3_Proy_Integ_N°1_abr_2011_VI_c

TECSUP Mantenimiento de Maquinaria de Planta

PROYECTO INTEGRADOR N°1

MEJORA DE LA CONFIABILIDAD Y DISPONIBILIDAD DE LA PLANTA DE

CONFORMADO PROFUNDO EN ACERO Y ALUMINIO

DEPARTAMENTO DE MAQUINARIA DE PLANTA

RESPONSABLES DEL PROYECTO

Directos (alumnos): Alumnos de VI ciclo C3 Profesores Colaboradores: Héctor Zevallos – C3 David Maita – C3 Manuel Soto – C3

TECSUP N°1, abril de 2011


DESCRIPCIÓN La planta en estudio es una metalmecánica que fabrica lavaderos de acero así como pailas y ollas de diversos modelos y capacidades. Cuenta con tres líneas de producción:

o Línea de acero inoxidable, o Línea de acero aporcelanado y o Línea de aluminio.

Para la fabricación de lavaderos y ollas se utilizan prensas excéntricas y guillotinas hidráulicas para el corte de las planchas, el conformado profundo de las pozas de los lavaderos y las ollas se realiza en prensas hidráulicas. Normalmente la producción es por lotes sin embargo hay que cumplir con fechas de envío lo cual intensifica la labor de los mantenedores quienes tienen que asegurar la disponibilidad y confiabilidad de los equipos en las líneas de producción. Adicionalmente se debe realizar la automatización de la línea de aluminio con tecnología moderna de control y monitoreo así como un diagnostico de fallas y solución de problemas en el menor tiempo posible que aseguren un suministro continuo de ollas hacia la prensa. Se ha adquirido una prensa hidráulica de lavaderos (de segunda) cuyo sistema de enfriamiento del flujo de aceite hidráulico se ha extraviado durante su travesía en ultramar. Se desea tener operativa la prensa lo antes posible y usted es el encargado del diseño y fabricación de la misma.

Foto 1: Ollas de acero inoxidable, lavaderos aporcelanado y lavadero de acero inoxidable.

Fuente: www.picsicio.us , www.perumarketplaces.com y www.record.com


ANTECEDENTES

• La empresa lleva más de siete décadas en el mercado, por lo tanto hay una cultura organizacional ya instalada. El personal de producción y mantenimiento está muy comprometido con el desarrollo de las operaciones.

• La actividad comercial ha tenido un fuerte crecimiento en el 2009 e inicios del

2010. Los TLCs han potenciado los vínculos con distribuidores en el exterior.

• Los equipos en consideración tienen una alta utilización y desgaste están implementados con tecnología de calidad pero algo anticuada, actualmente la política de la empresa apoya el uso de tecnología de punta.

• La empresa está en búsqueda de una gestión del mantenimiento que le

permita hacer frente a los desafíos que exige el mercado externo.


INFORMACION DE LA PLANTA El siguiente es el esquema de operación de la línea de lavaderos de acero inoxidable.

Figura 1: Esquema de operación de equipos en la línea de lavaderos de acero inoxidable

1. Se requiere calcular la fiabilidad diaria, anual y la tasa de fallos de cada equipo, de

cada bloque y de toda la línea. Las tablas siguientes muestran los datos tiempo medio para reparar (MRT), tiempo medio entre fallos (MTBF) y tiempo medio hasta el fallo (MTTF) de los equipos que conforman la línea de fabricación de lavaderos de acero inoxidable así como su tipo de distribución. Tabla 1: MRT, MTBF y MTTF del bloque 1. Cizalla hidráulica Elemento

Tiempo de reparación (RT)

Tiempo entre fallos (TBF)

Tiempo hasta el fallo (TTF)

Fiabilidad (1día): Rd Fiabilidad (1 año):Ra Tasa de fallos (fallos/hora)

CI – 02

MRT = 11.6444 Weibull γ = 1/ λ = 8.4036034 α = 0.76624713

MTBF = 1752.825 Exponencial λ = 0.00057051

MTTF = 1/ λ = 1745.85 Exponencial λ = 0.00057279

Rd = Ra = hh =

Tabla 2: MRT, MTBF y MTTF del bloque 2. Prensa hidráulica Elemento





PH – 01

MRT = 3.9000 Exponencial λ = 0.25641026


MTTF = 1648.33 Normal Logaritmica θ = ln Ф = 6.81152358 φ = 1.5303441

Rd = Ra = hh =

PH - 16 Calcular con tabla 5:

MRT =

MTBF =

MTTF =

Rd = Ra = hh =

CI 02

PH 01

PH 16

PE 07

PE 08

PE 09

SP 03


Tabla 3: MRT, MTBF y MTTF del bloque 3. Prensa excéntrica Elemento





PE – 07

MRT = 9.7209 Normal Logarítmica θ = ln Ф = 1.465498 φ = 1.3675009

MTBF = 746.94 Weibull γ = 1/ λ = 723.43991 α = 1.1508265

MTTF = 743.17 Weibull γ = 1/ λ = 707.73924 α = 1.1436758

Rd = Ra = hh =

PE - 08



MTTF = 553.05 Exponencial λ = 0.00180815

Rd = Ra = hh =

PE - 09



MTTF = 562.21 = 1/λ Exponencial λ = 0.00177869

Rd = Ra = hh =

Tabla 4: MRT, MTBF y MTTF del bloque 4. Soldadora de puntos Elemento





SP – 03

MRT = 28.63 Weibull γ = 1/ λ = 8.4429345 α = 0.57859567

MTBF= 2486.31 Normal Logarítmica θ = ln Ф = 6.551369 φ = 2.0365751

MTTF = 2455.38 Normal Logarítmica θ = ln Ф = 6.492284682 φ = 2.1126234

Rd = Ra = hh =

Tabla 5: Histórico de fallas de la PH – 16. Elemento Fallo Fecha RT,

horas TTF TBF

Válvula hidráulica principal

Corregir maniobra

24 junio 2005

2,00

Bomba Hidráulica

Sobrecalentamiento

8 octubre 2005

2,00

Filtro de aspiración hidráulico

Disminución del caudal

5 febrero 2006

1,00

Bomba Hidráulica

Sobrecalentamiento

6 febrero 2006

3,00

Bomba de agua

Obstrucc circuito enfriamiento

22 abril 2006

4,00

Regulador de presión

No regula por vibración

4 agosto 2007

1,00

Botonera principal

Falso contacto

11 setiembre 2007

0.15

Motor de la bomba hidráulica

Alto amperaje

24 setiembre 2007

1.30

Cilindro hidráulico principal

Fugas a través de sellos

5 noviembre 2007

185,00

Termopar del motor

T16 marca mal

20 enero 2008

1,00

Cojin hidráulico inferior

Atascado, desplaza lento

5 mayo 2008

0,45

Nivel de aceite

Nivel bajo, rellenar

1 julio 2009

2,00

Motor de la bomba hidráulica

Desconexión eléctrica

8 setiembre 2010

1,30


La tabla 5, muestra el historial de fallos de la prensa hidráulica PH-16, inicia su registro el 24 de junio del 2005. Se sugiere tomar como punto de partida el 01 de junio del 2005 para el cálculo del correspondiente TTF. Recordar que: TBF = RT + TTF. Luego, determine que distribución (Weibull, Normal Logaritmica, etc.) se acomoda mejor a la nube de puntos de RT, TTF y TBF de manera similar a como se muestra en las tablas 1,2,3 y 4. Responda a los siguiente:

o ¿Cuál es el equipo con menos confiable? o ¿Qué recomienda hacer para mejorar la confiabilidad?

2. Se requiere un plan y un programa de mantenimiento basado en el RCM para el

equipo que presente la menor confiabilidad. Considere los siguientes sistemas en el análisis:

1. Sistema hidráulico, bomba y accesorios. 2. Motor eléctrico de la bomba hidráulica. 3. Sistema mecánico. 4. Sistema eléctrico.

A. Realice un FMEA mediante la Hoja de Información del RCM para establecer los modos, efectos y consecuencias de probables fallas funcionales. Utilice la Hoja de Decisión del RCM para definir Tareas Propuestas tanto de MC, MP y MPd así como su frecuencia. B. Ingrese la información anterior en el software de gestión del mantenimiento Easy Maint, emita una orden de trabajo de mantenimiento (OTM) y un Check List semanal. Si es necesario considerar algunos datos adicionales, debe explícarlos claramente. 3. Dada la antigüedad de la prensa hidráulica PH-01 se ha mejorado la confiabilidad

de la línea con la adquisión de la prensa PH-16 una versión mas moderna. Este equipo ha perdido parte de su sistema de enfriamiento por ello se le encarga el diseño de un sistema intercambiador de calor por agua sin contacto entre fluidos, donde se desea mantener el aceite hidráulico ISO VG22 a temperatura de trabajo mínima de 55°C a máxima de 70°C en esta prensa de 1 200 toneladas adquirida recientemente.


Foto 2: Prensa hidráulica de 1200 ton Datos: Presión máxima: 2700 psi. Sección del cilindro principal: 1089 pulg2 Carrera del cilindro principal: 92 pulg Velocidad de avance rápido: 900 pulg/ min, a lo largo de 40 pulg. Velocidad durante el conformado: 44 pulg/ min, a lo largo de 8 pulg. Velocidad de retroceso rápido: 640 pulg/ min. Velocidad de retroceso lento:14 pulg/ min, a lo largo de 2 pulg.

a. Determine al menos tres alternativas y seleccione la mas apropiada según su estudio (matriz multicriterio).

b. Efectúe el analisis de termofluídico correspondiente.


c. Realice el diagrama PERT de actividades involucradas en el diseño y la fabricación, estime uso adecuado de recursos.

d. Evalúe los costos asociados en la ejecución de este proyecto de fabricación.

e. Presente planos de diseño, estime número de pasos, sentido del flujo, diámetro de tuberías, características de la bomba de agua, etc.

4. Con el propósito de incrementar la producción se requiere disenar un sistema

alimentador de lavaderos mediante una faja transportadora y un brazo articulado para la prensa hidráulica PH-01, en donde se realiza un segundo conformado para cierto modelo de lavaderos.


• Este sistema debe expulsar los lavaderos que no se encuentren en las tolerancias de altura, largo y ancho (8”x 40”x 20”).

• Debe permitir el control y ajuste de la velocidad de la faja de tal forma que los lavaderos no choquen entre sí ante un atascamiento.

• Debe estar parado si no hay lavaderos que alimentar. • Debe alimentar lavaderos a la prensa cuando el anterior ya ha sido conformado

y ha salido del molde. Realice el esquema del accionamiento neumático en el brazo articulado, asociado a los sensores y dispositivos de control necesarios. Haga referencia al control del movimiento de las fajas transportadoras.

Foto 3: Prensa de Wayne Trail Technologies, Inc. Fort Loramie, OH


Figura 2: Esquema de la faja transportadora, el brazo articulado de colocación y extracción del lavadero en el molde y leva articulada expulsora de productos fuera de

tolerancia.

Prensa de lavaderos PH -01

Brazo articulado

Salida

Lavaderos

de calidad

Salida de lavaderos fuera de tolerancias

Leva expulsora articulada


5. Rol de entregables al Coordinador en el Pabellón 10:

• Primer avance, el jueves de la semana 08. • Segundo avance, el jueves de la semana 12. • Tercer avance, el jueves de la semana 15. • Sustentación ante un jurado en la semana 16.

Coordinador del P.I.: Profesor Alejandro Rodriguez. Cosultorìa a cargo de: Profesor D. Maita: Parte 1 y 2. Profesor H. Zevallos: Parte 3. Profesor M. Soto: Parte 4. A continuación la estructura del informe:

NOTA IMPORTANTE: Este trabajo es considerado como nota de práctica c alificada no eliminable con peso 3 en los cursos Refrigeració n y Aire Acondicionado y Gestión Estratégica del Mantenimien to. Se presenta un trabajo por grupo. Grupos de trabajo: mínimo 02 personas, máximo 03 pe rsonas.


Nombre de la carrera

CX-6-X

Proyecto Integrador Capstone Project

TÍTULO DEL PROYECTO

Autores:

Alumno 1:

Alumno 2:

Alumno 3:

Lima – Perú

2011


Tabla de contenido

I. Antecedentes y Planteamiento del problema ......................................... 14 II. Objetivos ............................................................................................. 14 III. Alcance ............................................................................................... 14 IV. Marco teórico ...................................................................................... 14 V. Desarrollo de la solución ..................................................................... 14 a. Presentar los procedimientos de una evaluación económica:................ 14 b. Presentar los procedimientos de la evaluación técnica: (simulación, detalle de cálculos, programación, recursos necesarios, costos, etc.). ........ 15 VI. Cronograma de actividades ................................................................ 15 VII. Conclusiones y recomendaciones....................................................... 15 VIII. Bibliografía ....................................................................................... 15


ESTRUCTURA DEL PROYECTO

Resumen

Responder a las preguntas ¿en qué se centra el proyecto?, ¿qué alternativa ha sido elegida como la más adecuada?, ¿qué procedimientos se han utilizado?, ¿a qué resultados se ha llegado?. Explicar el impacto (beneficios) del proyecto. Debe tener una extensión máxima de una página. Se recomienda elaborar el resumen al finalizar el proyecto. Nombre del proyecto

(Sustantivo, no verbo). I. Antecedentes y Planteamiento del problema

Explicar la situación actual, ¿Qué origina el desarrollo del proyecto? ¿Qué es lo que se quiere resolver?

Señalar el ¿para qué? y/o ¿por qué? del proyecto. Responder ¿qué justifica la realización del proyecto?

II. Objetivos Indican las metas más importantes que se va a lograr al culminar el

proyecto. Deben ser claros, alcanzables y medibles. Deben tenerse en cuenta durante todo su desarrollo y son las guías del proyecto. Utilizar verbos en infinitivo.

III. Alcance Delimitar el proyecto (áreas, sistema, extensión, aplicabilidad etc.).

IV. Marco teórico Sustentar teóricamente, con otros documentos, artículos, textos que

describen la situación pasada y actual del conocimiento sobre el problema de estudio, luego de haber planteado el problema, objetivos, evaluado relevancia y factibilidad. (máximo 2 páginas).

V. Desarrollo de la solución

Evaluar, utilizando criterios técnicos y económicos, las diferentes

propuestas y elegir la más adecuada.

a. Presentar los procedimientos de una evaluación e conómica: Identificar, cuantificar y valorizar costos y beneficios Utilizar criterios económicos: VAN o TIR. Flujo de caja (soles)


Año 0 1 2 3 4 5

Inversión inicial -100,000

Costo incremental -15,000 -20,000 -22,000 -20,000 -20,000

Beneficio incremental 60,000 70,000 70,000 70,000 70,000

Flujo neto económico -100,000 45,000 50,000 48,000 50,000 50,000

Tasa de descuento 14%

VAN 65,918

TIR 38.5%

b. Presentar los procedimientos de la evaluación té cnica:

(simulación, detalle de cálculos, programación, rec ursos necesarios, costos, etc.).

VI. Cronograma de actividades

Presentar diagramas de tiempo de desarrollo de la solución propuesta.

VII. Conclusiones y recomendaciones Las conclusiones deberán responder a los objetivos propuestos. Las

recomendaciones deben estar dirigidas a los ejecutores del proyecto.

VIII. Bibliografía Contiene todas las referencias de los documentos utilizados para realizar la investigación. La redacción de las referencias bibliográficas se realizará de acuerdo al estilo de las normas APA (American Psychological Association). Considerar la versión elaborada por Tecsup que se encuentra en el Campus Virtual. • Si la fuente no tuviera autor, se ordenará alfabéticamente por el título del documento. • Los autores o títulos (en los casos en que no haya autor) se registrarán en negritas, en orden alfabético y cronológico descendente cuando se trate del mismo autor. • Los títulos de los documentos van destacados en cursivas, mas no el de artículos de revistas o ensayos incluidos en libros que irán en letra normal y sólo sus fuentes principales se registrarán en cursiva (ver normas APA). En Word 2007 puede usar el menú Referencias >> Citas y Bibliografía. La herramienta Insertar Cita se utiliza dentro del texto que se está escribiendo, y la herramienta Bibliografía para insertarla en la sección Bibliografía del documento que se está editando. Fieldbus Foundation. (s.f.). Overview: Foundation HSE. Recuperado el 02 de mayo de 2010, de Fielbus Foundation: http://www.fieldbus.org/index.php?option=com_content&task=view&id=138&Itemid=314 Goettsche, L. D. (2005). Maintenance of Instruments & Systems (2.a ed.). NC, EE.UU.: International Society of Automation (ISA). Medrano, R., & Godínez, E. (2009). Control Difuso de una Planta de Nivel. Investigación aplicada e innovación , 3 (2), 76-83.


Whitt, M. D. (2003). Successful Instrumentation and Control System Design. USA: International Society of Automation (ISA). Anexos (Planos, modelos, lista de materiales, cotizaciones, etc.)


Rúbrica de Evaluación del Proyecto Integrador

CRITERIO DE EVALUACION/ PUNTAJE PARCIAL 4 3 2 1

Desarrollo del proyecto, partes del mismo

Cumplimiento del trabajo en su totalidad Redacción y gramática, presentación Conclusiones y recomendaciones

Calidad de la exposición

Conocimiento de las Tecnologías empleadas Sustentación tecnológica (respaldo tecnológico a sus formulaciones)

Utilización de software

Medida en la que basa sus sustentación en las ciencias (matemática, física, etc).

Nivel de innovación de la solución planteada

Creatividad aplicada, originalidad Profundidad de la investigación

Factibilidad del proyecto

Factibilidad técnica y económica

Puntajes parciales:

NOTA FINAL = Sumar los puntajes parciales y dividir entre 2

NOTA FINAL:

Calificación Puntaje Descripción Excelente

4

Completo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo todos los requerimientos.

Bueno

3

Entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo la mayoría de requerimientos.

Requiere Mejora

2

Bajo entendimiento del problema, realiza la actividad cumpliendo pocos de los requerimientos.

No - Aceptable

1

No demuestra entendimiento del problema o la actividad.

…..


Rúbrica de Evaluación del Proyecto Integrador

CRITERIOS DE EVALUACIÓN – Mantenim y Gest Mantenim 4 3 2 1

Desarrollo de esta parte:

Estimación de la confiabilidad diaria y anual Elaboración de plan y programa de mantenimiento en base a RCM:

Bomba hidráulica y accesorios. Motor de la bomba hidráulica Cilindro principal para el conformado en frio. Sistema de refrigeración por agua..

Sistema eléctrico Uso del software de Gest de Mant

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