLICANDO

EL ISO 4406 PARA MEJORAR LA VIDA ÚTIL DE LOS

COMPONENTES DEL SISTEMA DE FRENOS DE LAS

MOTONIVELADORAS CATERPILLAR SERIE M DE USO EN LA

INDUSTRIA MINERA”

Tesis para optar el título profesional de:

Ingeniero Industrial

Autor:

Fredy Manrique Asto

Tony Ventura Vizcardo

Asesor: Mg. Ing. Mario Antonio Anaya Raymundo

Lima - Perú

2018

“USO DE LA TÉCNICA DE ANÁLISIS DE ACEITE APLICANDO EL ISO 4406

PARA MEJORAR LA VIDA ÚTIL DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE

FRENOS DE LAS MOTONIVELADORAS CATERPILLAR SERIE M DE USO EN

LA INDUSTRIA MINERA”

Manrique Asto Fredy; ventura Vizcardo Tony Pág. 2

DEDICATORIA

A nuestras familias, por ser el impulso y motor en este proceso de nuestra vida, a los profesores quienes nos guiaron a mejorar cada día, a nuestras amistades que nos motivan a seguir con nuestro crecimiento y obtener nuestros logros.






AGRADECIMIENTO

A los compañeros de trabajo y jefes, gracias a sus aportes, ideas y empeño nos ayudaron en creer que se podía lograr y hacer realidad nuestros objetivos y metas.






ÍNDICE DE CONTENIDOS DEDICATORIA 2

AGRADECIMIENTO 3

ÍNDICE DE TABLAS 6

RESUMEN 12

ABSTRACTS 13

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 14

Realidad Problemática 14

Formulación del problema 15 1.2.1. Problema general 15 1.2.2. Problemas específicos 15

Objetivos 15 1.3.1. Objetivo general 15 1.3.2. Objetivo específicos 15

Marco Teórico 16 1.4.1. Antecedentes 16

Bases Teóricas 18 1.5.1. Mantenimiento 18

Mantenimiento correctivo 19

Mantenimiento preventivo 19

Mantenimiento predictivo 20 1.5.2. Gráfica P-F 22 1.5.3. Motoniveladora Caterpillar serie M 23 1.5.4. Método de muestreo programado del de aceite (scheduled oil sample) SOS 27 1.5.5. Viscosidad y tipos de lubricantes en motoniveladoras Caterpillar 29 1.5.6. Control de contaminación 30 1.5.7. Limpieza del aceite (ISO4406) 31

Hipótesis 33 1.6.1. Hipótesis general 33 1.6.2. Hipótesis específica 33 1.6.3. Operacionalización de variables 34

CAPÍTULO II: METODOLOGÍA 35

Tipo de investigación 35






Población y muestra 35

Técnicas e instrumentos de recolección y análisis de datos 37 Diagrama de Ishikawa o causa efecto 37 Los cinco por qué (five whys) 37

Procedimientos 38 2.4.1. Reporte Preliminar 38 2.4.2. Pruebas en taller 39 2.4.3. Verificar horas de componente y verificar PCR (Programa de reparación de componentes) 39 2.4.4. Cambio de Frenos 39 2.4.5. Análisis de Falla 39 2.4.6. Análisis de disponibilidad de la motoniveladora 39

CAPÍTULO III: RESULTADOS 40

Diagnóstico 40 3.1.1. Mantenimiento programado 40 3.1.2. Antecedentes 42 3.1.3. Reporte de taller 44

Componente y despiece del sistema de frenos 49

Problemas o Fallas 51 3.3.1. Reporte de análisis de muestra de aceite enviada al laboratorio 51 3.3.2. Análisis de operación de maquina 53 3.3.3. Análisis del desarmado del freno 55 3.3.4. Análisis de fallas y frecuencia 56

Identificación de causas 57 3.4.1. Técnica a utilizar 57 3.4.2. Análisis de los 5 por que 61

Propuesta 63 3.5.1. Reducción de toma de muestra de aceite de 500 a 250 horas. 63 3.5.2. Incremento de nivel de aceite de tándem 63 3.5.3. Incremento de vida útil del aceite 64

Evaluación 66 3.6.1. Implementación de verificación de presiones en el sistema de frenos 76

CAPÍTULO IV: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES 77

Discusión 77

Conclusiones 78






RECOMENDACIONES 79

REFERENCIAS 80

ANEXOS 82

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Descripción curva P-F. 23

Tabla 2 Especificación de Motor 24

Tabla 3 Especificaciones de Transmisión 25

Tabla 4 Identificación de Componentes y Flujo de Transmisión de Potencia 26

Tabla 5 Intervalos de Toma de Muestra de Aceite. 27

Tabla 6 Método de Obtención de Muestra de Aceite 28

Tabla 7 Viscosidades de lubricantes para motoniveladoras a temperaturas ambiente 29

Tabla 8 Objetivo de Limpieza de Fluido Maquinaria Caterpillar 31

Tabla 9 Rango de Partículas Permisibles en los Fluidos 32

Tabla 10 Cantidad de partículas en 1 mililitro de fluido 33

Tabla 11 Operacionalización de Variables 34

Tabla 12 Descripción de la Muestra de Motoniveladora de la serie M 36

Tabla 13 Programa de intervalos de mantenimiento 40

Tabla 14 PM y Su Duración 41

Tabla 15 Inspección De Equipo Antes De Su Uso 42

Tabla 16 Capacidades De Llenado De Los Compartimientos Hidráulicos En La Maquina 43






Tabla 17 Especificación De Presiones De Frenos 45

Tabla 18 Personal Que Interviene En La Tarea Y El Tiempo 45


Tabla 20 estándar de trabajo para cambio de Freno 47

Tabla 21 Vida Útil De Componentes Mayores 47

Tabla 22 Horas de componentes que han salido fuera de servicio por falla 48

Tabla 23 Hora de Falla en Componentes 49

Tabla24 Despiece del freno de servicio 50

Tabla 25 Límites de partículas de solidos por mililitro de aceite 52

Tabla 26 Elementos de desgaste en el tándem 53

Tabla 27 Eventos registrados en la maquina 54

Tabla 28 Matriz de cambio 54

Tabla 29 Disponibilidad 2016 56

Tabla 30 Disponibilidad anual 2016 57

Tabla 31 Horas en reparaciones y PM 57

Tabla 32 Muestra de Aceite Partículas Solidas 60

Tabla 33 Intervalos de toma de muestra de aceite. 62

Tabla 34 Tareas de PM 2000 Horas de Servicio o 2 Años 62

Tabla 35, Reducción de horas de toma de muestra al tándem 63

Tabla 36 Especificación de bomba de dializado 65

Tabla 37 Costo Hora Hombre 66

Tabla 38, Costo por Galón de aceite 67

Tabla 39 Frecuencia de PMs 67

Tabla 40 Cambio de aceite tándem 500 horas 68

Tabla 41 Grafica de cambio de aceite 500 horas 68






Tabla 42 Mano de Obra por Cambio de Aceite 500 horas 69

Tabla 43 Resultados de Partículas en Aceite 70


Tabla 45, Grafica de cambio de aceite 2000 horas 71


Tabla 47 Diferencia Costos Aceite 72

Tabla 48, Diferencia en Mano de obra 72

Tabla 49 Costo recurso humano por dializado de aceite cada 250 horas 72

Tabla 50 Costo de kit de filtros 73

Tabla 51 Costo Anual Filtros 73

Tabla 52 Costo anual / 12 máquinas 73

Tabla 53, Diferencia de costos por implementación 74

Tabla 54 Vida útil actual de componentes 75

Tabla 55 Disponibilidad 75

ÍNDICE DE FIGURAS

Tabla 1 Descripción curva P-F. 23

Tabla 2 Especificación de Motor 24

Tabla 3 Especificaciones de Transmisión 25

Tabla 4 Identificación de Componentes y Flujo de Transmisión de Potencia 26

Tabla 5 Intervalos de Toma de Muestra de Aceite. 27

Tabla 6 Método de Obtención de Muestra de Aceite 28

Tabla 7 Viscosidades de lubricantes para motoniveladoras a temperaturas ambiente 29






Tabla 8 Objetivo de Limpieza de Fluido Maquinaria Caterpillar 31

Tabla 9 Rango de Partículas Permisibles en los Fluidos 32

Tabla 10 Cantidad de partículas en 1 mililitro de fluido 33

Tabla 11 Operacionalización de Variables 34

Tabla 12 Descripción de la Muestra de Motoniveladora de la serie M 36

Tabla 13 Programa de intervalos de mantenimiento 40

Tabla 14 PM y Su Duración 41

Tabla 15 Inspección De Equipo Antes De Su Uso 42

Tabla 16 Capacidades De Llenado De Los Compartimientos Hidráulicos En La Maquina 43

Tabla 17 Especificación De Presiones De Frenos 45



Tabla 20 estándar de trabajo para cambio de Freno 47

Tabla 21 Vida Útil De Componentes Mayores 47

Tabla 22 Horas de componentes que han salido fuera de servicio por falla 48

Tabla 23 Hora de Falla en Componentes 49

Tabla24 Despiece del freno de servicio 50

Tabla 25 Límites de partículas de solidos por mililitro de aceite 52

Tabla 26 Elementos de desgaste en el tándem 53

Tabla 27 Eventos registrados en la maquina 54

Tabla 28 Matriz de cambio 54

Tabla 29 Disponibilidad 2016 56

Tabla 30 Disponibilidad anual 2016 57

Tabla 31 Horas en reparaciones y PM 57

Tabla 32 Muestra de Aceite Partículas Solidas 60






Tabla 33 Intervalos de toma de muestra de aceite. 62

Tabla 34 Tareas de PM 2000 Horas de Servicio o 2 Años 62

Tabla 35, Reducción de horas de toma de muestra al tándem 63

Tabla 36 Especificación de bomba de dializado 65

Tabla 37 Costo Hora Hombre 66

Tabla 38, Costo por Galón de aceite 67

Tabla 39 Frecuencia de PMs 67


Tabla 41 Grafica de cambio de aceite 500 horas 68


Tabla 43 Resultados de Partículas en Aceite 70


Tabla 45, Grafica de cambio de aceite 2000 horas 71


Tabla 47 Diferencia Costos Aceite 72

Tabla 48, Diferencia en Mano de obra 72

Tabla 49 Costo recurso humano por dializado de aceite cada 250 horas 72

Tabla 50 Costo de kit de filtros 73

Tabla 51 Costo Anual Filtros 73

Tabla 52 Costo anual / 12 máquinas 73

Tabla 53, Diferencia de costos por implementación 74

Tabla 54 Vida útil actual de componentes 75

Tabla 55 Disponibilidad 75






INDICE DE ANEXOS

Anexo A, Tapones Magnéticos de recolección de partículas saturado 82

Anexo B, Marca realizada por el rozamiento de la cadena en el fondo del tándem, contribuye a la

generación de partículas en el sistema 82

Anexo C, Reporte de trabajos realizados 83

Anexo D, Plano del sistema hidráulico, nos permite distinguir y evaluar los posibles fallos en el sistema

de frenos 84

Anexo E, Presurización de frenos individuamente 85

Anexo F, Pruebas realizadas en salida de PM 2000 86

Anexo G, Reporte análisis aceite (S.O.S) componente tándem izquierdo motoniveladora 16 87

Anexo H, Matriz de consistencia 88





Manrique Asto, F.; Ventura Vizcardo, T. Pág. 12

RESUMEN

Existe la problemática de desgaste prematuro en los frenos de las motoniveladora Caterpillar de la

Serie M, por cuanto, es necesario un mantenimiento eficiente para prolongar o extender su vida útil,

en este sentido, el presente trabajo pretende evaluar la deficiencia del control del aceite mediante

la técnica de análisis del aceite ISO 4406 con la finalidad de controlar las partículas sólidas

suspendidas en el aceite del tándem en las motoniveladoras Caterpillar serie M.

En el análisis de la falla se determina que el sello de los frenos de las motoniveladora ha fallado

debido a la concentración de partículas sólidas suspendidas en el aceite del tándem, esto es

determinado con ayuda del análisis de los 5 por qué.

En el análisis de causa efecto (Ishikawa), se identifica:

El sistema del tándem no se cuenta con un sistema de filtración del aceite, Causando

acumulación de partículas sólidas.

Personal de mantenimiento desconoce que un sistema de dializado extiende la vida de uso

del aceite beneficiando al cuidado de los frenos.

Planeamiento no ha definido un programa de verificación del correcto funcionamiento del

sistema de frenos.

Al aplicar el método de contador de partículas con la finalidad de controlar las partículas

sólidas suspendidas en el aceite y con el diálisis del aceite, se obtiene buenos resultados.

Aplicando la técnica de análisis de aceite y el ISO4406, podemos afirmar que los componentes

están cumpliendo la vida útil indicada por el fabricante, superando en algunos casos las horas

recomendadas.

Aplicando un sistema de filtrado del aceite en el tándem se extiende la vida de uso del

aceite de 500 horas a 2000 horas de trabajo, el aceite trabaja lo recomendado por el

fabricante.

Se determina que la frecuencia de diálisis del aceite cada 250 horas de trabajo,

determinado por el contador de partículas, los aceite no presentan degradación solamente

partículas solidase en suspensión loque causaba daño a los componentes del freno.

Se comprueba de manera cuantitativa que el aplicar un sistema de filtración del aceite nos

reduce costos anuales, podemos afirmar que la reducción de costos anuales es de 64%.






ABSTRACTS

There is the problem of premature wear on the brakes of the Caterpillar M Series motor grader, which

is necessary for a better maintenance of the useful life, in this sense. The oil analysis technique ISO

4406 with the purpose of controlling the solid particles suspended in the engine oil in the engine of

the M series of caterpillar.

In the analysis of the failure is determined the seal of the brakes of the motor grader has failed due

to the concentration of the particles suspended in the oil of the tandem, this is found with the help of

the analysis of the 5 why.

In the analysis of cause effect (Ishikawa), it is identified:

The system of accumulation of solid particles.

Unknown maintenance personnel that a dialysate system extends the service life of the oil

benefiting brake care.

Planning has not defined a program to verify the proper functioning of the brake system.

Apply the particle counter method in order to control solid particles.

Applying the technique of oil analysis and ISO4406, we can affirm that the components are complying

with the useful life indicated by the manufacturer, exceeding in some cases the recommended hours.

Applying a tandem oil filtering system extends the useful life of oil use from 500 hours to

2000 working hours, the oil is currently recommended by the manufacturer.

The dialysis frequency of the oil is determined every 250 working hours, the particle counter,

the oil does not show only solids particles in suspension which caused damage to the brake

components.

The quantitative way of applying the system of eliminating oil to reduce annual costs is

verified, we can affirm that the annual cost reduction is 64%.

NOTA DE ACCESO

No se puede acceder al texto completo pues contiene datos confidenciales.






REFERENCIAS

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