M. VII ENCARGADO DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecnico

Presentacin

La Gerencia de Perforacin Divisin Sur, como parte correspondiente a la formacin de carrera acadmica de nuestro personal operativo y considerando el acuerdo de participar en los diferentes temas con las Divisiones Norte y Marina, y de acuerdo a los lineamientos establecidos por la Unidad de Perforacin y Mantenimiento de Pozos a travs de la Gerencia de Ingeniera, fueron desarrollados nueve manuales de Mantenimiento a Equipos, para la formacin de carrera de personal de las especialidades de Soldadura, Electricidad y Mecnica.

Estos manuales fueron elaborados a solicitud de Subgerencia de Ingeniera y desarrollados por el Instituto Mexicano del Petrleo con la supervisin tcnica del especialista de cada rea de la Subgerencia de Servicios a Pozos, considerndolos el principio del plan de carrera para cada una de las reas de mantenimiento a equipos y sern la base de los cursos de capacitacin para los mismos.

Agradezco la participacin de todo el personal que estuvo involucrado directa e indirectamente en la realizacin de los mismos, ya que es un logro para la capacitacin operativa de nuestro personal.

Atte:

Joaqun G. Obregn de la Cruz Gerente

I


Mejor que las piedras preciosas y el oro acuado es el conocimiento Proverbio Bblico.

II


NDICE MANUAL VII NIVEL II.- ENCARGADO DE MANTENIMIENTO MECNICO PG. INTRODUCCION OBJETIVO 1. DINMICA E HIDRULICA BSICA 1.1.- Dinmica: Torsin, Velocidad, Trabajo y Potencia 1.2.- Definicin y Clasificacin de Hidrulica 1.3.- Formulario de Hidrulica 1.4.- Simbologa Hidrulica 1.5.- Diagrama Hidrulico 1.6.- Bombas de desplazamiento positivo 1.7.- Bombas de desplazamiento no-positivo 1.8.- Partes principales de un circuito Hidrulico 1.9.- Sistema abierto y cerrado 1.10.- Tipos de bombas y su aplicacin 1.11.- Tipos de vlvulas y su aplicacin 1.12.- Tipos de actuadores 1.13.- Accesorios Hidrulicos 1.14.- Elaboracin de diagramas hidrulicos 1.15.- Interpretacin de diagramas hidrulicos 1.16.- Tablas de fallas ms comunes y su correccin 1.17.- Bitcora de mantenimiento XI XIII 1 1 4 6 9 11 11 12 12 13 14 19 21 22 23 23 24 27

2. NEUMTICA BSICA 2.1.- Definiciones y caractersticas 2.2.- Simbologa Neumtica 2.3.- Circuitos neumticos bsicos 2.4.- Elaboracin de circuitos neumticos 2.5.- Interpretacin de circuitos neumticosIII

28 28 30 33 34 36


2.6.- Tipos de compresores de aire 2.7.- Tipos de vlvulas 2.8.- Tipos de actuadores 2.9.- Accesorios Neumticos 2.10.- Tablas de fallas ms comunes y su correccin 3. MANTENIMIENTO III 3.1.- Llenado de formatos de mantenimiento mecnico 3.2.- Orden de trabajo de mantenimiento 3.3.- Aplicacin de una orden de trabajo de mantenimiento 4. METROLOGIA DIMENSIONAL 4.1.- Breve historia de la metrologa 4.2.- Equivalencias en el sistema ingls 4.3.- Equivalencia en el sistema Internacional (SIU) 4.4.- Conversin entre los sistemas de medicin 4.5.- Principios bsicos del calor 4.6.- Escalas de temperaturas y conversiones 4.7.- Errores de Medicin, Origen y Correccin 4.8.- Uso del Plastigage 4.9.- Manejo del calibrador de hojas 4.10.- Uso del flexmetro 4.11.- Calibracin, uso y lectura del micrmetro de exteriores 4.12.- Calibracin, uso y lectura del micrmetro de interiores 4.13.- Calibracin, uso y lectura de micrmetro de profundidades 4.14.- Calibracin, uso y lectura del indicador de cartula 4.15.- Calibracin, uso y lectura del deflexometro 4.16.- Calibracin, uso y lectura del tacmetro manual 4.17.- Manejo del nivel de gota y manguera para nivelar equipos 4.18.- Calibracin y manejo del torqumetro de cartula y de golpe 4.19.- Manejo de Indicadores telescpicos 4.20.- Calibracin, uso y lectura del vernier en sus diferentes tiposIV

38 45 48 49 50 53 53 54 57 58 58 59 63 72 76 78 79 86 86 87 88 89 90 90 91 91 92 94 94 96


5. MOTORES DETROIT-DIESEL MTU 5.1.- Principales caractersticas 5.2.- Enumeracin de cilindros 5.3.- Ordenes de encendido 5.4.- Sistemas de operacin del motor 5.5.- Verificacin de tiempo del motor 5.6.- Procedimiento de afinacin menor y mayor 5.7.- Calibracin de vlvulas 5.8.- Ajuste de inyectores 5.9.- Calibracin de cremalleras 5.10.- Ajuste del gobernador 5.11.- Dispositivos de paro por emergencia 5.12.- Sistema de inyeccin electrnica 5.13.- Uso del escner y mtodo practico 5.14.- Carta de mantenimiento 5.15.- Fallas ms comunes y su correccin

98 98 104 105 105 109 110 111 111 112 112 112 113 113 114 118

6. MOTORES CATERPILLAR 6.1.- Principales caractersticas y origen de los modelos 6.2.- Enumeracin de cilindros 6.3.- Orden de encendido 6.4.- Sistemas de operacin del motor 6.5.- Dispositivos de paro 6.6.- Procedimiento de una afinacin menor y mayor 6.7.- Conversin de un turbo izquierdo a derecho y viceversa 6.8.- Instalacin de la base del gobernador 6.9.- Comprobacin de operacin del gobernador 6.10.- Colocacin del brazo del gobernador con bomba 6.11.- Ajuste de las perillas del gobernador UG-8 tipo cuadrante antes y despus del arranque del motor.V

121 121 123 123 124 132 136 139 139 140 141

142


6.12.- Ajuste de compensacin gobernador hidrulico 6.13.- Ajuste del actuador EG-3P 6.14.- Ajuste del gobernador mecnico 6.15.- Cambio de un conjunto de potencia 6.16.- Secuencia de torque T.G.A. (torque-giro-apriete) 6.17.- Carta de mantenimiento 6.18.- Fallas ms comunes y su correccin

142 144 146 148 153 153 176

7. MOTORES EMD-645-E1 7.1.- Principales caractersticas 7.2.- Enumeracin de cilindros y bancadas 7.3.- Orden de encendido 7.4.- Sistemas de operacin del motor 7.5.- Dispositivos de paro por emergencia 7.6.- Procedimiento de afinacin de motor diesel 7.7.- Aplicacin de la tabla de inspeccin en una vuelta 7.8.- Cambio de rotacin de un soplador roots 7.9.- Calibracin de las vlvulas de escape 7.10.- Ajuste de inyectores 7.11.- Calibracin de cremalleras 7.12.- Ajuste del gobernador PGR y EGB 7.13.- Verificacin de los tubos P 7.14.- inspeccin de pistones y anillos 7.15.- inspeccin de camisas de cilindros 7.16.- inspeccin de puentes hidrulicos 7.17.- inspeccin de metales de bancada y biela 7.18.- Cambio de un conjunto de potencia 7.19.- Prueba de acolchonamiento 7.20.- Carta de mantenimiento 7.21.- Colocacin analtica y emprica del puntero del volante

186 186 192 195 195 203 205 206 207 208 208 209 211 217 218 219 219 223 225 235 237 239

VI


8. BOMBAS CENTRFUGAS 8.1.- Tipos de bombas y su aplicacin 8.2.- Clasificacin de bombas 8.3.- Caractersticas y partes principales 8.4.- Fallas ms comunes y su correccin

242 242 244 245 249

9. COMPRESORES DE AIRE 9.1.- Principales caractersticas 9.2.- Principios de operacin 9.3.- Sistemas de operacin 9.4.- Pruebas y arranque 9.5.- Tablas de mantenimiento 9.6.- Fallas ms comunes y su correccin

251 251 252 253 255 256 259

10. CENTRIFUGADORAS 10.1.- Principio de operacin del la centrifugadora 10.2.- Partes principales 10.3.- Mantenimiento preventivo 10.4.- Fallas ms comunes y su correccin

262 262 262 262 264

11. BOMBAS PARA LODO 11.1.- Principales caractersticas 11.2.- Principios de operacin 11.3.- Sistemas de operacin 11.4.- Proceso de alineacin parte mecnica 11.5.- Reparacin de la parte hidrulica 11.6.- Ajustes ms comunes 11.7.- Fallas ms comunes y su correccin 11.8.- Manejo del manual de partes 11.9.- Calculo de gasto de la bombaVII

265 265 266 270 272 273 279 282 284 284


11.10.- Aplicacin de la carta de mantenimiento

285

12. MESA ROTARIA 12.1.- Principales caractersticas 12.2.- Diferencias entre las diversas rotarias 12.3.- Reparacin y mantenimiento de barra cardan 12.4.- Fallas ms comunes y su correccin 12.5.- Aplicacin de la carta de mantenimiento 12.6.- Carta de mantenimiento a caja de transmisin

289 289 290 290 291 299 301

13. MALACATE PRINCIPAL 13.1.- Principales caractersticas y principios de operacin 13.2.- Tipos de malacate (frenos de disco y de banda) 13.3.- Sistemas de operacin 13.4.- Cambio de balatas de freno principal y embragues 13.5.- Ajuste del freno de la corona 13.6.- Verificacin y ajuste del sistema de frenos de disco 13.7.- Verificacin del desgaste de tambores 13.8.- Sistema de transmisin 13.9.- Tipos de vlvulas 13.10.- Sistema neumtico 13.11.- Fallas ms comunes y su correccin 13.12.- Manejo del manual de partes 13.13.- Aplicacin de la carta de mantenimiento 302 302 304 308 314 315 322 324 324 326 327 328 329

14. FRENO AUXILIAR 14.1.- Principales caractersticas 14.2.- Tipos de freno auxiliar 14.3.- Principios de operacin del freno electromagntico 14.4.- Especificaciones del Freno Electromagntico 14.5.- Recomendaciones de MantenimientoVIII

339 339 340 341 343 345


15. SISTEMA DE IZAJE 15.1.- caractersticas de los equipos de izaje 15.2.- Cartas de mantenimiento 15.3.- Ajustes ms comunes 15.4.- Fallas ms comunes 15.5.- Unin giratoria, reemplazo y calibracin del tubo lavador, sistema de empaque a uniflex 15.6.- inspeccin de la corona 15.7.- Verificacin de las poleas de la corona 15.8.- Dispositivo protector de corona (Crown-o-matic) 15.9.- Lubricacin de la polea viajera 15.10.- Operacin y ajustes del gancho 15.11.- Manejo del manual de partes

349 349 352 352 353

353 380 381 381 382 382 384

16. BOMBA KOOMEY 16.1.- Principales caractersticas 16.2.- Sistemas de operacin 16.3.- Precarga de acumuladores 16.4.- Manejo de las vlvulas de control de cuatro vas (Ramlock) 16.5.- El llenado del depsito de aceite 16.6.- Interpretacin del diagrama hidrulico 16.7.- Interpretacin del diagrama neumtico 16.8.- Fallas ms comunes y su correccin 16.9.- Manejo del manual de partes 16.10.- Respaldo de Nitrgeno 16.11.- Aplicacin de criterios para el clculo de volumen requerido para operar preventores

385 385 392 395 396 397 397 397 398 400 400

401

17. PREVENTORES 17.1.- Principales arreglosIX

403 403


17.2.- Tipos de preventores 17.3.- Operacin de preventores 17.4.- Ajustes ms comunes 17.5.- Pruebas de campo

407 412 415 415

18. AGITADORES 18.1.- Principio de operacin 18.2.- Tipos de agitadores ms comunes 18.3.- Mantenimiento preventivo menor 18.4.- Mantenimiento preventivo mayor 18.5.- Los candeleros y las aspas 18.6.- Fallas ms comunes y su correccin

419 419 421 422 422 423 424

19. MALACATES AUXILIARES 19.1.- Principio de operacin 19.2.- Medidas de seguridad en su manejo 19.3.- Mantenimiento preventivo menor 19.4.- Mantenimiento preventivo mayor 19.5.- La vlvula de control del malacate y su ajuste 19.6.- El manejo del cable de izaje del malacate 19.7.- Fallas ms comunes y su correccin

425 425 430 433 437 441 442 446

APNDICE A NDICE DE FIGURAS Y TABLAS 449

BIBLIOGRAFIA

457

X


INTRODUCCION

La Unidad de Perforacin y Mantenimiento de Pozos dentro del Sistema de Desarrollo Profesional, est implantando procesos sistemticos dinmicos y permanentes, para lograr el desarrollo integral del Factor Humano; esto implica la optimizacin, seleccin, preparacin y edicin del material didctico para apoyar los programas de cursos que emanen del sistema citado.

El manual para Encargado de Mantenimiento Mecnico esta dirigido al personal que labora en el rea de mantenimiento de los equipos de Perforacin y Mantenimiento de Pozos en la rama mecnica.

Su funcin fundamental es de gran importancia, ya que de su aplicacin eficiente depende la operacin segura y oportuna de las unidades componentes de los Equipos.

Como parte integral de los servicios de mantenimiento se cuenta con talleres de Instrumentos, Vlvulas, rboles, Herramientas Especiales, Inspeccin Tubular, Mecnico, Elctrico y Laboratorio de Electrnica para desarrollar y complementar las actividades de mantenimiento a las unidades componentes de los equipos de perforacin y mantenimiento de pozos.

XI


Los Manuales de Mantenimiento elaborados en esta Edicin, se encuentran estructurados didcticamente de tal manera que se encuentran en ellos los conocimientos bsicos de mantenimiento: Estructural, Elctrico y Mecnico, que deben tener los ayudantes de Operario especialista: Soldador, Electricista, Mecnico y Operario de Segunda de Mantenimiento Mecnico, Encargados Soldador, Elctrico y Mecnico, los Supervisores Elctrico y Mecnico para desempear con xito la categora que ostentan.

Se incluyen tambin los conocimientos bsicos de Temas Conductuales, Control de Brotes, Salud Ocupacional, Computacin, Aritmtica, Ortografa y Redaccin que son de inters general para todo el personal que labora en Mantenimiento, y que de aprovecharlos, les ayudaran a tener los conocimientos necesarios para una mejor nivel de vida, para ellos y sus familias que es una de las razones primordiales de las Polticas de nuestras Autoridades de la Pozos. Unidad de Perforacin y Mantenimiento de

XII


OBJETIVO

Actualizar, nivelar y ampliar de manera terica y prctica los conocimientos tcnicos y humanos del personal que labora en las categoras de ayudantes de Operario especialista: Soldador, Electricista, Mecnico y Operario de Segunda de Mantenimiento Mecnico, Encargados Soldador, Elctrico y Mecnico, los Supervisores Elctrico y Mecnico.

Quienes podrn de inmediato, o a corto plazo aplicar los conocimientos adquiridos con la finalidad de optimizar tiempos, minimizar los riesgos de trabajo en las operaciones de perforacin y mantenimiento a pozos terrestres, lacustres y marinos. Enfrentando con xito los retos que ofrece la perforacin en el siglo XXI.

XIII


1.- DINMICA E HIDRULICA BSICA

1.1.- Dinmica: Torsin, Velocidad, Trabajo y Potencia

Dinmica.

La dinmica es la parte de la Fsica que estudia movimiento de los cuerpos por efecto de las fuerzas ejercidas sobre ellos y las Leyes que rigen estos movimientos. Algunos conceptos bsicos de la Dinmica son los siguientes.

Torsin.

Definicin de Torsin: La deformacin de un cuerpo sometido a dos pares de fuerza que actan en direcciones opuestas, de modo que cada seccin del mismo sufre una rotacin respecto a otra seccin prxima. Las unidades de torsin que se manejan son: SISTEMA METRICO DECIMAL Kilogramo-metro (kg-m). SISTEMA INGLES Libras-pi (lb-pi). Los factores de conversin que deben usar en este caso son los siguientes: Para convertir de kg-m a Ib-pi: Multiplique los kg-m por 7.22 Para convertir de Ib-pie a kg-m: Multiplique las lb-pie por 0.1384

Velocidad. Todos los cuerpos se mueven; an los que parecen quietos tienen movimiento, para conocer la rapidez con que se desplazan, es necesario utilizar el concepto de velocidad.1


Definicin de Velocidad (V): La rapidez con que un cuerpo se mueve de un punto a otro en determinado tiempo. La frmula para obtenerla es: d V = ------t donde: V = Velocidad del mvil. d = Distancia recorrida. t = Tiempo empleado . Para calcular la distancia que el mvil recorrer en determinado tiempo, se multiplica la velocidad por el tiempo. d = Vt donde: d = Distancia recorrida. V = Velocidad del mvil. t = Tiempo empleado. El tiempo se calcula conociendo la distancia que se ha de recorrer y la velocidad:

donde: t = Tiempo empleado. d = Distancia recorrida. v = Velocidad del mvil.

d t = --------V

Las unidades en las que se expresa la velocidad son: SISTEMA METRICO DECIMAL Kilmetro/hora (km/h) SISTEMA INGLES2

metro/segundo

(m/seg)


pie/minuto (pie/min)

pie/segundo (pie/seg)

Asimismo, los factores que se deben emplear para transformar de manera homognea las unidades de velocidad y poder resolver el calculo son: Para convertir de km/h a m/seg : Multiplique los km/h por 0.28 Para convertir de m/seg a km/h : Multiplique los m/seg por 3.6

Trabajo

Definicin de trabajo: Se realiza un trabajo cuando un cuerpo es desplazado una cierta distancia por efecto de una fuerza. La siguiente formula se utiliza para determinar el trabajo.

donde: T = Trabajo en kg-m lbs-pie. F = Fuerza en kg lb. d = Distancia en m pie.

T=Fd

Normalmente el trabajo se expresa en las siguientes unidades: SISTEMA METRICO DECIMAL Kilogramo -metro ( kg -m ) SISTEMA INGLES Libras-pie ( lbs-pie ) Los factores de conversin que se usan para homogenizar las unidades de trabajo son: Para convertir kg-m a lbs-pie: Para convertir de lbs-pie a kg-m: Multiplique los kg-m por 7.233 Multiplique las lbs-pie por 0.1382

Potencia

Definicin de la potencia: La potencia es el resultado de hacer un trabajo en determinado tiempo, y su valor se obtiene con la siguiente frmula:3


T P= --t donde: P= Potencia en kg-m/seg lbs-pi/seg. T= Trabajo en Kg-m lbs-pi. t= Tiempo en seg. Las unidades en las que se expresa la potencia son: SISTEMA METRICO DECIMAL Kilogramos-metro/segundo SISTEMA INGLES Lbs-pie/segundo (lbs-pie / seg). (kg -m / seg).

Para potencias grandes se utiliza el caballo de potencia (HP). SISTEMA METRICO DECIMAL HP= 76.04 kg-m/seg SISTEMA INGLES HP= 550 lbs-pi/seg POTENCIA ELECTRICA Hp = 746 Watts

1.2.- Definicin y clasificacin de Hidrulica

Hidrulica es la ciencia de transmitir fuerza o movimiento a travs de

un

medio

liquido confinado. En un dispositivo hidrulico, la fuerza es transmitida empujando un lquido confinado. La Figura 1.2.1., muestra un dispositivo hidrulico simple. La transferencia de energa tiene lugar porque una cantidad de lquido es sujeto a presin. Para operar los sistemas lquidos impulsados, el operador debe tener un conocimiento de la naturaleza bsica de los lquidos. Est captulo cubre las propiedades de los lquidos y como deben actuar bajo diferentes condiciones.

4


La Presin es forzada contra un rea especifica (fuerza por unidad de rea), expresada en libras por pulgadas cuadradas (PSI). La presin puede causar una expansin o resistencia a compresin, de un fluido que este siendo forzado. Un fluido es cualquier lquido o gas (vapor) Fuerza es cualquier cosa que tiende a producir o modificar (empujar o jalar) un movimiento y es expresado en libras.

El rol de la presin atmosfrica en la mayora de los sistemas hidrulicos es significativo. La figura siguiente muestra la interaccin de presin hidrulica y atmosfrica bajo las tres condiciones establecidas.

5


Un sistema hidrulico contiene y confina un lquido en el cual usa las leyes que gobiernan los lquidos para transmitir energa y producir trabajo. Este captulo describe algunos problemas bsicos y componentes de un sistema hidrulico y condiciones del fluido. El depsito de aceite (bombas o tanque) usualmente sirve como un almacn y un acondicionador del fluido. Filtros, coladores y tapones magnticos de condicin de fluido para remover impurezas dainas que podran obstruir los conductos y daar las partes. A menudo se usan intercambiadores de calor para conservar la temperatura dentro de los lmites de seguridad y prevenir la degradacin del aceite. Los acumuladores, tcnicamente son fuentes de energa almacenada, es decir actan como almacenes de fluidos.

1.3.- Formulario de Hidrulica

Fuerza: la relacin de fuerza, presin y rea se expresa en la siguiente formula: F=PxA Donde F = fuerza, en libras P = presin en psi (libras por pulgada cuadrada) A = rea, en pulgadas cuadradas Use la siguiente formula para determinar la distancia:

F1 X D1 D2= ---------------F2Donde: F1= fuerza del pistn pequeo, en libras D1= distancia de movimiento del pistn pequeo, en pulgadas D2= distancia de movimientos del pistn grande, en pulgadas

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F2= fuerza del pistn grande, en libras Ejemplo: Determine D2, cuando la fuerza del pistn grande es de 500 lbs., el movimiento del pistn es de 10 pulgadas, la fuerza del pistn pequeo es de 100 libras.

F1 X D1 D2= ---------------F2

100 X 10 D2= ---------------- = 2500

Use la siguiente ecuacin para encontrar la potencia: P=fxd/t Donde p = potencia, en caballos de fuerza (HP) f = fuerza, en libras d = distancia, en pulgadas t = tiempo en segundos

Las ventajas del sistema hidrulico sobre otros mtodos de transmisin fuerza son: Diseo Simple, en la mayora de los casos, pocos componentes de diseo pueden remplazar mecanismos de conexin. Flexibilidad: Los componentes hidrulicos pueden ser localizados con facilidad. Las tuberas y mangueras en lugar de elementos mecnicos prcticamente eliminan los problemas. Suavidad: Los sistemas hidrulicos son suaves y silenciosos Control: Es relativamente fcil controlar un amplio rango de velocidad y fuerza. Costo: Alta eficiencia con mnima perdida por friccin a costo mnimo. proteccin Carga excesiva de: las vlvulas automticas protegen el sistema contra una avera por presin excesiva

7


La principal desventaja de un sistema hidrulico es mantener en condiciones las partes de precisin cuando estn expuestas a climas adversos y una atmsfera sucia. Hay que protegerlas contra el oxido, corrosin, suciedad, deterioro y otras inclemencias del medio ambiente. Definiciones Hidrulica. Desde el punto de vista de la perforacin, se define como la adecuada distribucin de la energa producida por las bombas de lodos para satisfacer los requerimientos de limpieza de fondo y transporte de recortes, y las bombas diversas que manejan lquidos en el equipo. Ventana operacional. Limites operativos de presin de bombeo y gasto de circulacin dictados por las condiciones del equipo superficial y los requerimientos mnimos necesarios para la operacin de las barrenas. Criterio de optimacin. Se refiere al modo de utilizacin de la energa producida por la bomba. Puede ser mximo caballaje hidrulico, mxima fuerza de impacto, velocidad en toberas o velocidad anular. Presin de bombeo. La suma de las cadas de presin por friccin en el sistema de circulacin. Cada de presin en el sistema (ps). Perdida de presin por friccin en el sistema de circulacin excluyendo la barrena.. Mximo caballaje hidrulico. Se refiere a gastar en la barrena el 30 % de la potencia de las bombas. Mxima fuerza de impacto. Se refiere a gastar el 50 % de la energa de la bomba en la barrena.

8


1.4.- Simbologa Hidrulica Descripcin Lnea de trabajo Smbolo Descripcin Vlvula relevo de presin Vlvula reduccin de presin Vlvula 5/3. Conector Lnea flexible Punto de conexin Lnea de cruce Vlvula 4/2. Lnea de flujo Vlvula 3/3. Tanque arriba nivel fluido Tanque abajo nivel fluido Vlvula check Bomba Bomba Restriccin de arreglo Restriccin de arreglo Variable de restriccin Motor no reversible Motor reversible bomba Motor Motor dos sentidos de giro. Doble posicin cuatro conexiones Tres posiciones cuatro conexiones Acumulador de resorte Acumulador de carga de gas Bomba cilindro Bomba Vlvula 5/2. Vlvula 4/3. Vlvula 4/3. Smbolo

Lnea piloto Lnea de desage

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Descripcin Filtro bomba Vlvula trouugh Vlvula direccional Vlvula direccional Vlvula de aguja Tapn de ventilacin

Smbolo

Descripcin Amplificador Vlvula de relevo Motor de carga bomba Vlvula de control direccional Bomba carga pesada Bomba desplazamiento variable Manmetro Vlvula de control direccional Pulsador de emergencia. Seta. Pulsador en general.

Smbolo

Manmetro Vlvula de control de presin Vlvula de control de volumen Vlvula de control

Solenoide Compresor Termmetro Manmetro Tanque Vlvula selectora.

Accionamiento por leva. Accionamiento por rodillo. Accionamiento por Motor elctrico. De simple efecto. Retorno por muelle. De doble efecto. De doble efecto con amortiguador. De doble efecto con doble vstago. Motor un solo sentido de giro.Tabla: 1.4.1 Simbologa hidrulica

Regulador de presin. Regulador de presin con escape.

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1.5.- Diagrama Hidrulico

Los diagramas de circuito hidrulico son figuras completas de un circuito hidrulico. Se incluye en el diagrama una descripcin, secuencia de operaciones, notas y lista de componentes. Los diagramas de circuitos hidrulicos pueden ser de cuatro tipos: de bloque, trazados, pictricos y grficos.

1.6.- Bombas de desplazamiento positivo

En estas bombas, un volumen determinado de lquido es entregado en cada ciclo de operacin de las bombas, la diferencia de presin es tan grande como la capacidad de la bomba sin ser excedida. Si una vlvula en la salida es completamente cerrada en la bomba se establecer una represin que pede romper la bomba. Por consiguiente una bomba de desplazamiento positivo requiere una vlvula de relevo a una presin calibrada un 5% arriba de la presin en el sistema. La Figura 1.7.1.muestra una bomba de tipo reciproco y desplazamiento positivo.

11


1.7.- Bombas de desplazamiento no-positivo

En estas bombas, el volumen de lquido entregado para cada ciclo depende en la resistencia ofrecida al flujo. Una bomba produce una fuerza en el lquido que es constante para cada velocidad particular de la bomba. Una resistencia en la lnea de descarga produce una fuerza en la direccin opuesta. Cuando estas fuerzas son iguales, el lquido est en estado de equilibrio y no fluye. Si la vlvula de salida de una bomba de desplazamiento no-positivo es completamente cerrada, la descarga de presin puede aumentar al mximo para una bomba operando a la velocidad mxima y producir calor.

1.8.- Partes principales de un circuito Hidrulico

Depsito de aceite Tubos Mangueras Conectores: fijos y rpidos Actuadores12


Vlvulas Vlvulas reguladoras Vlvulas de seguridad Vlvulas check Bombas Motores

1.9.- Sistema abierto y cerrado

Sistema de centro abierto: En este sistema, la vlvula de control debe estar abierta en el centro para permitir a la bomba que el flujo pase a travs de ella y regrese al depsito. La figura muestra este sistema en posicin neutral. Opera varias funciones simultneamente, un sistema de centro abierto debe tener sus conexiones adecuadas.

Figura.1.9.1.Sistema de centro abierto

Sistema de centro cerrado: En este sistema, la bomba puede descansar cuando el aceite no se requiere en la operacin. Esto significa que una vlvula de control esta cerrada en el centro, parando el flujo de aceite desde la bomba. La Figura 1.9.2, muestra un sistema de centro cerrado. Puede operar varias funciones

simultneamente.13


Figura.1.9.2.Sistema de centro cerrado

1.10.- Tipos de bombas y su aplicacin

Las bombas hidrulicas convierten la energa mecnica desde un motor (elctrico C.I.) en hidrulica (presin) energa. La presin es usada luego de operar un actuador. Las bombas presionan en el fluido hidrulico creando el flujo. Las bombas pueden ser clasificadas de acuerdo al diseo especfico usado para crear el flujo de lquido. La mayora de las bombas hidrulicas son centrifugas, rotatorias o reciprocantes.

a) Bomba centrifuga: Esta bomba generalmente es usada donde un gran volumen de flujo es requerido a baja presin relativamente. Estas pueden ser puestas en serie conectando la alimentacin de la descarga de una bomba en la succin de otra. Con este arreglo, las bombas pueden aumentar la presin de bombeo. Una bomba centrifuga es una bomba de desplazamiento no-positiva, y los dos tipos ms comunes son la de voluta y la de difusor. (1)Bomba de voluta: Fig.9-1. Esta bomba tiene un bombeo circular en la cmara con un puerto de entrada central (tubera de succin) y un puerto de salida.14


El impulsor rotatorio est localizado en la cmara de bombeo. Una cmara entre el revestimiento y el centro del cubo es llamada voluta (caracol). El lquido entra a la cmara bombeando a travs de una entrada central y es atrapado entre las aspas giratorias. La fuerza centrifuga lanza el lquido hacia afuera a alta velocidad y el caracol dirige el lquido a travs de un puerto de salida.

Figura.1.10.1.Bomba de voluta

Figura.1.10.2. Bomba de difusor

(2) Bomba de difusor: Fig.9-2. Similar al tipo de voluta, una bomba difusora tiene una serie de aspas estacionarias (la difusora) que curva en la posicin opuesta a las15


aspas giratorias. La parte difusora aumenta la velocidad del lquido, forzando el flujo en la descarga.

(b) Bomba rotatoria: Esta bomba de tipo de desplazamiento positivo, un movimiento rotatorio lleva el lquido desde la entrada de la bomba hasta su salida. Una bomba rotatoria es usualmente clasificada de acuerdo al tipo de elemento que transmite el lquido. (c) Bomba reciprocante: Una bomba reciprocante, depende de un movimiento reciproco para transmitir el lquido desde la entrada o salida de la bomba. (d) Bombas de engranes: Las bombas de engranes se dividen en externas, internas o de lbulos. - Externas: La Figura 1.10.3, muestra la operacin principal de una bomba de engrane externo. Los engranes giran en direcciones opuestas y se juntan en un punto entre los puertos de entrada y salida succionando por medio de vaco y descargando a presin del otro lado.

Figura.1.10.3. Bomba de engrane

Internos: En estas bombas un engrane gira dentro de otro en la bomba. Este tipo de engrane puede rotar o ser rotado por un engrane compaero. La rotacin del engrane interno ocasiona la rotacin del engrane externo, ya que los dos estn acoplados. Todo gira dentro de la cmara excepto la media luna, ocasionando que el lquido sea atrapado en los espacios de los engranes y sea forzado fuera de la bomba por los engranes acoplados.16


Figura.1.10.4. Bomba de engrane externo.

De lbulos: La Figura.1.10.5, muestra una bomba de lbulos. Esta difiere de otras bombas de engranes, en que usa lbulos en vez de engranes. El elemento impulsor tambin difiere en una bomba de lbulos. En una bomba de engranes uno mueve al otro, en la de lbulos ambos elementos son impulsados a por un engranaje externo.

Figura.1.10.5. Bomba de lbulo

Bombas de alabes: En este tipo de bombas un rotor ranurado acoplado a una flecha impulsora aloja un conjunto de alabes deslizables que giran dentro de una cmara elptica o circular, bombeando el fluido entre los espacios que hay entre alabe y alabe17


Figura1.10.6. Bomba de alabes.

(e) Bomba de pistn: Las bombas de pistones son radiales o axiales. Radial: En una bomba de pistn radial, los pistones son colocados radialmente un bloque de cilindros. Un eje impulsor que est dentro del alojamiento circular, impulsa el bloque de cilindros. El bloque gira en una flecha estacionaria que contiene los puertos de entrada y salida. Cuando el bloque del cilindro gira, la fuerza centrifuga lanza los pistones que el cual siguen el contorno del alojamiento circular. Axial. En una bomba de pistones axiales, estos se mueven a lo largo del bloque rotatorio que los contiene, es decir axialmente. Las hay en lnea (rectas) y en ngulo, pueden manejar presiones de hasta 5000 psi y velocidades de media a alta y gastos de hasta 40 galones por minuto. Operacin de bombas: A continuacin se mencionan algunos de los problemas que pueden ocurrir cuando una bomba esta operando: Sobrecarga: Un riesgo de sobrecarga por exceso en el impulso de rotacin en el eje impulsado. Puede aumentar la presin en forma excesiva sobrecargando la bomba. Tambin puede ser ocasionada por restricciones en las lneas. Exceso de velocidad: Correr una bomba a alta velocidad puede causar perdida de lubricacin y ocasionar fallas prematuras. El exceso de velocidad tambin puede provocar cavitacin. Cavitacin: La cavitacin ocurre cuando el fluido disponible no llena los espacios existentes. Esto usualmente ocurre en la succin de una bomba cuando las condiciones no son capaces de soportar suficiente fluido manteniendo llena la18


entrada. La cavitacin causa erosin en el metal en y la deteriora rpidamente. La cavitacin puede ocurrir si hay demasiada resistencia en una lnea de succin o si el depsito de aceite esta demasiado lejos de la entrada o si la viscosidad del aceite es muy alta. Problemas de operacin: baja presin, baja velocidad, no entrega y ruido son problemas comunes de operacin en una bomba. Baja Presin: La baja presin significa que hay una fuga en la trayectoria del

sistema. Una bomba operada de forma incorrecta puede causar bajas presiones. Una bomba puede perder su eficiencia gradualmente. Si embargo, la baja presin es ms usualmente causada por fugas de cualquier parte del sistema (vlvula de relevo, cilindros y motores). Operacin Lenta: Esta puede ser causada por una bomba gastada o por una

fuga parcial de aceite en el sistema. No entrega; si el aceite no ha sido bombeado, la bomba: Puede estar ensamblada incorrectamente Puede estar en direccin incorrecta No ha sido purgada Tener un eje roto

Ruido: Si escuchas algn ruido inusual, apaga la bomba inmediatamente. El

ruido de cavitacin es causado por una restriccin en una lnea de succin, un filtro sucio de succin o demasiada velocidad. El aire en el sistema tambin puede causar ruido. El aire puede daar severamente una bomba por que esta puede no tener suficiente lubricacin. Esto puede ocurrir si el depsito tiene poco aceite.

1.11.- Tipos de vlvulas y su aplicacin

Las vlvulas son usadas en los sistemas hidrulicos para controlar el flujo o la operacin de los actuadores. Las vlvulas regulan la presin creando condiciones especiales de de presin, y mediante el control de cuanto aceite puede fluir en19


secciones de un circuito y a donde puede ir. Las tres categoras de las vlvulas son: de presin, de control y de flujo-(volumen) control direccional algunas vlvulas tienen mltiples funciones, posicionndolas en ms de una categora. Las vlvulas son catalogadas por sus medidas, presin, capacidades y flujo de presin.

Figura.1.11.1. Vlvulas

1) a. b. c. d. 2) e. f. g. h.

Vlvulas controladoras de presin: vlvulas de relevo vlvulas de reduccin de presin vlvulas de secuencia vlvulas de contrabalance Vlvulas de control direccional: vlvulas poppet vlvulas de carrete giratorio o corredizo vlvulas check vlvulas de dos vas

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i. 3) j. k. l. m. n.

vlvulas de cuatro vas Vlvulas de control de flujo: vlvulas de compuerta vlvulas de globo vlvulas de aguja vlvulas check de orificio vlvulas Igualadoras de flujo

1.12.- Tipos de actuadores

Un actuador hidrulico recibe energa de presin y la convierte a fuerza mecnica y movimiento, un actuador puede ser lineal o rotatorio. Un actuador lineal da fuerza y movimiento en lnea recta. Este es ms comnmente llamado cilindro. Un actuador rotatorio produce torsin y movimiento de rotacin. Esto es ms comnmente llamado motor hidrulico o motor. Cilindro: Un cilindro es un actuador

hidrulico que es construido de un pistn que opera en un alojamiento cilndrico por la accin de lquido bajo presin. La Figura 1.12.1, muestra las partes bsicas de un cilindro. Un cilindro consta de un tubo (alojamiento) en el cual opera un pistn. En un cilindro una barra es conectado a un pistn que va a actuar sobre una carga. Las conexiones hidrulicas estn al extremo de la cabeza del puerto y al extremo de la barra del puerto.

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Tipos de cilindros: a) Cilindro de accin sencilla: b) Cilindro de doble accin: c) Cilindro diferencial: d) Cilindro no diferencial: e) Cilindro tipo ariete: f) Cilindro tipo pistn: g) Cilindro amortiguador: h) Cilindro de bloqueo:

1.13.- Accesorios Hidrulicos

Figura.1.13.1. Probador de circuito hidrulico

Figura.1.13.2.Manmetro

.

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Figura.1.13.3. Conectores para tubera.

1.14.- Elaboracin de diagramas hidrulicos

Para elaborar un diagrama hidrulico se debe de hacer un esquema de la ubicacin de componentes y maquinaria que intervenga en el o los circuitos hidrulicos de los que se pretenda elaborar el diagrama, especificando dimensiones, capacidades, cedulas de tuberas, tipos de conexiones, fijas o desmontables, mangueras. Una vez que se tienen estos datos se procede a elaborar el diagrama, sustituyendo los componentes con los smbolos hidrulicos correspondientes que se mencionaron anteriormente.

1.15.- Interpretacin de diagramas hidrulicos

Para interpretar un diagrama hidrulico se necesita estar familiarizado con la simbologa correspondiente o auxiliarse con tablas de smbolos hidrulicos mas comunes para la debida interpretacin.

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Es conveniente identificar el origen o punto de inicio del sistema a partir del cual funciona la unidad. Normalmente puede ser un tanque de almacenamiento de fluido o una bomba impulsora.

1.16.- Tablas de fallas ms comunes y su correccin

REPARTO DE PRESIN INADECUADO PROBLEMAS SOLUCIONES El nivel de fluido en el aceite es Checar el nivel en ambos lados del demasiado bajo. tanque, para asegurar que la succin de la bomba sea sumergida. Succin del aceite en la tubera o el filtro Limpiar el filtro; remover la obstruccin. esta tapado en la succin. La filtracin de aire en la lnea de Reparar fugas. succin, causa ruido y acciones irregulares en el circuito de control. La viscosidad de aceite es demasiada seguir recomendaciones del manual de para el suministro principal. servicio. Giro del eje en direccin incorrecta. Hacer cambio inmediatamente para prevenir Suciedad en la bomba. Desmantelar y limpiar la bomba. El suministro de la bomba es incorrecto. Verificar presiones del el manual de instrucciones, hacer ajustes.

FALTA PRESIN EN EL SISTEMA La bomba no reparte aceite en la Seguir por secciones la verificacin de seccin de arriba. presiones y reparar falla. * La vlvula de relevo le falta capacidad. * checar en manual la presin. correcta * Verificar y reparar fugas. * La vlvula de relevo tiene fugas. * El resorte de la vlvula de relevo esta * Remplazar el resorte roto. La cabeza esta suelta Apretar la cabeza, checar el manual aprietes. Las vlvulas de control tienen filtracin Bloquear partes del circuito para interna. encontrar donde esta la filtracin, y repararla falla. El aceite en el tanque, recircula Verificar si el retorno de la lnea esta libremente a travs del sistema. libre.24


BOMBAS CON RUIDO ANORMAL

PROBLEMAS La lnea de succin, filtro, o succin de Limpiar tuberas restringidas parcialmente.

SOLUCIONES la succin o eliminar

las

restricciones, asegurese que la lnea de entrada este abierta.

Succin de aceite con burbujas de aire El depsito de aire esta tapado. La bomba opera demasiado rpido. Viscosidad del aceite es demasiado alta.

Use aceite hidrulico que tenga espuma. Limpiar o reemplazar el respirador. Ver manual en velocidades mximas. Use aceite viscosidad apropiada, checar manual para recomendacin de servicio

Partes son rotas. Remplazar partes rotas. PARTES ROTAS DENTRO DEL ALOJAMIENTO DE LA BOMBA Presin de la bomba excesiva, arriba del Checar el regulador, ajustar el mximo lmite establecido en la bomba. La succin falla, debido a la falta de Checar el nivel del depsito, el filtro de aceite. aceite y restriccin en lnea de entrada. El material slido esta siendo depositado Instalar un filtro en la lnea de succin. en la bomba. OPERACIONES LENTAS Entra aire al sistema. Verificar el sistema, reparar y purgar Los actuadores del cilindro o vlvulas de Reemplazar el pistn o remplazar el control direccional tienen filtracin cilindro, reparar la vlvula, limpiar la unidad y limpiar de materias extraas. interna. CALOR CAUSADO POR LA UNIDAD DE PODER (DEPOSITO, BOMBA, VLVULAS DE ALIVIO, ENFRIADORES) La vlvula de alivio con ms presin, Checar el manual de presin correcta: exceso del aceite a travs del restablecer y ajustar vlvula de relevo. desprendimiento en varias partes de la vlvula de alivio o vlvula direccional. Filtraciones internas de aceite, debido al Reparar o reemplazar la bomba. uso en la bomba. La viscosidad de aceite es muy alta. Corregir viscosidad del aceite. Las bombas o vlvulas de alivio tienen Reparar o reemplazar la vlvula. filtracin El enfriador de aceite funciona Inspeccionar el enfriador, limpiar dentro y inadecuadamente en el corte. fuera.

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EXCESIVA TEMPERATURA EN EL SISTEMA

PROBLEMAS Las lneas estn restringidas

SOLUCIONES Remplazar lneas si estas estn colapsadas, remover obstruccin. Las bombas no reparten la carga Asegurese que estn abiertas las propiamente. vlvulas, y las vlvulas de alivio esten en la posicin correcta. La radiacin es insuficiente. Use enfriador artificial. La bomba tiene filtracin interna. Localizar la filtracin, y remplazar el condensador. El depsito es demasiado pequeo para Remplazar la unidad con un depsito suministrar adecuado enfriamiento. ms grande. Las vlvulas o tuberas estn Checar flujo de velocidad a travs de las sobrecargadas. lneas y vlvulas, comparar en manual de recomendaciones. Si la velocidad es excesiva, instalar equipo ms grande. GIRO DEL MOTOR EN DIRECCIN INCORRECTA Conductores se cruzan en el control de Checar el circuito para determinar la vlvula y el motor. conexin correcta del conductor entre la vlvula de control y el motor. EL MOTOR NO DESARROLLA Carga excesiva de la vlvula de alivio, el Checar la presin del sistema, ajuste establecido no es correcto. restablecer la vlvula de alivio. Vlvulas de alivio abiertas Limpiar o remplazar la vlvula de alivio, ajustarla. El aceite circula libremente a travs del Checar el control de la vlvula, depsito en el sistema. probablemente este en el centro abierto neutral. La bomba no entrega suficiente gasto o Checar gasto y la presin, reparar o presin. remplazar. FILTRACIN DE ACEITE EXTERNO DESDE EL MOTOR Selle la filtracin. Checar el motor por tres lneas. CADA REPENTINA DE PRESIN EN EL ACUMULADOR Acumuladores con externas e internas Reparar la filtracin o remplazar el filtraciones. acumulador. PRESIN ANORMAL CUANDO LA BOMBA NO OPERA Lnea hidrulica tiene una filtracin de Remplazar el check o la vlvula de gas. gas o vlvula check.26


RESPUESTA LENTA DEL ACUMULADOR PROBLEMAS SOLUCIONES El colador de aceite en el acumulador se Desmantelar el acumulador, limpiar el detiene. colador. El gas pre-cargado no es suficiente. Pre-cargar de acuerdo a las recomendaciones en el manual; checar la filtracin de gas. NOTA: Relevar las presiones internas antes de hacer reparaciones en los acumuladores o en el sistema.Tablas.1.16.1. Fallas ms comunes y su correccin

1.17.- Bitcora de mantenimiento En esta bitcora de mantenimiento se lleva un control o reporte a cerca de los avances del trabajo el cual se esta realizando, este reporte puede ser diario o semanal, segn el mtodo ms conveniente.

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2.- NEUMTICA BSICA

2.1.- Definiciones y caractersticas

Definicin. La neumtica es una fuente de energa de fcil obtencin y tratamiento para el control de mquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generacin, almacenaje y utilizacin del aire comprimido resultan relativamente baratos y adems ofrece un ndice de peligrosidad bajo en relacin a otras energas como la electricidad y los combustibles gaseosos o lquidos.

Caractersticas El aire comprimido se utiliza para la operacin de maquinas y herramientas, taladrar, pintar, en transportadores neumticos, en la preparacin de alimentos, en la operacin de instrumentos y para operaciones en el sitio de uso (por ejemplo, combustin subterrnea). Las presiones van desde 25 psig (172 kpa) hasta 60 000 psig (413.8 Mpa). El empleo ms frecuente es a presiones de 90 a 110 psig, que son los lmites de la presin normal en casi todas las fbricas. Los circuitos en donde es empleado el aire comprimido se llaman circuitos neumticos y se componen de los siguientes elementos: Elementos que producen aire comprimido: Elementos de control: Elementos de transmisin de fuerza: Los compresores Las vlvulas Los cilindros

El comportamiento de los gases El aire que respiramos de nuestra atmsfera terrestre es una mezcla de gases y todos los gases estn formados por pequeas partculas llamadas molculas, las cuales se mueven rpidamente en todas direcciones ejerciendo una fuerza llamada28


presin. La presin entonces se puede definir como la cantidad de fuerza ejercida en la unidad de rea o superficie. Por ejemplo si un peso de un kilogramo est sentado en un rea de un centmetro cuadrado, empuja en esa rea con una fuerza de un kilogramo. La presin es tambin medida en libras por pulgada cuadrada (psi). Si un aire a una presin de 1 kg/cm2 acta sobre un rea de 3 cm2, la fuerza ejercida ser de 3 kilogramos. Esto quiere decir que la presin de un aire no es la fuerza

total que recibe un recipiente, sino la presin del aire multiplicada por el nmero de centmetros cuadrados de superficie que este tiene. El peso de una columna de aire que se extienda desde la parte superior de la atmsfera y que descanse en un centmetro cuadrado pesa 1.033 kilogramos al nivel del mar; a mayores altitudes habr menos aire arriba de nosotros, por lo tanto la atmsfera ejercer menor presin. La presin atmosfrica disminuye conforme estemos ms arriba del nivel del mar. Normalmente la presin atmosfrica se mide con un barmetro, el cual mide la presin indicando la altura de una columna de mercurio que balancea dicha presin. Dicha columna a nivel del mar ser de 760 mm de mercurio, que equivalen a una presin de 1.033 kg/cm2. La mayora de los instrumentos medidores de presin la miden por arriba o por abajo de la presin atmosfrica, llamando a la presin indicada en estos instrumentos presin manomtrica. Los instrumentos que miden la presin por debajo de la atmosfrica se llaman generalmente vacumetros y estn calibrados de 0 a 760 mm de Hg (mercurio), cuando un instrumento de estos marca cero quiere decir que es la presin atmosfrica normal, en cambio si se lee 760 indicara que es un vaco perfecto. El vaco perfecto es prcticamente imposible obtenerlo, por lo tanto los equipos que trabajen al vaco, solo lo harn a vaco parcial. Supongamos que el manmetro de un cilindro de aire comprimido muestra una presin manomtrica de 10 kg/cm2, esto quiere decir que la presin del cilindro es 10 kg/cm2 arriba de la presin atmosfrica.

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La presin absoluta es la presin manomtrica ms la presin atmosfrica; as el cilindro en cuestin, si esta a nivel del mar tendr una presin absoluta de 10 + 1.033, o sea 11.033 kg/cm2.

2.2.- Simbologa Neumtica Cilindros Smbolo: Descripcin: De simple efecto. Retorno por muelle. De doble efecto. De doble efecto con amortiguador. De doble efecto con doble vstago. Motor neumtico de un solo sentido de giro. Motor neumtico de dos sentidos de giro. Unidades de Tratamiento del Aire Smbolo: Descripcin: Filtro con purga de agua manual. Filtro con purga de agua automtica. Filtro en general. Refrigerador.

Secador. Lubricador.

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Smbolo: Compresor. Termmetro.

Descripcin:

Manmetro. Tanque. Vlvulas Smbolo: Descripcin: Vlvula selectora.

Regulador de presin.

Regulador de presin con escape.

Vlvula 5/3.

Vlvula 5/2.

Vlvula 4/3. Vlvula 4/3.

Vlvula 4/2.

Vlvula 3/3.

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Smbolo: Vlvula 3/2.

Descripcin:

Vlvula 3/2.

Vlvula 2/2.

Vlvula 2/2. Accionamientos Smbolo: Descripcin: Pulsador de emergencia. Seta. Pulsador en general. Accionamiento por leva. Accionamiento por rodillo. Accionamiento por Motor elctrico. Accionamiento por Palanca. Accionamiento por Pedal Retorno por muelle. Electro vlvula servo pilotada. Electro vlvula servo gobernable manualmente. Lgica pilotada

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Smbolo:

Descripcin: Funcin igualdad. Funcin negacin. Funcin AND.Tabla.2.2.1. Simbologa Neumtica

2.3.- Circuitos neumticos bsicos En algunas ocasiones es necesario accionar una mquina desde una posicin o ms posiciones, esto puede explicarse mediante el siguiente diagrama.

Figura.2.3.1.Circuito neumtico bsico.

En el circuito mostrado, el cilindro de accionamiento nico puede activarse ya sea pulsando el botn A o el B, pero es necesario que el circuito contenga una vlvula de doble efecto.

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CIRCUITO DE CONTROL AUTOMTICO

Este circuito funciona automticamente porque el pistn acciona su propia vlvula de control (C) al activar las vlvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento. Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistn se est volviendo positivo. Cuando sea completamente positivo, el pistn activa la vlvula A, que enva una seal de aire para activar la vlvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por tanto, el pistn enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la vlvula B. Entonces, la vlvula B enva una seal de aire para activar la vlvula C (que conecta el orificio 1 con el 4) y el pistn empieza a volverse positivo de nuevo, y de esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire.

Figura.2.3.2.Circuito neumtico.

2.4.- Elaboracin de circuitos neumticos

Esquemas bsicos. Mando de un cilindro de simple efecto: El vstago de un cilindro de simple efecto debe salir al accionar un pulsador y regresar inmediatamente al soltarlo.34


Figura.2.4.1. Cilindro de simple efecto

Para realizar este mando se precisa una vlvula distribuidora 3/2 cerrada en posicin de reposo. Al accionar dicha vlvula, el aire comprimido pasa de P hacia A; el conducto R est cerrado. Por el efecto del muelle de reposicin de la vlvula, el cilindro se pone en escape de A hacia R; el empalme de alimentacin P se cierra. Mando de un cilindro de doble efecto: El vstago de un cilindro de doble efecto debe salir o entrar segn se accione una vlvula.

Figura.2.4.2. Cilindros de doble efecto

Este mando de cilindro puede realizarse tanto con una vlvula distribuidora 4/2 como con una 5/2. La unin de los conductos de P hacia B y de A hacia R en la 4/2 mantiene el vstago entrado en la posicin final de carrera. Al accionar el botn de la vlvula se establece la unin de P hacia A y de B hacia R. El vstago del cilindro seis hasta la posicin final de carrera. Al soltar el botn, el muelle recuperador de la vlvula hace regresar sta a la posicin Inicial. El vstago del cilindro vuelve a entrar hasta la posicin final de carrera.

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Si se emplea una vlvula distribuidora 5/2, el escape se realiza por R S. Para regular la velocidad, basta incorporar vlvulas de estrangulacin.

2.5.- Interpretacin de circuitos neumticos

Los Circuitos Neumticos, son la base complementaria de la neumtica, se puede decir que hay de mando directo de un cilindro de simple efecto, al realizar nuestro circuito siempre debemos realizar nuestro plano de situacin, para despus dar una solucin a nuestro caso, en el plano de situacin, debemos identificar las variables del proceso. Lo anterior es con el fin de aplicarlo en la industria al armar nuestros circuitos bsicos, debemos tener nuestros elementos bien definidos, ahora bien es importante tambin resaltar los niveles, ya sea descendente o ascendente, desde el nivel 1 al 5 ya que con esta identificacin podemos armar nuestro circuito en la prctica. En la industria de la perforacin petrolera, uno de los sistemas neumticos mas importantes es el del malacate, del cual a continuacin se describe su diagrama neumtico.

DIAGRAMA NEUMATICO DEL MALACATE

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Figura.2.5.1. Diagrama neumtico de un Malacate Principal

Donde: 1. Vlvulas para operar embragues 2. Consola de control 4. Manmetro 5. Grifo para purga del aire 6. Soporte de la vlvula de relevo 7. Rotosellos 8. Vlvulas de relevo 9. Filtro de aire 10. Grifo para purga del aire 11 Cilindro para cambio de transmisin de alta a baja 13, 14, 15,16. conexiones de placa a manguera 19. cilindro para operar freno de corona 20. valvula toggle para operar freno de corona

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2.6..- Tipos de compresores de aire

Compresores. Los circuitos neumticos se alimentan de aire comprimido, as que es preciso disponer de un sistema que lo genere. Un compresor es el sistema ms usual para generar aire comprimido, es una maquina que desarrolla un trabajo al incrementar la presin de un gas, estas maquinas toman el aire a cierta presin y lo descargan a una presin superior. La diferencia entre la presin de succin y la presin de descarga representa el trabajo hecho por el compresor. La relacin de compresin abreviada R, es la relacin de la presin absoluta de descarga entre la presin absoluta de succin, su relacin de compresin R ser de 2.

R=

Pr esin absoluta de desc arg a Pr esin absoluta de succin

Conforme un compresor obliga a las molculas de aire a estar mas cerca, su velocidad tambin se incrementa. Este aumento en la velocidad molecular causa un aumento en la temperatura, este aumento depende de la naturaleza del gas, de la temperatura de succin y de la relacin de compresin R, entre mayor sea R mayor ser el aumento de temperatura. Si la temperatura de succin aumenta, tambin aumentar la temperatura de descarga. Si comparamos los gases ligeros con los gases pesados encontramos

que los primeros se calientan ms para una misma R que los segundos. Para una buena operacin la temperatura final de un aire comprimido no debe ser superior a ciertos lmites especificados. La temperatura de descarga puede ser bajada, bajando el valor de R, enfriando el aire antes de comprimirlo, o enfriando el compresor. El valor de R puede ser bajado reduciendo la presin de descarga, aumentando la presin de succin, o ambas cosas. Unidades y condiciones estndares.

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En el sistema internacional (SI), la unidad estndar de presin para los compresores es el kilopascal (kpa). En algunos pases es la nica unidad que se puede emplear por ley en los manmetros de los compresores. En Europa el comit de fabricantes de compresores, bombas de vaci y herramientas neumticas (PNEUROP) y en Estados Unidos, el Compressed Air and Aire Institute (CAGI), prefieren utilizar el bar como unidad estndar para unidades: PNEUROP y CAGI han seleccionado como condiciones estndar 1bar (14.5 lb/pulg2) (100 kpa). 20C (68F) y 0% de humedad relativa. La unidad de flujo en ISO es m3/s, aunque todava se emplean m3/h, m3/min, y L/s. En EUA se emplean pie3/min (cfm) y pie3/h (cfh). La potencia se expresa en kilowatts (PNEUROP) y en caballos de potencia (CAGI) Tipos de compresores Los compresores son aparatos o maquinas que sirven para comprimir un fluido, el cual generalmente es aire a una presin dada. Existen dos categoras de compresores, los que operan por desplazamiento volumtrico son llamados compresores de desplazamiento positivo, y los turbo compresores, en donde el aire es arrastrado por una rueda mvil, a tal velocidad que se traduce en un aumento de presin en la rueda y en el difusor de salida. La mayora de estos compresores son de movimiento reciprocante, pero hay algunos que son de movimiento rotatorio. Compresor de desplazamiento positivoFigura.2.6.1. Desplazamiento del pistn Figura.2.6.2.Compresor movimiento rotatorio

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En un compresor rotatorio o soplador, la parte que desplaza el aire gira, mientras que en uno reciprocante se desplaza hacia delante y hacia atrs. En un compresor reciprocante, una carrera hacia delante y una hacia atrs es una revolucin, si el aire es descargado solamente en la carrera hacia adelante o en la carrera hacia atrs el compresor se denomina de simple accin o simple efecto o sea que descarga una vez por revolucin.

Compresor reciprocante o de desplazamiento positivo

Figura.2.6.3.Carrera de compresin

Figura.2.6.4.Carrera de succin o admisin

En un compresor de simple efecto la carrera hacia adelante es la carrera de compresin, y la carrera hacia atrs es la carrera de succin o de admisin, La mayora de los compresores de servicio pesado son de doble accin o doble efecto, donde el aire es comprimido en ambos lados del pistn o sea, tiene dos carreras de descarga por revolucin.

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Figura.2.6.5.Compresor de doble accin

Figura.2.6.6.Compresor de pistn o embolo

El compresor de pistn o de mbolo es el ms antiguo y extendido, se emplea exclusivamente para presiones elevadas. A la cantidad de aire que un compresor descarga se le llama capacidad del compresor. Los HP (caballos de fuerza) requeridos por un compresor dependern del trabajo hecho en un tiempo dado y de la eficiencia mecnica del compresor, o sea la relacin entre los HP suministrados por el elemento motriz y los HP entregados al gas. Sin embargo, la llamada eficiencia volumtrica de un compresor es la relacin entre el aire realmente descargado y el tericamente factible de ser descargado, o sea si disminuye la cantidad de aire descargado por un compresor disminuye su eficiencia volumtrica. Puesto que cuando un compresor trabaja a relaciones de compresin elevadas, la cantidad de aire que permanece en el espacio libre es mayor, su eficiencia volumtrica tiende a bajar. Cuando baja la eficiencia volumtrica de un compresor el trabajo realizado baja, y cuando el trabajo baja se requieren menos HP. Sin embargo la eficiencia volumtrica no afecta significativamente a la eficiencia mecnica del compresor, resumiendo: Si la eficiencia volumtrica baja:

La capacidad de la compresora, baja

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Los HP requeridos, bajan La eficiencia mecnica, sigue prcticamente igual

Control de la capacidad de descarga de los compresores Control De Capacidad Del compresor por Estrangulamiento con Vlvula. .Algunas veces es necesario cambiar la capacidad o cantidad de aire descargado de una compresora, esto puede hacerse por estrangulamiento de la lnea de succin, por medio de una vlvula, figura siguiente.

Figura.2.6.7.Control de la capacidad de estrangulamiento por vlvula

Control de capacidad por espacios libres.- Al final de cada carrera de compresin, algo de aire queda atrapado en el espacio libre entre el pistn y las paredes del cilindro. El volumen de aire que permanezca dentro del espacio libre afectar la eficiencia volumtrica del compresor, entre mayor sea este volumen menor ser la eficiencia volumtrica y menor ser la cantidad de aire descargado, por lo que es posible controlar la capacidad por medio de espacios libres.

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Figura.2.6.8.Control de capacidad por espacios libres

Control de La Capacidad por vlvulas descargadoras.- Cuando es posible abrir manualmente una de las vlvulas de succin de un compresor decimos que es una vlvula descargadora, en la Figura 2.6.9, se muestra una vlvula de este tipo la cual puede ser abierta por medio de un volante de mano

.Figura.2.6.9.Control de capacidad por vlvula descargadora con volante

En ocasiones el volante de mano es sustituido por un descargador automtico usando un pistn y resortes, donde al presionar la parte superior del pistn se abre la vlvula descargadora. Los descargadores automticos pueden ser controlados por la presin de succin o de descarga del propio compresor.

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Figura.2.6.10.Control de capacidad por vlvula automtica

Control de Capacidad por Variacin de Velocidad.- Otra forma de controlar la capacidad de un compresor es variando la velocidad del compresor. En los motores de combustin interna bajo carga, es posible variar la capacidad del compresor entre el 75 y 100%, al disminuir su velocidad disminuye su consumo de combustible y por lo tanto los costos de operacin, es por lo tanto un mtodo muy eficiente de controlar capacidad de compresores, movidos por motores de combustin interna. En la mayora de este tipo de mquinas la velocidad del motor es ajustada automticamente, ver figura siguiente.

Figura.2.6.11.Control de capacidad por variacin de velocidad44


Aqu el controlador regula la velocidad estrangulando la entrada de combustible al motor, y puede estar conectado para que responda a cambios de presin o cambios de flujo en la descarga del compresor. En el caso de compresores movidos por motores elctricos, estos ltimos tienen velocidad constante y es antieconmico usar motores elctricos de velocidad variable, por lo que el control de capacidad por variacin de velocidad est limitado a compresores movidos por maquinas de combustin interna. La mayora de los compresores de desplazamiento positivo trabajan a bajas velocidades, las turbinas son elementos motrices de alta velocidad, por lo que, cuando se usan para mover este tipo de compresores debe usarse un reductor de velocidad, que en algunas ocasiones es de velocidad variable. En los arreglos mas usados en reductores de velocidad, trenes de engranes o bandas en V, en los cuales segn sean las dimensiones de los engranes o de las poleas, ser la relacin de velocidad entre el elemento motriz y el elemento impulsado

2.7.- Tipos de vlvulas

Figura.2.7.1.Circuito de vlvula y cilindro

Una vlvula de tres orificios es un interruptor empleado para controlar el flujo de aire. El tipo que se ve en la Figura 2.7.1, tiene el componente denominado conjunto45


rotor, que se mueve dentro de la vlvula cuando se pulsa o se suelta el botn. Su funcin es dirigir el flujo de aire por la vlvula. Cuando se pulsa el botn, se deja pasar el aire comprimido del suministro de la tubera 1 a la tubera 2 (que est conectada al cilindro). Un cilindro de accionamiento nico usa aire comprimido para producir movimiento y fuerza. Tiene un pistn que puede deslizarse "hacia arriba" y "hacia abajo". Un muelle hace subir al pistn dentro del cilindro. Sin embargo, cuando la vlvula se acciona, como se muestra en el dibujo, el aire comprimido entra en el cilindro y le obliga a bajar su mbolo. El aire del otro lado sale por el orificio de escape.

Vlvula de tres vas y dos posiciones (3/2) Observa que el smbolo muestra la va 1 bloqueada, pero las vas 2 y 3 estn conectadas, como en la vlvula real. Ahora noten aire en cuenta la mitad inferior del smbolo e imagina que cuando se pulsa el botn, la parte superior del smbolo se desliza por la mitad inferior, como se ve en el dibujo. Esto indica que los orificios de la vlvula real estn conectados cuando se pulsa el botn. La mitad inferior del smbolo indica las conexiones dentro de la vlvula cuando no se pulsa el botn, y la superior cuando se pulsaFigura.2.7.3. Control Dual

Figura.2.7.2.Vlvulas tres vas

Control Dual A veces es necesario ser capaz de accionar una mquina desde ms de una posicin. El circuito de este dibujo funciona de esta forma. El cilindro de accionamiento nico se puede activar pulsando el botn A o el B. El circuito, no obstante, tiene que contener una vlvula de doble efecto.

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Manual de Mantenimiento a Equipos Manual VII. Encargado de Mantenimiento Mecnico Figura.2.7.4. Vlvula de doble efecto

Vlvula de doble efecto y conector en T La vlvula de doble efecto tiene tres orificios, y contiene un pequeo pistn de caucho que se mueve libremente dentro de la vlvula. Si el aire entra por un orificio, el pistn es empujado a la posicin contraria y el aire no podr salir por all. Si la vlvula de doble efecto del circuito anterior se sustituyera por un conector tipo T, el circuito no funcionara. Ni la vlvula A ni la B podran utilizarse para activar el cilindro.

Funcionamiento de un circuito con vlvula 5/2 Adems de los dos cilindros de doble efecto se usan en este esquema una vlvula 5/2 y un regulador de caudal o de flujo. La vlvula 5/2 es accionada por una palanca. Cuando el conjunto rotor est en la posicin indicada en el diagrama 1, el aire comprimido pasa por la vlvula entre los orificios 1 y 2, y el aire hace que los pistones "salgan". El aire aprisionado debajo de los pistones sale por las tuberas y por la vlvula saliendo a la atmsfera por el orificio 5. Cuando la palanca se desplaza a la otra posicin, el conjunto rotor sube, como se ve en el diagrama. Ahora, sigue el flujo del aire del diagrama, y vers que los pistones "entran". El aire aprisionado encima de los pistones sale.Figura.2.7.6. Vlvula antirretorno

Figura.2.7.5. Circuito con Vlvula

Vlvula antirretorno Son aquellas que impiden el paso del aire en un sentido y lo dejan libre en el contrario. Tan pronto como la presin de entrada en el sentido de paso aplica una fuerza superior a la del resorte incorporado, abre el elemento de cierre del asiento de la vlvula.

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2.8.- Tipos de actuadores

Los actuadores neumticos, utilizan el aire comprimido como fuente de energa y son muy indicados en el control de movimientos rpidos, pero de precisin limitada. En ellos, la fuente de energa es aire comprimido entre 5 y 10 bar. Existen dos tipos de actuadores neumticos: En los motores neumticos de aletas rotativas, se consigue el desplazamiento de un embolo encerrado en un cilindro, como consecuencia de la diferencia de presin a ambos lados de este. Existen dos clases de cilindros neumticos que son de simple o de doble efecto. En los primeros, el embolo se desplaza en un sentido como resultado del empuje ejercido por el aire a presin, mientras que en el otro sentido se desplaza como consecuencia del efecto de un muelle (que recupera al embolo a su posicin en reposo). En los cilindros de doble efecto el aire a presin es el encargado de empujar al embolo en las dos direcciones, al poder ser introducidos de forma arbitraria en cualquiera de las dos cmaras. Generalmente, con los cilindros neumticos solo se persigue un posicionamiento en los extremos del mismo y no un posicionamiento continuo. El posicionamiento continuo se consigue con una vlvula de distribucin (normalmente de accionamiento directo) que canaliza el aire a presin hacia una de las dos caras del embolo alternativamente. Los motores de pistones axiales tienen un eje de giro solidario a un tambor que se ve obligado a girar las fuerzas que ejercen varios cilindros, que se apoyan sobre un plano inclinado. Las siguientes figuras se muestran como ejemplos de actuadores:Figura.2.8.1.Actuador cremallera y pin Figura.2.8.2.Actuador tipo Rotatorio

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Figura.2.8.3.Tipo cremallera y pin

Figura.2.8.4.Actuador de paletas

FUERZAS EN UN CILINDRO DE ACCIONAMIENTO DOBLEFigura.2.8.5.Cilindro doble accin

Explicacin La fuerza producida por un cilindro de accionamiento doble en el sentido que consideramos positivo, no es igual a la fuerza que produce en el sentido negativo. Esto puede explicarse mirando el pistn del cilindro y recordando que: F = p . S Observa que las superficies de las caras "frontal" y "posterior" del pistn no son iguales. La biela del pistn reduce el rea de la cara "posterior". As que aunque la presin del aire en ambos lados del pistn sea la misma, la fuerza producida ser menor para un pistn en sentido negativo.

2.9.- Accesorios Neumticos

Los accesorios neumticos son los componentes de los circuitos que hacen posible la unin entre ellos considerando sus diferentes medidas, formas de salida y entrada, su conexin en el lugar de aplicacin, grifos para purga de aire, soportes de vlvulas, rotosellos, conexiones de placa a manguera, filtros de aire, etc.

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Figura.2.9.1. Manmetros

Figura.2.9.2.Termostatos (de inmersin y capilares), controladores de nivel

2.10.- Tablas de mantenimiento

REPARTO DE PRESIN INADECUADO PROBLEMAS SOLUCIONES La presin de aire en el sistema es Checar compresor drenar, trampas de demasiado baja. agua y limpiar o cambiar filtros de aire, revisando las lneas de aire que no tenga fugas. La succin del aire en la tubera o el filtro Limpiar filtro; remover la obstruccin. esta tapado en la entrada. Fuga aire en la lnea de entrada, causa Reparar fuga. ruido y acciones irregulares en el control. Suciedad en el compresor Desmantelar y limpiar el compresor. La presin incorrecta en varios repartos Ver el manual de instrucciones del compresor. apropiado. DEFICIENCIA EN LA PRESIN DEL SISTEMA La presin de aire en el sistema no es Seguir las recomendaciones dadas. constante y es demasiado baja como se mencion anteriormente * La vlvula de relevo fue fijada a una * Incrementar la presin establecida en presin que no es suficientemente alta. la vlvula, checar el manual. * La vlvula de relevo tiene fuga de aire. * Verificar lo establecido. * El resorte de la vlvula de relevo esta * Remplazar el resorte rota.50


PROBLEMAS SOLUCIONES La cabeza esta suelta Apretar la cabeza, checar el manual. Las vlvulas de control tienen fugas Bloquear partes del circuito y localizar internas. falla donde esta la filtracin, reparar. El aire en el tanque, recircula libremente Verificar si el retorno de la lnea si esta a travs del sistema. abierto. COMPRESOR CON RUIDO ANORMAL La lnea de succin, filtro, o succin de tuberas restringidas estn parcialmente obstruidas. El depsito de aire esta tapado. Limpiar la Succin, eliminar restricciones, asegurar que la lnea de entrada este abierta. Limpiar o reemplazar el respirador. el manual apropiado de para

El compresor esta operando demasiado Ver rpido.

recomendaciones mximas.

velocidades

Las partes estn rotas. Remplazar las partes rotas. PARTES ROTAS DENTRO DEL COMPRESOR Presin excesiva arriba del lmite Checar el regulador del mximo mximo fijado en el manmetro del establecido en el compresor. compresor. Ruptura debido a la falta de aceite. Checar el nivel de aceite, verificar dao y reparar NO OPERA EL SISTEMA El sistema falla con algunos problemas Seguir las soluciones recomendadas listados en la tabla anterior. anteriormente. OPERACIONES LENTAS El aire es presentado en el sistema. Verificar el sistema Vlvulas de control tienen una fuga Reparar vlvula, limpiar la unidad y interna. remover las materias extraas. Opera lento al inicio despus, la Checar El manual de lubricacin temperatura incrementa, la velocidad adecuado. baja lentamente despus de calentarse. SE CALIENTA EL COMPRESOR La vlvula de alivio es calibrad a mas Checar el manual de presin correcta: alta presin de lo necesario, restablecer la vlvula de relevo. Fugas internas de aceite, debido a la Reparar el compresor. operacin del compresor. La viscosidad de aceite es muy alta. Checar el manual del aceite y usar checar a varias temperaturas.51


PROBLEMAS SOLUCIONES El enfriador de aire funciona Inspeccionar el enfriador, limpiar dentro y inadecuadamente en el corte. fuera. EXCESIVO LA TEMPERATURA EN EL SISTEMA Las lneas estn restringidas Remplazar lneas comprimidas, remover obstruccin si estn parcialmente tapadas. El compresor no reparte la descarga Verificar ajuste de presin de vlvulas de adecuadamente. alivio este en la posicin correcta. El radiador es insuficiente. Verificar operacin del sistema de enfriamiento. El depsito de aire es demasiado Remplazar la unidad con un depsito pequeo para suministro adecuado ms grande. Las vlvulas o tuberas estn Checar el flujo de la velocidad a travs sobrecargadas. de las lneas y las vlvulas, comparar estas con el manual de recomendaciones. GIRO DEL MOTOR EN DIRECCIN INCORRECTA Conductores se cruzan entre el control Checar el circuito para determinar la de vlvula y el motor. conexin correcta del conductor entre la vlvula de control y el motor. EL MOTOR NO DESARROLLA la presin del sistema, La carga de la vlvula de alivio es Checar excesiva, el ajuste establecido no es restablecer la vlvula de alivio. correcto. Vlvulas de alivio abiertas Limpiar o remplazar la vlvula de alivio, ajustarla. El aceite circula libremente a travs del Checar el control de alivio. depsito en el sistema. El compresor no entrega suficiente Checar el compresor y su presin, presin. reparar o remplazar. PRESIN ANORMAL CUANDO NO OPERA Lnea tiene filtracin, o vlvula check Remplazar o reparar vlvula o reparar fuga lnea. NOTA: Relevar las presiones internas antes de hacer reparaciones en los compresores o en sistema.Tabla.2.10.1.- Mantenimiento, fallas y correcciones

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3.- MANTENIMIENTO III 3.1.- Llenado de formatos de mantenimiento mecnico Las actividades de mantenimiento ejecutadas en las unidades de cualquier instalacin, tienen primordialmente el objetivo de evitar interrupciones en los procesos productivos, originadas por unidades que tengan que sacarse de operacin por alguna causa no deseada o no prevista. Por lo general, el mantenimiento aplicado a las unidades se basa en el cumplimiento de un programa, que se emite con una frecuencia variable especificada en horas o en das, pudiendo ser en ste ltimo caso semanal, mensual anual. En el programa se establecen las actividades de mantenimiento, as como la periodicidad o frecuencia con la que se aplican. Las actividades de mantenimiento mecnico que se van a realizar, se clasifican en diferentes maneras, por ejemplo: Mantenimiento Mayor, Mantenimiento Menor, Lubricacin, etc. dependiendo de la complejidad y la frecuencia de la aplicacin. La relacin detallada de las actividades de mantenimiento cualquiera que sea su clasificacin, se encuentra en las Cartas de Mantenimiento, y stas a su vez forman parte del Manual de Procedimientos. Tanto la frecuencia de aplicacin, como las actividades a ejecutar, se especifican tomando en cuenta factores como son los siguientes: Caractersticas del servicio que presta la unidad. Tiempo que permanece en servicio la unidad. Condiciones del medio ambiente que rodean la unidad. Recomendaciones del fabricante. Experiencia adquirida durante la ejecucin de los programas. Cualquier otra informacin obtenida de libros, manuales, etc.

Tomando como base el Programa Calendarizado Anual, se elabora el Programa Semanal, y de acuerdo a ste se emiten las Ordenes de Trabajo correspondientes a cada unidad considerada en ese programa.53


Los formatos de la orden de trabajo tienen particular importancia, ya que la informacin que contienen es de utilidad para diferentes conceptos como son: Registro del cumplimiento o incumplimiento del programa. Re-programacin de actividades no ejecutadas. Registro histrico del mantenimiento para cada unidad. Registro de informacin estadstica. Registro del costo del los materiales utilizados. Registro del costo de la mano de obra utilizada

Considerando lo anterior, se hace evidente, que la utilidad de la informacin contenida en el formato de la Orden de Trabajo, ser mayor en cuanto est mas completa y sea verdica.

3.2.- Orden de trabajo de mantenimiento mecnico En las pginas siguientes se muestra la vista frontal y el anverso del formato de una orden de trabajo, en la cual hay los espacios suficientes para anotar la informacin necesaria, relacionada con los datos del equipo, de la unidad, de los materiales utilizados, del tiempo de ejecucin y los nombres y categoras del personal que la ejecuta. Tambin se detallan las precauciones que se tienen que tomar, para cumplir con la Normatividad relacionada con la Seguridad Industrial, as como con todos los aspectos ecolgicos relacionados con la proteccin al entorno.

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Figura.3.2.1. Formato de orden de trabajo

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Figura.3.2.2.Reverso de formato de orden de trabajo56


3.3.- Aplicacin de una orden de trabajo de mantenimiento mecnico Cada semana, se emiten las rdenes de trabajo para las unidades comprendidas en ese perodo en el Programa Calendarizado. Estas rdenes, se entregan al Encargado de Mantenimiento Mecnico, quien es el responsable de la ejecucin de la misma. Para ejecutar la orden, se requiere tener disponible la Carta de Mantenimiento correspondiente. Tambin se requiere tener disponibles los materiales, herramientas, equipos e instrumentos recomendados. En la Carta de Mantenimiento se detallan las actividades de mantenimiento en una secuencia lgica para su ejecucin. Cuando el caso los requiere, se dan los valores de parmetros a medir, comprobar y registrar, como pueden ser: Valores de Temperatura. Dimensiones Mximas Mnimas. Presiones. Tolerancias. Valores de Torsin (Torque) Valores de Voltaje. Valores de Corriente Cuando as lo requiera la Orden, los valores solicitados debern registrarse, ya que esta informacin sirve de apoyo para los registros estadsticos. Una vez llenado el formato de la Orden, el Encargado de Mantenimiento Mecnico lo entrega al Supervisor de Mantenimiento Mecnico, quien efecta los registros correspondientes, para hacerlo llegar al Encargado de Rama Mecnico.

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4.- Metrologa Dimensional

4.1.- Breve historia de la metrologa

Se considera que el primer sistema de medicin SISTEMA METRICO fue desarrollado en Francia en el ao 1800. La unidad de longitud se tomo como igual a 1/10 000 000 de la cuarta parte de un meridiano (polo norte al ecuador) y se le denomin metro. La unidad de volumen fue un cubo de 1/10 de metro por lado llamado litro. La masa de agua que llena este cubo fue el kilogramo, o sea, el estndar de masa; es decir, 1 litro de agua = 1 kilogramo de masa. Se construyeron barras y pesas metlicas, conforme a estas prescripciones, para el metro y el kilogramo. Se seleccionaron una barra y una pesa para que fueran las representaciones primarias. En la actualidad el kilogramo y el metro se definen de manera independiente y el litro an cuando durante muchos aos se defini como el volumen de un kilogramo de agua a la temperatura de su mxima densidad 4C y bajo una presin de 76 cm de mercurio, ahora se considera igual a un decmetro cbico. En 1866, el congreso de Estados Unidos reconoci formalmente las unidades mtricas como un sistema legal y en consecuencia permita su aplicacin en Estados Unidos. En 1893 los Estados Unidos fijaron los valores de la yarda y de la libra en trminos del metro y del kilogramo, respectivamente como, 1 yarda = 3600/3937 m, y 1 libra = 0.453 592 4277 Kg. En 1959, por acuerdo entre los laboratorios nacionales de normas de las naciones de habla inglesa, las relaciones que se aplican en la actualidad son: 1 yd = 0.9144 m, por lo que 1 pulg. = 25.4 mm exactamente y 1lb = 0.453 592 37 Kg, o bien, 1lb = 453.59 g (aproximadamente).

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En 1960 en la dcima primera Conferencia General Internacional Sobre Pesas y Medidas redefini y amplio el sistema, con el fin de incluir otras unidades fsicas y de ingeniera. A este ampliado se le dio el nombre de SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SIU) El Sistema Internacional consta de siete unidades bsicas, dos unidades suplementarias, un conjunto de unidades derivadas, coherentes con las bsicas y las suplementarias, y un conjunto de prefijos aprobados para la formacin de mltiplos y submltiplos de las diversas unidades Actualmente, la mayora de los pases del mundo, tienden a unificar sus sistemas de unidades y tratan de adoptar el Sistema Internacional de Unidades (SI). Desgraciadamente, las medidas del SI no han sido totalmente adoptadas en muchas aplicaciones industriales por el alto costo que esto significa. En Estados Unidos, no obstante que el sistema internacional de unidades tiene avance, todava se utiliza en un gran porcentaje de industrias el sistema antiguo de unidades (USCS), por esta razn, conviene estar familiarizado tanto con el sistema internacional de unidades como con el sistema de unidades en Estados Unidos (USCS).

4.2.- Equivalencias en el sistema ingls

Sistemas de unidades: Un sistema de unidades est formado por dos tipos de unidades: unidades fundamentales y unidades derivadas. Son unidades fundamentales o unidades bsicas, las que sirven como base para formar un sistema de unidades. Unidades derivadas, son aquellas que estn formadas por dos o ms unidades bsicas. Actualmente se conocen seis sistemas de unidades: tres sistemas absolutos y tres gravitacionales.59


Sistemas absolutos de unidades: Los sistemas absolutos, tienen como unidades fundamentales, las de longitud, masa y tiempo: 1.- MKS absoluto; Metro, Kilogramo, segundo, m/s, m/s2; (m) (Kg) (s) 2.- cgs absoluto; centmetro, gramo, segundo, cm/s, cm/s2; (cm) (g) (s) 3.- Sistema Ingls absoluto; pie, libra, segundo, ft/s, ft/s2; (ft) (lb) (s)

Unidades derivadas del sistema MKS absoluto: Fuerza.. Newton (N), Kg . m/s2 Energa.......................... Joule (J), N . m Potencia.. Watt (W), J/s Presin. Pascal (Pa), N/m2

Unidades derivadas del sistema cgs absoluto: Fuerza..... Dina cm.g/s2 Energa..Ergio Dina.cm. Potencia... Ergio/s

Unidades derivadas del sistema Ingls absoluto: Fuerza.. Poundal lb.ft/s2 Velocidad. ft/s Aceleracin. ft/s2

Sistemas de unidades gravitacionales: Los sistemas de unidades gravitacionales tienen como unidades bsicas o fundamentales, las de longitud, fuerza y tiempo:

1.- MKS gravitacional; metro, Kilogramo, segundo; (m) fuerza (s) Kilopondio (Kgf) 2.- cgs gravitacional; centmetro, gramo fuerza, segundo; (cm) gf (s) 3.- Sistema Ingls gravitacional; pie, libra fuerza, segundo; (ft) (lbf) (s)60


Unidades derivadas de los sistemas gravitacionales: MKS gravitacional; Masa unidad tcnica de masa (UTM); ( Kgf/m/s2 ) MKS cgs gravitacional; Masa unidad tcnica de masa (UTM); (gf/cm./s2 ) cgs Sistema Ingls gravitacional; Masa Slug, lbf; ft/s2 Para interpretar correctamente las unidades de un sistema, al leer un libro, algn

escrito cientfico o problema, si la masa est expresada en Kilogramos, gramos o libras, la fuerza en Newtons, Dinas o Poundals, se trata de sistemas absolutos. Si la masa est expresada en UTM,o Slug, la fuerza en Kilogramos o libras, se trata de sistemas gravitacionales.

Sistemas de unidadesNombre Unidades Sistema Ingles Sistema Mtrico Sistema CGS Sistema Internacional(SI)

Longitud Masa Fuerza Tiempo

L M F T

1 pie 1 slug 1 lb 1s

1m 1 kg 1s

1 cm 1g 1dina 1s

1m 1 kg 1N 1s

Tabla.4.2.1.Sistemas de unidades

Equivalencias en sistema ingls Unidades de longitud NOMBRE 1 plg (in) = 1 pie (ft) = 1 yd = 1 mm = 1m = 1 km = plg 1 12 36 0.03937 39.37 39 370 pie 0.08333 1 3 3281x10-6 3.281 3281 yd 0.02778 0.333 1 1094x10-6 1.094 1094 mm 25.4 304.8 914.4 1 1000 10-6 m 0.0254 0.3048 0.9144 0.001 1 1000 Km 10-6 0.001 1

Tabla.4.2.2.Sistema Ingles: Longitud

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Unidades de rea NOMBRE 1 plg2 = 2 1 pie = 2 1 yd = 2 1 cm = 2 1 dm = 2 1m = plg2 1 144 1296 0.155 15.5 1550 pie2 1 9 0.1076 10.76 yd2 0.1111 1 0.01196 1.196 cm2 6.452 929 8361 1 100 10 000 dm2 0.06452 9.29 83.61 0.01 1 100 m2 64.5x10-5 0.0929 0.8361 0.0001 0.01 1

Tabla.4.2.3.Sistema Ingles: rea

Unidades de volumen NOMBRE 1 plg3 = 3 1 pie = 3 1 yd = 3 1 cm = 3 1 dm = 3 1m = plg3 1 1728 46 656 0.06102 61.02 61023 pie3 1 27 3531X10-8 0.03531 3531 yd3 0.037 1 1.31X10-6 0.00131 130.7 cm3 16.39 28320 765400 1 1000 10-6 dm3 0.01639 28.32 0.001 1 1000 m3 0.283 10-6 0.001 1

Tabla.4.2.4.Sistema Ingles: Volumen

Unidades de masa NOMBRE dram 1 dram = 1 1 oz = 16 1 lb = 256 1g = 0.5644 1 kg = 564.4 1 Mg = 564.4x103 oz 0.0625 1 16 0.03527 35.27 35 270 lb 0.003906 0.0625 1 0.002205 2.205 2205 g 1.772 28.35 453.6 1 1000 106 kg 0.00177 0.02835 0.4536 0.001 1 1000 Mg 10-6 0.001 1

Tabla.4.2.5.Sistema Ingles: Masa

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Unidades de trabajo y energa NOMBRE pie-lbf kgf-m J 1 pie-lbf = 1 0.1383 1.356 1 kgf-m = 7.233 1 9.807 1J = 0.7376 0.102 1 6 3 1 kW-h = 2.655x10 367.1x10 3.6x106 1 kcal = 3.087x103 426.9 4187 1 Btu = 778.6 107.6 1055 kW-h 376.8x10-9 2.725x10-6 277.8x10-9 1 1.163x10-3 293x10-6 kcal Btu -6 324x10 1.286x10-3 2.34x10-3 9.301x10-3 239x10-6 948.4x10-6 860 3413 1 3.968 0.252 1

Tabla.4.2.6.Sistema Ingles: Trabajo y Energa

Unidades de potencia NOMBRE hp 1 hp = 1 1 kgf= 13.15x103 m/s 1W = 1.34x10-3 1 kW = 1.341 1 kcal/s = 5.614 1 Btu = 1.415 kgf-m/s 76.04 3.6x106 0.102 102 426.9 107.6 W 745.7 9.807 1 1000 4187 1055 kW 0.7457 9.807x10-3 10-3 1 4.187 1.055 kcal/s 0.1782 2.344x103

Btu 0.7073 9.296x10-3 948.4x10-6 0.9484 3.968 1

239x10-6 0.239 1 0.252

Tabla.4.2.7.Sistema Ingles: Potencia

4.3.- Equivalencia en el sistema Internacional (SIU)

Unidades bsicas del sistema internacional de unidades (SIU): CLASE UNIDAD Longitud Metro Masa Kilogramo Tiempo segundo Corriente elctrica ampere (amperio) Temperatura Termodinmica Kelvin Intensidad luminosa candela Cantidad de sustancia mol UNIDADES COMPLEMENTARIAS:63

SIMBOLO m Kg s A K cd mol

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M. VII ENCARGADO DE MANTENIMIENTO MECÁNICO

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