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confiabilidad
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UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA
ESTUDIO DE MANTENIMIENTO BASADO EN CONFIABILIDAD (RCM) APLICADO EN TRANSMISIÓN DE LEVANTE DE PALAS ELÉCTRICAS BUCYRUS 495HR EN COMPAÑÍA
MINERA DOÑA INES DE COLLAHUASI SCM.
Informe de Habilitación Profesional presentado en
conformidad a los requisitos para optar al Título
de Ingeniero Civil Mecánico.
Profesor Guía:
Sr. CLAUDIO VILLEGAS ULLOA
DANIEL ARÉVALO OLIVERA
CONCEPCION – CHILE
2013
SUMARIO
El presente trabajo de título se desarrolló en Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi,
perteneciente a Anglo American plc, Glencore y Japan Collahuasi Resources B.V. Esta
organización, ubicada a unos 186 kms. de la ciudad de Iquique solicitó el desarrollo de un
estudio de confiabilidad de su flota de Palas Electricas Bucyrus 495HR . Estos equipos se
desempeñan en la unidad de apoyo de los trabajos mineros (movimiento de tierra) y
pertenecen a la Gerencia de Operaciones Mina.
Los equipos poseen índices de desempeño muy bajos de acuerdo a lo esperado por la
empresa, por lo que este estudio está orientado a determinar el porqué de esta situación y
recomendar estrategias que disminuyan tales comportamientos.
El desarrollo del estudio se basa en la implementación de la técnica del Mantenimiento
Centrado en Confiabilidad (RCM), por lo cual, una introducción en los conceptos de
confiabilidad, mantenimiento general y la metodología del RCM se desarrollan como base
para efectuar el trabajo.
Una vez interiorizados de los conceptos claves del estudio, el primer paso consiste en
determinar los sistemas de componentes críticos del equipo, los cuales serán analizados
posteriormente. Dicha etapa consiste en realizar un Análisis de Fallas de los sistemas
pertenecientes a la pala, entregando como resultados valores de indicadores de gestión de
mantenimiento como el MTBF, MTTR, método de Jack Knife, entre otros; que permiten
determinar cuáles componentes presentan la condición de criticidad. El resultado de este
análisis determinó que el sistema de levante, sistema estructural y sistemas secundarios de
la pala presentan dicha condición.
La siguiente sección analiza el sistema más crítico obtenido anteriormente por medio de la
metodología entregada por el RCM, la cual permite evaluar las consecuencias y frecuencias
de las diversas fallas que pueden afectar a las funciones principales del sistema en cuestión,
entregando estrategias de mantenimiento a cada una de ellas. Esto consiste en asignarles tareas
preventivas o acciones determinadas que busquen de alguna manera disminuir sus efectos. A
partir de esto se obtuvieron estrategias para las fallas frecuentes que se analizaron.
Estos análisis fueron apoyados por la realización de un árbol de falla para el sistema de
levante, sistema estructural y sistemas secundarios, con el fin de observar las posibles fallas
y combinaciones de éstas que se pueden presentar en estos sistemas.
TABLA DE CONTENIDOS
1 INTRODUCCION ...................................................................................................... 1
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................... 3
3 OBJETIVOS ............................................................................................................... 5
3.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................... 5
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................... 5
4 MARCO TEÓRICO.................................................................................................... 6
4.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE CONFIABILIDAD. ............................. 6
4.1.1 Teoría de la Confiabilidad ............................................................................. 6
4.1.2 Funciones de Confiabilidad ........................................................................... 6
4.1.3 Teoría de Falla .............................................................................................. 8
4.1.3.1 Definición de Falla ................................................................................ 8
4.1.3.2 Tasa de Falla.......................................................................................... 9
4.1.4 Tiempo Promedio Entre Fallas (MTBF) ...................................................... 11
4.1.5 Tiempo Promedio Para Reparar (MTTR) .................................................... 11
4.1.6 Disponibilidad ............................................................................................ 11
4.1.7 Método del Jack Knife ................................................................................ 12
4.2 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE MANTENIMIENTO ......................... 14
4.2.1 Técnicas de Mantenimiento ........................................................................ 15
4.2.1.1 Mantenimiento Predictivo o a Condición ............................................. 15
4.2.1.2 Mantenimiento Preventivo o Programado: ........................................... 15
4.2.1.3 Mantenimiento Correctivo: .................................................................. 15
4.2.1.4 Mantenimiento Detectivo: .................................................................... 16
4.2.1.5 Mantenimiento Mejorativo: ................................................................. 16
4.2.2 Relación entre Mantenimiento y Confiabilidad ........................................... 16
4.3 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL MANTENIMIENTO CENTRADO EN
CONFIABILIDAD (RCM)........................................................................................... 17
4.3.1 Definición ................................................................................................... 17
4.3.2 Metodología de RCM ................................................................................. 18
4.3.2.1 Funciones y Parámetros de Funcionamiento:........................................ 19
4.3.2.2 Fallas Funcionales: .............................................................................. 20
4.3.2.3 Modos de Fallas (Causas de Falla): ...................................................... 20
4.3.2.4 Efectos de Fallas: ................................................................................. 20
4.3.2.5 Consecuencias de Modos de Fallas: ..................................................... 20
4.3.2.6 Tareas Proactivas: ................................................................................ 21
4.3.2.7 Acciones “A Falta De”: ....................................................................... 21
4.3.3 Beneficios del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad ........................... 22
4.4 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL ANÁLISIS DE ÁRBOL DE FALLA
(AAF) ……………………………………………………………………………………23
5 DESARROLLO DEL TRABAJO ............................................................................. 25
5.1 ANÁLISIS DE FALLAS DE LOS SISTEMAS DE LA PALA BUCYRUS 495HR
25
5.1.1 Análisis de Detenciones .............................................................................. 27
5.1.2 Análisis de Indicadores de Gestión de Mantención ...................................... 29
5.1.3 Análisis de Tasas de Fallas y Confiabilidad................................................. 36
5.1.3.1 Tasas de Fallas ..................................................................................... 36
5.1.3.2 Confiabilidad ....................................................................................... 37
5.2 IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS CRÍTICOS ............................................... 39
5.3 APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DEL MANTENIMIENTO
CENTRADO EN CONFIABILIDAD (RCM). .............................................................. 40
5.3.1 Hoja FMEA ................................................................................................ 47
5.3.1.1 Funciones Principales .......................................................................... 47
5.3.1.2 Fallas Funcionales ............................................................................... 47
5.3.1.3 Modos de Fallas ................................................................................... 48
5.3.1.4 Ocurrencia de Modos de Fallas ............................................................ 48
5.3.1.5 Efecto de los modos de falla. ............................................................... 48
5.3.2 Hoja RPN ................................................................................................... 49
5.3.3 Hoja RCM .................................................................................................. 49
5.3.3.1 Consecuencia de Modos de Fallas ........................................................ 50
5.3.3.2 Tareas Preventivas ............................................................................... 50
5.4 ANÁLISIS DE ÁRBOL DE FALLA ................................................................. 52
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................... 53
6.1 Conclusiones...................................................................................................... 53
6.2 Recomendaciones .............................................................................................. 55
7 BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS........................................................................ 57
ANEXO N° 1: .................................................................................................................. 59
ANÁLISIS DE CRITICIDAD DE FLOTA DE PALAS BUCYRUS 495HR. ............... 59
ANEXO N° 2: .................................................................................................................. 62
DESCRIPCION DE EQUIPOS BUCYRUS 495HR. .................................................... 62
ANEXO N° 3: .................................................................................................................. 74
COMPONENTES Y SISTEMAS PRINCIPALES DE LA PALA BUCYRUS MODELO
495HR. ......................................................................................................................... 74
ANEXO N° 4: .................................................................................................................. 78
RESULTADO DE ANALISIS DE FALLA PARA LA FLOTA DE PALAS BUCYRUS
495HR EN LOS AÑOS 2011 Y 2012. .......................................................................... 78
ANEXO N° 5: .................................................................................................................. 85
FRECUENCIA DE FALLAS PARA LOS SISTEMAS CRITICOS DE LA FLOTA DE
PALAS BUCYRUS 495HR. ........................................................................................ 85
ANEXO N° 6: .................................................................................................................. 87
HOJA FMEA PARA EL SISTEMA DE LEVANTE DE LA PALA BUCYRUS 495HR.
87
ANEXO N° 7: .................................................................................................................. 96
ENCUESTA REALIZADA PARA DETERMINAR NÚMERO DE PRIORIDAD DE
RIESGO. ...................................................................................................................... 96
ANEXO N° 8: ................................................................................................................ 100
HOJA RPN PARA EL SISTEMA DE LEVANTE DE LA PALA BUCYRUS 495HR.
100
ANEXO N° 8: ................................................................................................................ 109
ARBOL DE DECISIÓN DE RCM. ............................................................................ 109
ANEXO N° 9: ................................................................................................................ 111
HOJA RCM PARA EL SISTEMA DE LEVANTE DE LA PALA BUCYRUS 495HR.
111
ANEXO N° 10: .............................................................................................................. 120
ANALISIS DE ARBOL DE FALLA. ......................................................................... 120
INDICE DE FIGURAS
Figura 4.1. Patrones de Fallas relacionados con la edad del equipo o componente. ........... 10
Figura 4.2. Dispersión logarítmica con límites integrados................................................. 13
Figura 4.3. Dispersión con todos sus límites graficados. ................................................... 14
Figura 4.4. Relación entre mantenimiento y confiabilidad. ............................................... 17
Figura 4.5. Preguntas básicas del mantenimiento centrado en confiabilidad ...................... 19
Figura 5.1. Fallas en sistemas de componentes flota palas Bucyrus 495HR ...................... 28
Figura 5.2. Tiempo indisponible por sistemas de componentes en la pala bucyrus 495 HR
para el periodo 2011-2012 (Tiempo total anual en horas considerado: 8760 hr x 4 equipos).
........................................................................................................................................ 29
Figura 5.3. Tiempo promedio entre fallas para sistemas de la pala Bucyrus 495HR en el
periodo 2011-2012 (Tiempo total anual en horas considerado: 8760 hr x 4 equipos). ....... 30
Figura 5.4. Tiempo promedio para reparar para sistemas de la pala Bucyrus 495HR en el
periodo 2011-2012 (Tiempo total anual en horas considerado: 8760 hr x 4 equipos). ....... 31
Figura 5.5. Disponibilidad de sistemas de la pala para el periodo 2011-2012. ................... 32
Figura 5.6. Jack Knife de los sistemas de la pala para el periodo 2011-2012. .................... 33
Figura 5.7. Vida útil de los componentes vs duración real periodo 2011-2012 .................. 34
Figura 5.8. Costos de compra de componentes sistema de levante periodo 2011-2012 ...... 35
Figura 5.9. Tazas de fallas del sistema levente de equipos 06, 08, 09 y 10 para el periodo
2011 y 2012 ..................................................................................................................... 36
Figura 5.10. Confiabilidad del sistema levante equipos 06, 08, 09 y 10 para el periodo 2011
y 2012 .............................................................................................................................. 38
Figura 5.11. Tiempo indisponible por fallas en sistema de levante en flota de palas periodo
2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos). .................................. 41
Figura 5.12. Cantidad de detenciones por fallas en sistema de levante en flota de palas
periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos). ...................... 41
Figura 5.13. Análisis Jack Knife aplicado a las fallas del sistema de levante para el periodo
2011-2012 ........................................................................................................................ 42
Figura 5.14. Tiempo indisponible por fallas en sistema estructural en flota de palas periodo
2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos). .................................. 44
Figura 5.15. Cantidad de detenciones por fallas en sistema estructural en flota de palas
periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos). ...................... 44
Figura 5.16. Análisis Jack Knife aplicado a las fallas del sistema estructural para el periodo
2011-2012 ........................................................................................................................ 45
Figura 5.17. Tiempo indisponible por fallas en sistemas secundarios en flota de palas
periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos). ...................... 45
Figura 5.18. Cantidad de detenciones por fallas en sistemas secundarios en flota de palas
periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos). ...................... 46
Figura 5.19. Análisis Jack Knife aplicado a las fallas de sistemas secundarios para el
periodo 2011-2012 ........................................................................................................... 46
Figura A1.1. Comparación de disponibilidad flota de Palas año 2011 y 2012. .................. 60
Figura A1.2. Mantenciones programadas versus mantenciones no programadas en año 2011
y 2012. ............................................................................................................................. 60
Figura A1.3. Tiempo promedio entre fallas de flota de Palas comparados con el valor
esperado por la empresa. (Promedio año 2011-2012) ....................................................... 61
Figura A1.4. Tiempo promedio para reparar de flota de Palas comparados con el valor
esperado por la empresa. (Promedio año 2011-2012) ....................................................... 61
Figura A2.1. Esquema general de los componentes exteriores del equipo. ........................ 64
Figura A2.2. Dimensiones generales del equipo acotadas. ................................................ 65
Figura A2.3. Esquema de la infraestructura de la Pala Bucyrus 495HR (Fuente: Manual de
Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ............................................................. 67
Figura A2.4. Esquema general sistema de rodado (Fuente: Manual de Servicio de Pala
Electrica Bucyrus Modelo HR). ....................................................................................... 68
Figura A2.5. Conjunto de bastidores y orugas del sistema de rodado (Fuente: Manual de
Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ............................................................. 68
Figura A2.6. Esquema general superestructura Palas Bucyrus 495HR (Fuente: Manual de
Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ............................................................. 69
Figura A2.7. Esquema general del sistema de levante del equipo (Fuente: Manual de
Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ............................................................. 70
Figura A2.8. Disposición de los cables de empuje y recoge (Fuente: Manual de Servicio de
Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ................................................................................ 71
Figura A2.9. Conjunto sistema de empuje y recoge con tambor, transmisión y motor
(Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). .............................. 71
Figura A2.10. Esquema general del sistema de giro de la Pala (Fuente: Manual de Servicio
de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ........................................................................... 72
Figura A2.11. Esquema general de las estructuras de operación de la Pala (Fuente: Manual
de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR). ......................................................... 73
Figura.A4.1. Jack Knife sistemas Pala 06 año 2011 y 2012. ............................................. 80
Figura A4.2. Jack Knife sistemas Pala 08 año 2011 y 2012. ............................................. 81
Figura A4.3. Jack Knife sistemas Pala 09 año 2011 y 2012. ............................................. 83
Figura A4.4. Jack Knife sistemas Pala 10 año 2011 y 2012. ............................................. 84
INDICE DE TABLAS
Tabla A3.1: Componentes principales de la Pala Bucyrus 495HR. ................................... 75
Tabla A4.1. Análisis de detenciones para Pala 06 en el año 2011. .................................... 79
Tabla A4.2. Análisis de detenciones para Pala 06 en el año 2012. .................................... 79
Tabla A4.3: Análisis de detenciones para Pala 08 en el año 2011. .................................... 80
Tabla A4.4: Análisis de detenciones para Pala 08 en el año 2012. .................................... 81
Tabla A4.5: Análisis de detenciones para Pala 09 en el año 2011. .................................... 82
Tabla A4.6: Análisis de detenciones para Pala 09 en el año 2012. .................................... 82
Tabla A4.7: Análisis de detenciones para Pala 10 en el año 2011. .................................... 83
Tabla A4.8: Análisis de detenciones para Pala 10 en el año 2012. .................................... 84
TablaA5.1. Fallas principales en el sistema estructural de las Palas en los años 2011 y 2012.
........................................................................................................................................ 86
Tabla A5.2. Fallas principales en el sistema secundarios de las Palas en los años 2011 y
2012. ................................................................................................................................ 86
Tabla A5.3. Fallas principales en el sistema levante de las Palas en los años 2011 y 2012. 86
1
1 INTRODUCCION
La continua evolución de las ciencias y tecnologías han aumentado la complejidad de los
activos de las empresas, lo cual ha generado que se desarrollen nuevas técnicas de
mantención. Además, la gran competitividad de los mercados ha provocado que el
mantenimiento tome una gran importancia a la hora de garantizar la disponibilidad de los
sistemas productivos.
Esto último se encuentra bastante distanciado de lo que se hacía en el pasado, en donde el
proceso de mantención solamente actuaba cuando el equipo o sistema fallaba, realizándose
de esta manera una tarea correctiva del componente. Esta situación ante lo estable o
estancado del mercado no acarreaba grandes problemas a la hora de vender o producir,
debido a que no existía una competencia real. Sin embargo, a la postre, este actuar podía
traer graves consecuencias a las maquinarias, ya que dichas fallas podían afectar a otros
componentes relacionados con el sistema en falla produciéndose grandes pérdidas
económicas.
Con el pasar de los años y el aparecimiento de nuevos productos y compañías, los
directivos de las empresas comenzaron a darse cuenta de que una mayor disponibilidad de
las plantas productoras, una mayor vida útil de sus equipos y costos más bajos, eran
aspectos claves en lograr una ventaja competitiva y una supervivencia de sus empresas.
No obstante, aunque existen empresas que todavía se manejan con estos principios, éstos ya
no son suficientes para lograr los objetivos gerenciales acordes con la dinámica de los
mercados actuales. Por lo tanto, es en este punto en donde las grandes empresas no planean
permanecer, como es el caso de Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi SCM empresa
que busca adoptar los nuevos conceptos de mantención.
Una mayor disponibilidad y confiabilidad de sus equipos y plantas, mejor relación costo
efectividad, mayor seguridad, mejor cuidado del medio ambiente, mejor calidad de sus
2
productos, mejor servicio y satisfacción al cliente, cumplimientos de plazos y una mayor
duración de sus equipos son garantías de competitividad, reconocimiento y supervivencia
de las empresas hoy en día.
De esta manera es como surgen hoy en día herramientas que ayudan a la obtención de
dichos objetivos, una de ellas es el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad. Ésta entrega
el desarrollo de un trabajo en conjunto con los sistemas productivos de las empresas como
lo son mantenimiento, operación y producción. En base a lo anterior se logran mejoras
significativas en los procesos, ya que se obtienen posibilidades de obtener un mayor y
mejor flujo de información, mayor conocimiento por parte del capital humano de sus
equipos o procesos y un resultado directo de su propio análisis, correspondiente a nuevas
estrategias de mantención para sus equipos. Entre muchos otros logros que se obtienen al
desarrollar un mejoramiento continuo en dirección al nuevo destino de la ingeniería de
mantención.
Dadas estas características, esta herramienta es la utilizada para desarrollar el Estudio de
Confiabilidad de la Flota de Palas Bucyrus modelo 495HR, pertenecientes a la
Vicepresidencia Operaciones Mina de Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi.
El presente informe tiene como objetivo explicar a grandes rasgos los trabajos realizados
hasta el día de hoy en la compañía y también contextualizar al lector en el marco de trabajo
actual.
3
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La flota de Palas Bucyrus modelo 495HR de Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi
está considerada como sistemas que poseen una alta criticidad, dados los bajos parámetros
de desempeño que estos presentan. Los motivos principales que llevan a esta condición se
señalan a continuación:
Baja Disponibilidad:
En los años 2011 y 2012, los valores del indicador disponibilidad se encuentran por
debajo de lo esperado por la empresa. En este periodo se esperaba que tal indicador
fuese de un 82%, debido a que como promedio en la flota se alcanzaron valores de
79% y 80% en ambos años respectivamente, las metas propuestas por la empresa no
fueron cumplidas y cabe mencionar que este indicador tiene gran importancia para
la gerencia de operaciones mina.
Mantenciones Programadas:
Otra condición de criticidad la entrega la comparación entre el porcentaje de
mantenciones programadas versus las mantenciones no programadas, en donde la
primera alcanza un 53% y la segunda el 47% de las tareas realizadas en ambos años.
Esta situación demuestra un claro indicio sobre insuficiencias en la gestión de
mantenimiento.
Tiempo promedio para reparar:
Este indicador trabaja directamente con la gestión de mantenibilidad, es decir, las
reparaciones, señalando que para ambos años la duración de éstas se encuentran
como promedio en 2.5 hrs, valor que no cumple con las expectativas de la empresa
que son de 2 hrs como promedio.
4
Costo compra de repuestos mecánicos:
En este aspecto el presupuesto establecido por la empresa en 2011 es de
US$1.812.039 y para 2012 es de US$2.174.050 siendo las cifras de gastos reales
para 2011 US$2.073.238 superando en un 14% lo esperado para este periodo y para
2012 los gastos son de US$3.234.912 superando en un 49% lo pronosticado para
este periodo.
Por otro lado, es necesario destacar que estos equipos se desenvuelven en un contexto
operacional poco amistoso, debido a que deben operar a una altura sobre el nivel del mar de
aproximadamente de 4.400 metros, soportando una temperatura media anual de 0.9C°
En base a estos antecedentes, en este trabajo se trata de establecer las causas que
condicionan la obtención de los estándares señalados, de manera de mejorar el empleo de
los equipos señalados.
5
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Aplicar la metodología entregada por el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad a los
sistemas críticos de las palas Bucyrus modelo 495HR obtenidos de un análisis de fallas.
Esto para la determinación de nuevas estrategias de mantención y aprovisionamiento.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Realizar un análisis de falla de los sistemas de componentes de la pala Bucyrus
modelo 495HR (MTBF, MTTR, tasa de falla y confiabilidad).
Determinar los sistemas de componentes críticos del equipo.
Realizar el análisis de los sistemas críticos mediante el mantenimiento centrado en
confiabilidad.
Apoyar el análisis de los sistemas críticos con la realización de un análisis de árbol
de falla de los mismos.
Obtener en conjunto con las áreas de mantención y operación las nuevas estrategias
de mantención y aprovisionamiento entregadas por RCM.
6
4 MARCO TEÓRICO
Este capítulo contiene los conceptos claves manejados por cada uno de los temas que se
utilizan como base para los análisis que se realizarán en el próximo capítulo. Estos tópicos
corresponden a Confiabilidad, Mantenimiento, Mantenimiento Centrado en Confiabilidad y
el Análisis de Árbol de Fallas, los cuales se detallan a continuación.
4.1 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE CONFIABILIDAD.
En esta sección se señalan los elementos básicos para la obtención de la confiabilidad de un
equipo tales como Tasas de Fallas e Indicadores de Desempeño.
4.1.1 Teoría de la Confiabilidad
La confiabilidad de un equipo, componente, sistema, etc. en función del tiempo, 𝑅(𝑡) se
define como la probabilidad de que éste mantenga sus especificaciones operacionales, es
decir, que no falle durante un período determinado de tiempo.
Se deduce de la definición anterior que la no – confiabilidad, 𝐹(𝑡) es la probabilidad de que
un equipo trabaje fuera de especificaciones en un periodo definido.
Basándose en lo anterior, se tiene la siguiente relación 𝑅 𝑡 + 𝐹 𝑡 = 1. La obtención
matemática de estos parámetros se describe a continuación.
4.1.2 Funciones de Confiabilidad
El ingeniero sueco Weibull, estableció un tipo de distribución general para determinar la
confiabilidad de los equipos, en base a los registros de fallas de los mismos. Este método es
aplicable para cualquier situación de arranque, operación y desgaste de equipos,
permitiendo de esta manera analizar sistemas con tasa variable.
7
Esta distribución de densidad de Weibull se caracteriza por tres parámetros:
Parámetro de escala 𝛼 > 0, valor que comprime o expande la distribución.
Parámetro de Forma 𝑏 ≥ 0, el cual genera distribución:
Exponencial si 𝛽 = 1
Logarítmica normal si 1 < 𝛽 < 3
Normal si 3 < 𝛽 < 6
Parámetro de localización 𝜇 < 𝑥, que permite desplazar la distribución en el eje de
las abscisas.
A partir de ellos la función de densidad de falla queda dada por:
𝑓 𝑡 =𝛽
𝛼∙ 𝑡 − 𝜇
𝛼
𝛽−1
∙ 𝑒 𝑡−𝜇 𝛼
𝛽
Integrando se obtiene la función acumulada de falla 𝐹(𝑡), llegando la siguiente expresión.
𝐹 𝑡 = 1 −∙ 𝑒 𝑡−𝜇 𝛼
𝛽
= 1 − 𝑅(𝑡)
Sin embargo, este análisis es para sistemas continuos, por lo que por necesidad para este
estudio, es necesario determinar la metodología para datos discretos. Este análisis se
presenta a continuación, determinando todas las variables necesarias e incluidas en este
estudio, y que finalmente se comparan con el resultado de la aplicación de la distribución
de Weibull.
Para el análisis mencionado anteriormente, se citan las siguientes notaciones básicas:
𝑁0: Número de elementos buenos en el instante 𝑡0
𝑁𝑖: Números de elementos buenos en el instante 𝑡𝑖
𝑛𝑖: Número de elementos que fallaron entre 𝑡𝑖y 𝑡𝑖+1
∆𝑡𝑖: Intervalo de tiempo analizado, igual a 𝑡𝑖+1 + 𝑡𝑖
8
De esta manera la función de falla 𝐹(𝑡), o la probabilidad de que el elemento falle en el
intervalo ∆𝑡𝑖 , también conocida como función de densidad de probabilidad de falla, es
entregada por:
𝑓 𝑡𝑖 ∙ ∆𝑡𝑖 =𝑛𝑖𝑁0
Por lo tanto, la función de fallas acumuladas𝐹(𝑡), se obtiene de la manera siguiente:
𝐹 𝑡𝑖 = 𝑓(𝑡𝑖) ∙ ∆𝑡𝑖
𝑖
0
= 𝑛𝑖𝑖0
𝑁0= 1 −
𝑁𝑖
𝑁0
Este resultado permite obtener de forma inmediata la función de confiabilidad, la que viene
dada por:
𝑅 𝑡 =𝑁𝑖
𝑁0= 1 − 𝐹(𝑡𝑖)
Sin embargo existe una variable determinante en el cálculo de la confiabilidad, corresponde
a la tasa de falla, la cual se explica a continuación.
4.1.3 Teoría de Falla
La teoría de la falla corresponde al estudio de los posibles comportamientos o patrones de
falla que se pueden presentar en un equipo, componente o sistema como resultado del
análisis de sus tasas de fallas. Por ende, lo primero en esta sección consiste en dar una
definición para el concepto de falla que se utilizará.
4.1.3.1 Definición de Falla
Se produce una falla en un sistema cuando los sistemas o equipos dejan de trabajar bajo sus
especificaciones o capacidades iniciales para los cuales fueron diseñados o adquiridos.
9
4.1.3.2 Tasa de Falla
La tasa de falla se define como la probabilidad de que un equipo entre en estado de falla
entre los instantes 𝑡 y 𝑡 + ∆𝑡, con la salvedad que el equipo en cuestión no presente
ninguna falla hasta el tiempo 𝑡.
Esta tasa de falla está representa por 𝜆(𝑡), y se calcula de la siguiente manera:
𝜆 𝑡𝑖 =𝑛𝑖
𝑁𝑖 ∙ ∆𝑡𝑖
Donde:
𝑁0: Número de elementos buenos en el instante 𝑡0
𝑛𝑖: Número de elementos que fallaron entre 𝑡𝑖 y 𝑡𝑖+1.
𝑁𝑖: Números de elementos buenos en el instante 𝑡𝑖
∆𝑡𝑖: Intervalo de tiempo analizado, igual a 𝑡𝑖+1 − 𝑡𝑖
Este resultado corresponde al caso de datos discretos, en el caso de un análisis continuo se
obtiene lo siguiente:
𝜆 𝑡 𝑑𝑡 =𝐹 𝑡 + 𝑑𝑡 − 𝐹(𝑡)
𝑅(𝑡)=
𝑑𝐹(𝑡)
1 − 𝐹(𝑡)
En donde 𝑅(𝑡) y 𝐹(𝑡) corresponden a las ya conocidas funciones de confiabilidad y no
confiabilidad. Integrando se encuentran las expresiones continuas para la obtención de
𝑅(𝑡), 𝐹(𝑡) y la función densidad de falla 𝑓(𝑡).
𝑅 𝑡 = 𝑒 𝜆 𝑡 𝑑𝑡𝑖
0 ;𝐹 𝑡 = 1 − 𝑒 𝜆 𝑡 𝑑𝑡𝑖
0 ;𝑓 𝑡 = 𝜆 ∙ 𝑒 𝜆 𝑡 𝑑𝑡𝑖
0
10
En relación con el mantenimiento, es necesario destacar que existen fallas súbitas o
espontáneas para las cuales no es posible el desarrollo de algún tipo de mantenimiento
convencional. Además, existen las fallas relacionadas con la edad del equipo o componente
que se presentan en seis patrones de comportamiento característicos, permitiendo que se
practique algún tipo de tarea proactiva. Estos patrones se muestran en la Figura 4.1 donde
se observa la probabilidad de falla (ordenada) en función de la edad del componente
(abscisa).
Figura 4.1. Patrones de Fallas relacionados con la edad del equipo o componente.
El patrón A, es la distribución de probabilidad de fallas conocida como la curva de “La
Bañera”, la que demuestra una mayor probabilidad condicional de falla tanto en la puesta
en marcha del sistema o componente como en la zona de desgaste del mismo.
Observándose una zona intermedia, en donde la tasa de falla se mantiene constante y
corresponde al período de vida útil del sistema o equipo.
El patrón B y C, presentan un aumento de la probabilidad condicional de falla con la edad,
notándose que en el patrón C dicho comportamiento es menos apreciable. El patrón de falla
D, posee una baja probabilidad condicional de falla en su puesta en marcha, manteniéndose
constante después de alcanzar un punto estable; en cambio el patrón E hace referencia a lo
que se considera fallas totalmente al azar, debido a que la tasa de falla es constante. Por
11
último, el patrón F, presenta una amplia probabilidad de falla en el período de juventud o
infantil, disminuyendo luego hasta un valor constante.
Con estos conceptos básicos ya introducidos, se puede analizar indicadores primordiales en
confiabilidad como lo son el Tiempo Promedio Entre Fallas (MTBF), el Tiempo Promedio
Para Reparar (MTTR) y la Disponibilidad.
4.1.4 Tiempo Promedio Entre Fallas (MTBF)
Este es un indicador que tiene relación con el tiempo promedio que transcurre entre que el
equipo sale, de mantención o una reparación de falla, y vuelve a entrar por igual motivo.
Su forma de cálculo para un análisis continuo, está dada por la siguiente expresión:
𝑀𝑇𝐵𝐹 = 𝑡 ∙ 𝑓 𝑡 𝑑𝑡 = 𝑅(𝑡)∞
0
∞
0
Para el análisis discreto, como ocurre en el presente trabajo, la expresión está definida
como sigue:
𝑀𝑇𝐵𝐹 =1
𝜆
4.1.5 Tiempo Promedio Para Reparar (MTTR)
Indicador que señala el tiempo promedio utilizado tanto para realizar una mantención
preventiva, como correctiva. Se calcula simplemente como el tiempo de una mantención
determinada, dividido por el número de fallas ocurridas en ese período.
4.1.6 Disponibilidad
El porcentaje de tiempo que el equipo se encuentra disponible para su operación, sin la
presencia de fallas, es lo que se conoce como disponibilidad, y que con la ayuda de los
indicadores mencionados anteriormente es posible obtener una relación matemática para
obtener su valor, esta expresión viene dada por:
12
𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑀𝑇𝐵𝐹
𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅∙ 100
4.1.7 Método de Jack Knife
El método de Jack Knife es una técnica usada ampliamente para determinar de manera
acertada la criticidad que tiene un elemento dentro de un conjunto de elementos con solo
conocer indicadores estadísticos básicos.
El método consiste en graficar en una escala logarítmica el número de detenciones versus el
tiempo medio para reparar (MTTR).
Entonces se tiene:
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = 𝑁° 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 ∙ 𝑀𝑇𝑇𝑅
log 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 = log 𝑁° 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 + log(𝑀𝑇𝑇𝑅)
Para poder determinar la criticidad de los puntos, es necesario determinar límites que sean
dependientes de las magnitudes de cada uno de los puntos graficados. Es por esto que se
fijan dos límites como básicos en la grafica; limite MTTR y limite cantidad de detenciones.
El límite cantidad de detenciones se determina de la siguiente forma:
𝑙𝑖𝑚. 𝑐𝑎𝑛𝑡.𝑑𝑒𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 =𝐷
𝑁
Con:
D= suma total de detenciones.
N= número de elementos estudiados.
Y el límite MTTR está definido como:
𝑙𝑖𝑚.𝑀𝑇𝑇𝑅 =𝑄
𝑁
13
𝑄 = 𝑀𝑇𝑇𝑅
𝑛
1
Con los límites obtenidos se obtiene el siguiente grafico:
Figura 4.2. Dispersión logarítmica con límites integrados
De la figura 4.2 se pueden distinguir cuatro cuadrantes, los que indicaran la criticidad de los
puntos.
Agudos: Son fallas que se repiten poco, pero que tardan mucho en repararse. Son
típicas de sistemas confiables complejos que producen fallas catastróficas.
Crónicos: Son fallas repetitivas y fáciles de reparar y que podrían ser minimizadas
con estrategias de mantenimiento preventivo acorde a la falla.
Agudas crónicas: Son fallas recurrentes y de gran complejidad para reparar
características de sistemas complejos.
Bajo control: Son fallas poco habituales y fáciles de reparar, se les llama así porque
en general no presentan una amenaza a la disponibilidad de los equipos.
14
Ahora bien, existe un tercer límite que es que define si estamos frente a problemas de
disponibilidad, el limite ISO Disponibilidad.
Se define como:
𝑙𝑖𝑚. 𝐼𝑆𝑂 𝑑𝑖𝑠𝑝 =𝑀𝑇𝐵𝐹
𝑀𝑇𝐵𝐹 + 𝑀𝑇𝑇𝑅
Y en el grafico queda de la siguiente manera:
Figura 4.3. Dispersión con todos sus límites graficados.
Para la compañia el limite ISO disponibilidad es el más relevante porque para ellos el
indicador disponibilidad es de alta importancia, es por esto que cualquier punto que se
encuentre sobre el limite ISO disponibilidad será considerado como crítico.
4.2 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE MANTENIMIENTO
Esta sección señala las prácticas de mantención que se pueden utilizar en las empresas,
dándose a conocer cuáles son las más convenientes de manejar.
15
4.2.1 Técnicas de Mantenimiento
El desarrollo de las tecnologías y las constantes investigaciones han llevado a la obtención
de nuevas técnicas de mantención, las cuales buscan asegurar una mayor disponibilidad y
confiabilidad de los equipos.
Estas técnicas de mantenimiento o tipos de mantenimiento corresponden al mantenimiento
predictivo, mantenimiento preventivo o programado, mantenimiento correctivo,
mantenimiento detectivo y mantenimiento mejorativo.
4.2.1.1 Mantenimiento Predictivo o a Condición
Este mantenimiento corresponde a la inspección de los equipos a intervalos regulares para
verificar su condición o estado, con la función de tomar, a partir de estos resultados,
acciones para prevenir de fallas o controlar o evitar las consecuencias de las mismas. Estas
inspecciones pueden realizarse a simple vista (Análisis Técnico Visual) como también por
medio de instrumentos.
4.2.1.2 Mantenimiento Preventivo o Programado:
Este mantenimiento consiste en la acción de reacondicionar (recomponer) o sustituir a
intervalos regulares los componentes de un equipo, con el fin de prevenir una falla por
desgaste, debido a que tales intervalos de cambio están relacionados con la edad del
elemento y con su aumento en la probabilidad de que este falle. Por tal motivo, esta acción
no considera el estado en el cual se encuentre el componente en ese instante.
4.2.1.3 Mantenimiento Correctivo:
Este tipo de mantenimiento consiste en el reacondicionamiento o sustitución de los
elementos de un equipo una vez que éstos han fallado. Es simplemente la reparación de la
falla la que se lleva a cabo con este mantenimiento.
16
4.2.1.4 Mantenimiento Detectivo:
Se relaciona con la inspección regular de aquellos componentes que poseen funciones
ocultas, vale decir que en caso de falla éstas no son evidentes para los operadores
debiéndose reacondicionar o sustituir en caso de falla.
4.2.1.5 Mantenimiento Mejorativo:
Consiste en la posibilidad de efectuar un rediseño al equipo, debido a que una función
acarrea grandes consecuencias tanto operacionales como a su entorno, las cuales ya no
pueden ser sostenidas. Cabe señalar, que esta actividad no es un mantenimiento
propiamente tal, pero sus características o tareas lo hacen uno.
4.2.2 Relación entre Mantenimiento y Confiabilidad
La relación entre mantenimiento y confiabilidad queda demostrada en Figura 4.4, en esta se
observa que para lograr una buena disponibilidad es necesario poseer valores óptimos en
los indicadores relacionados con dichos conceptos, al lograr esto, se asegura la obtención
de buenos resultados en la probabilidad de poseer un buen funcionamiento del equipo como
también en la probabilidad de duración de una buena reparación del mismo.
17
Figura 4.4. Relación entre mantenimiento y confiabilidad.
4.3 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL MANTENIMIENTO CENTRADO
EN CONFIABILIDAD (RCM)
El Mantenimiento Centrado en Confiabilidad entrega la posibilidad de ampliar las variables
que se consideran en la obtención de las estrategias o tipos de mantención para un equipo o
sistema en estudio, entregando resultados más aplicables y apegados a la realidad del
contexto operacional del equipo. Esta sección entrega los conceptos que se utilizan en cada
análisis de esta metodología para la obtención de dichos logros.
4.3.1 Definición
El mantenimiento centrado en confiabilidad (Reliability-Centred Maintenance) puede ser
definido como: “un proceso utilizado para determinar qué debe hacerse para asegurar
18
que todo activo físico continúe haciendo lo que sus usuarios quieren que haga en su
actual contexto operacional”.
En esta definición se distinguen aspectos de confiabilidad, ya que, se busca que el activo
permanezca el mayor tiempo posible sin fallar como también se introduce un nuevo
concepto en la visión de mantenimiento que es el denominado contexto operacional,
relacionado en que cada ente de la organización debe conocer el tipo de actividad y bajo
qué condiciones el activo estudiado desempeña sus labores.
De esta manera, el mantenimiento centrado en confiabilidad entrega una metodología para
analizar las fallas principales de un activo, bajo la respuesta a preguntas comunes y que
entrega un completo análisis con el fin de tomar las decisiones más acertadas para cada una
de las causas de fallas identificadas.
4.3.2 Metodología de RCM
El desarrollo del procedimiento entregado por el mantenimiento centrado en confiabilidad
consiste en dar respuesta a siete preguntas básicas sobre temas que van desde las funciones
que realizan los componentes en estudio, a la toma de decisiones sobre sus causas de fallas
(modos de fallas).
Las mencionadas preguntas de RCM, se muestran a continuación en la Figura 4.5, en donde
se señala la información que se obtiene de cada una de ellas sobre el elemento en estudio.
A continuación, se describen cada uno de los siete conceptos principales que las preguntas
buscan responder y que entregan la información necesaria para una adecuada toma de
decisión en cuanto a las estrategias de mantenimiento a utilizar.
19
Figura 4.5. Preguntas básicas del mantenimiento centrado en confiabilidad
4.3.2.1 Funciones y Parámetros de Funcionamiento:
El primer paso de la metodología consiste en determinar las funciones de cada activo en su
contexto operacional; es decir, determinar qué es lo que usuarios quieren que haga y
asegurar que sea capaz de realizarlo (en base a sus especificaciones de diseño). Todo esto
debido a que la pérdida de alguna de ellas afecta a la productividad de la organización.
Estas funciones se clasifican en primarias y secundarias, las primeras corresponde a
aquellas que hacen relación con el motivo de la adquisición del activo; y las segundas a
aquellas funciones que se espera que posea el sistema, tales como consideraciones de
seguridad, comodidad, etc.
20
4.3.2.2 Fallas Funcionales:
Este concepto hace relación a la incapacidad de cumplir una función, por parte del activo,
de acuerdo a él o los parámetros de funcionamiento que el usuario considera aceptable,
definidos en el paso anterior.
4.3.2.3 Modos de Fallas (Causas de Falla):
A continuación del paso anterior, lo que sigue es determinar todos los hechos que pueden
haber causado cada estado de falla o falla funcional, con el fin de determinar qué es lo que
realmente se está tratando de analizar. Para este análisis se pueden analizar fallas de
equipos similares actuando en igual contexto operacional, como también las que se
manejan en el mantenimiento preventivo ó las que no se han analizado y cuentan con gran
posibilidad de producirse. Por otro lado, hay que preocuparse de detallar tales causas de una
manera que permita obtener un pleno conocimiento de la falla, evitando un exceso de
detalles que generan una gran pérdida de tiempo y recursos.
4.3.2.4 Efectos de Fallas:
El cuarto paso del proceso consiste en describir que ocurre cuando sucede la falla. Esta
descripción consiste en rescatar la evidencia de que ha ocurrido la falla, sus efectos en la
producción, en las personas, medio ambiente y que debe hacerse para reparar la falla. Tal
detalle es necesario para determinar la importancia de la falla.
4.3.2.5 Consecuencias de Modos de Fallas:
En esta etapa se busca clasificar las fallas, según sus efectos, en consecuencias de fallas
ocultas, consecuencias ambientales y para la seguridad; también en consecuencias
operacionales y no operacionales. Esto, con el objetivo de determinar “según su grado de
importancia” las estrategias de mantenimiento a tomar; las cuales pueden consistir en tareas
proactivas de mantenimiento, rediseño o ningún mantenimiento convencional, entre otros.
21
Cabe señalar que anteriormente se integra el concepto de falla oculta, el cual tiene relación
con aquellas fallas que no son perceptibles a simple vista, debido a que no poseen un
mecanismo de control asociado a ellas, y que sólo son evidentes cuando una función
relacionada con ella entra en estado de falla (por ejemplo mecanismos de seguridad). Estas
fallas son de gran importancia debido a que podrían ser la causa de fallas múltiples, es
decir, que afecten a otros componentes.
4.3.2.6 Tareas Proactivas:
A partir del análisis anterior se obtienen qué modos de fallas, debido a su importancia, son
necesarios analizar para intentar prevenirlas. El mantenimiento centrado en confiabilidad
reconoce tres categorías de tareas proactivas: las tareas de reacondicionamiento cíclicas,
tareas de sustituciones cíclicas y las tareas a condición.
4.3.2.7 Acciones “A Falta De”:
Éstas son las acciones que se realizan a aquellos modos de fallas a los cuales no se les hace
factible la realización de una tarea proactiva.
Estas acciones pueden ser:
La búsqueda de fallas: Revisiones periódicas de las funciones de los componentes
que poseen funciones que si fallan incurren en fallas ocultas
Rediseñar: Incluir cambios en el diseño original del activo, debido a que sus
consecuencias operacionales o al medio ambiente como a la seguridad son
insostenibles
Ningún mantenimiento programado; Sólo se cambian o reparan los activos cuando
éstos fallan
Estos siete conceptos son analizados por un grupo de personas relacionadas directamente
con el activo en cuestión, debido a que las mencionadas preguntas pueden ser respondidas
de una manera más completa por quienes trabajan directamente con el sistema, por lo tanto
22
se habla de mecánicos, eléctricos, planificador, operador y un técnico especialista; todos
ellos guiados por el facilitador que se encarga de organizar la reunión y que debe ser pleno
conocedor de la metodología RCM.
El resultado del trabajo del grupo de análisis del mantenimiento centrado en confiabilidad
son la hoja FMEA, la hoja RPN y la hoja RCM. La primera responde y registra las
respuestas a las cuatro primeras preguntas fundamentales de la metodología. En la segunda
hoja se determina el número de prioridad de riesgo (RPN) que corresponde al producto de
la probabilidad de ocurrencia, detectabilidad y severidad de los modos de falla. Este
número es calculado para cada modo de falla. La tercera hoja responde y registra las
respuestas a las tres últimas preguntas del mantenimiento centrado en confiabilidad,
obteniéndose de esta manera una estrategia de mantenimiento para cada modo de falla en
análisis. El llenado de esta hoja, se basa en seguir un formato de preguntas entregados por
el árbol de Decisión de RCM.
4.3.3 Beneficios del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad
Finalmente, al terminar este análisis e implementar esta metodología se pueden obtener los
siguientes beneficios:
Generar sinergias comunicacionales entre el personal de mantención y operaciones.
Estrategias de mantención para cada tipo de falla que se presenta en los sistemas de
manera frecuente.
Con el conocimiento y habilidad de cada componente del grupo se logra analizar de
mejor forma las fallas potenciales de los equipos; los esfuerzos individuales no
conducen a nada.
Se logra realizar un mejor análisis de cada uno de los componentes del equipo, ya
que se encuentra con personal altamente calificado y conocedor de éste.
Se logra detectar fallas antes de que ocurran, porque se involucran a nuevos
estamentos al trabajo, como es el área de inspección sintomática, entre otros.
23
4.4 CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL ANÁLISIS DE ÁRBOL DE FALLA
(AAF)
Este análisis determina cuales son las funciones o sistemas más críticos de un equipo y
desglosa estas para encontrar y registrar las causas raíces de las fallas, es decir identifica los
modos de fallas en un diagrama de fácil lectura para el personal de mantenimiento. Con
esto se planifican acciones sobre las mismas, con la finalidad de atenuar o eliminar la
frecuencia de las fallas en el equipo y así lograr una mayor disponibilidad de ellos.
El análisis cuantitativo corresponde a estudiar las probabilidades de ocurrencias de cada
una de esas fallas, para de esta forma, mediante el análisis de las diversas combinaciones,
determinar cuáles son las más críticas o con una mayor probabilidad de ocurrencia. De esta
manera, se obtendrán aquellas fallas a las cuales es necesario realizarles un plan de
mantenimiento o incluirlas en los ya existentes.
La simbología a utilizar en el diagrama AAF se presenta a continuación:
Evento Principal o Falla Principal, del cual comienza el flujo de
posibles fallos que se pueden suceder. También es utilizado como un
evento intermedio con iguales características.
Puerta “Y”, señala que para que se produzca la falla saliente, todas
las señales de entrada deben de suceder simultáneamente, es decir,
deben de coexistir.
Puerta “O”, señala que se produce la falla saliente si alguna de las
entradas se encuentra presente.
24
Evento básico, el cual establece el límite de análisis, señalando el origen
de una falla general.
Este símbolo señala un evento terminal, del cual no es necesario un
mayor análisis, debido a que no se justifica o porque no se tiene
información.
El triángulo simboliza la derivación a un árbol secundario, debido a
que su análisis es igual de extenso que el principal.
De esta forma, se han entregado los conceptos teóricos que serán utilizados en el Capítulo
5, en éste se realizarán los análisis correspondientes para la determinación de los sistemas
críticos del equipo, las posibles combinaciones de fallas que los afecten y las estrategias de
mantención que se llevarán a cabo para cada uno de ellos, como también, el estudio del
impacto económico de un aumento en la disponibilidad de la flota.
25
5 DESARROLLO DEL TRABAJO
El desarrollo del trabajo consistirá en realizar en primera instancia un análisis de fallas de
los sistemas de la pala Bucyrus modelo 495HR, con el fin de obtener los principales
indicadores señalados en el marco teórico.
Luego, a partir de ellos, determinar cuál de aquellos sistemas es crítico para ser estudiado
en la metodología que entrega el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, obteniendo las
estrategias de mantenimiento que deberían realizarse a cada estatus de falla asociados a las
detenciones de aquel sistema.
Dichos resultados serán apoyados con un Análisis de Árbol de Falla de aquellos sistemas
catalogados como críticos, con el fin de ilustrar aquellas fallas más frecuentes que afectan a
los mismos.
Finalmente, se realizará un análisis de indicadores asociados a las horas disponibles y horas
de pana (Parada involuntaria de un equipo por avería, Ref: Diccionario Enciclopédico Vox
1. © 2009 Larousse Editorial, S.L). del equipo, con el objetivo de visualizar la situación en
que se encuentra actualmente el área.
5.1 ANÁLISIS DE FALLAS DE LOS SISTEMAS DE LA PALA BUCYRUS 495HR
Para el análisis de las fallas de los diversos sistemas que forman parte del equipo, se utiliza
la base de datos de las detenciones de las máquinas que operan en la mina. Esta
información la provee SIGEMM, mediante la emisión de informes diarios y mensuales
sobre los movimientos que se producen en todas las áreas del proceso productivo de la
mina.
26
De estos datos se obtiene información relacionada con los motivos de detención (falla) de
los equipos, la fecha y hora de la misma, la duración de la reparación más un comentario
más específico de la falla.
El universo de aplicación de este estudio, corresponde a las palas eléctricas Bucyrus
modelo 495HR de la Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi, estas son la pala 06, 08,
09 y 10 de la Gerencia de operaciones mina. Estos cuatro equipos son considerados como
equipos maduros debido a que poseen un horómetro mayor a 17.000 horas.
La recopilación de los datos para los equipos mencionados anteriormente, se efectuó para
los años 2011 y 2012 con el fin de obtener un análisis más representativo y acertado. A
partir de esta información se realiza un análisis elaborado a los sistemas del equipo, los
cuales corresponden a una agrupación de los componentes principales de las palas
eléctricas y se resumen a continuación.
Sistema de lubricación
Sistema de empuje y recoge
Sistema de Propulsión
Sistema de rodado
Sistema de virar
Sistema de levante
Sistema eléctrico potencia
Sistema estructural
Sistemas secundarios (sistema abrir balde, sistema de aire comprimido, sistema de
mando)
Otros (sistema de aire acondicionado, sistema de refrigeración, accesorios y otros
mina)
Por lo tanto para estos sistemas se obtuvieron los indicadores correspondientes a número de
detenciones, tiempo promedio entre fallas (MTBF) y tiempo promedio para reparar
(MTTR) y disponibilidad de cada uno de ellos, los cuales serán los responsables de evaluar
cuáles son los sistemas más críticos.
27
5.1.1 Análisis de Detenciones
Para el análisis de las detenciones de las palas se utilizó un estudio de las frecuencias de
falla de los sistemas, como también del tiempo indisponible asociado a ellas. Los
parámetros a utilizar en este estudio corresponden a la utilización del tiempo en horas,
tomando en consideración que un año posee 8760 (se trabaja las 24 horas de cada día, los
365 días del año) por cuatro equipos, lo que nos da un tiempo nominal de 35040 horas.
Además, como se trata de un estudio de las fallas de los sistemas de las palas, se excluyeron
del análisis aquellas fallas relacionadas con las tareas preventivas (MP 50 horas, MP 250
horas, etc.) y los Back-logs. Estas últimas, corresponden a fallas que se detectan en el
instante de la mantención programada, planificando sus reparaciones para otra mantención
en el caso de que no se pueda efectuar en el mismo instante.
El criterio señalado anteriormente, se debe a que se busca con este estudio determinar qué
fallas no han sido consideradas previamente para analizarlas y tomar estrategias de
mantenimiento que reduzcan su frecuencia o las prevengan.
Por consiguiente, al llevar a cabo este análisis en la flota de palas se obtuvieron los gráficos
señalados en las figuras 5.1 y 5.2. El primero corresponde a la cuantificación de las fallas
asociadas a cada sistema y el segundo a un diagrama de Pareto de los tiempos de
indisponibilidad de la pala, asociados a cada uno de estos para el periodo 2011-2012.
28
Figura 5.1. Fallas en sistemas de componentes flota palas Bucyrus 495HR
Como se observa en dichas figuras, los sistemas correspondientes al sistema estructural,
sistemas secundarios y sistema de levante, presentan las condiciones más adversas con
respecto a este análisis, ya que poseen la mayor frecuencia de fallas durante el período de
análisis, como también el mayor tiempo indisponible asociado a sus detenciones o fallas.
29
Figura 5.2. Tiempo indisponible por sistemas de componentes en la pala bucyrus 495 HR para el periodo 2011-2012 (Tiempo total anual en horas considerado: 8760 hr x 4 equipos).
5.1.2 Análisis de Indicadores de Gestión de Mantención
Bajo las mismas consideraciones del análisis anterior, se desarrollan a continuación el
cálculo de los diversos indicadores de desempeño del equipo, bajo la metodología
desarrollada en el Capítulo 4.
Los resultados obtenidos se desarrollan en forma completa para la flota, mostrándose a
continuación un resumen de los resultados para la flota de palas Bucyrus 495HR en el
periodo 2011-2012, tal como se hizo en la sección anterior.
En el caso de los indicadores MTBF y MTTR, se obtuvieron los gráficos presentados en las
figuras 5.3 y 5.4, con los que se busca señalar aquellos componentes que están actuando de
manera insatisfactoria. Esto bajo el criterio de que aquellos sistemas que poseen un bajo
30
tiempo promedio entre fallas y un alto tiempo promedio para reparar son los más críticos y
requieren de una atención e investigación de las causas de estos hechos.
Figura 5.3. Tiempo promedio entre fallas para sistemas de la pala Bucyrus 495HR en el periodo 2011-2012 (Tiempo total anual en horas considerado: 8760 hr x 4 equipos).
Como se puede observar en dichas figuras el sistema estructural, sistemas secundarios y
sistema de levante mantienen la tónica de ser aquellos sistemas que requieren de un análisis
más exhaustivo.
31
Figura 5.4. Tiempo promedio para reparar para sistemas de la pala Bucyrus 495HR en el periodo 2011-2012 (Tiempo total anual en horas considerado: 8760 hr x 4 equipos).
En el gráfico mostrado en la Figura 5.3, correspondiente a los tiempos promedios entre
fallas de los sistemas en análisis, se pueden observar que aquellos que presentan el menor
valor corresponden a los mencionados sistema estructural y sistema secundarios, hecho que
está directamente relacionado con la alta frecuencia de fallas que éstos presentan.
Para el gráfico de la Figura 5.4, el que corresponde al análisis de los tiempos promedios
para reparar, se observa que el sistema de levante posee el valor más alto. Esta situación se
explica porque la reparación del sistema conlleva un gran tiempo de reparación debido a la
complejidad y envergadura de sus fallas.
En este caso en particular, al analizar la base de datos se observa que las fallas que se
presentan en el sistema de levante principalmente corresponden a excesivas vibraciones en
la transmisión de levante, hecho que como se verá más adelante, conlleva a fallas
catastróficas del equipo y también a fallas múltiples ocasionadas por fallas ocultas que no
son detectadas.
32
Una vez obtenidos ambos parámetros para cada sistema de la pala, como se vio en la
metodología expresada en el marco teórico, es posible obtener el valor de la disponibilidad
de cada uno de ellos. Tal resultado se muestra en la Figura 5.5.
El resultado logrado muestra nuevamente que la disponibilidad obtenida es la menor para
los sistemas estructural, secundarios y levante. Este resultado era de esperarse debido a que
ambos poseen valores adversos en los indicadores obtenidos anteriormente. Sin embargo,
corresponde señalar que los valores elevados que éstos presentan se deben a que se está
considerando cada tiempo indisponible de un sistema en comparación con el tiempo total
de cálculo de dos años, por lo que el porcentaje de disponibilidad de cada uno de ellos para
un año se refleja en los resultados señalados en la figura.
Figura 5.5. Disponibilidad de sistemas de la pala para el periodo 2011-2012.
Por otro lado, se observa que estos valores no concuerdan con lo obtenido por el equipo
para dicho periodo, en donde se alcanzó un promedio de 79.5% de disponibilidad. Este
hecho se debe a que los sistemas internos de la pala están relacionados en serie, ya que si
algunos de éstos fallan el equipo lo hace también. De esta manera, al aplicar la metodología
de cálculo para estas condiciones, es decir, multiplicar cada valor de disponibilidad de los
33
sistemas, se obtiene el valor correspondiente al equipo. Este resultado es de un 86.52%
dado que falta considerar las detenciones del equipo por falla de operación, falta personal,
mantenciones programadas y otras, que no son consideradas al estudiar el comportamiento
de cada sistema en particular y que al hacerlo se obtendría el valor real de disponibilidad
del equipo.
Dado los antecedentes anteriores y con el objetivo de clasificar la criticidad de los sistemas,
se efectúa un análisis bajo el método de Jack Knife explicado en el capítulo 4.
De este análisis se obtienen los siguientes resultados.
Figura 5.6. Jack Knife de los sistemas de la pala para el periodo 2011-2012.
La figura 5.6 muestra los resultados para el año 2011 por separado del año 2012 con el fin
de conocer como se han desplazado los sistemas durante el tiempo estudiado.
De esta manera, se puede concluir que los sistemas secundarios y estructural tienden a
fallas crónicas pero de relativa fácil reparación, y el sistema de levante que posee fallas
agudas, es decir de difícil reparación pero que son relativamente poco habituales.
34
Estudiando otros antecedentes relacionados como cambio de componentes y costos
asociados a ellos, se concluye junto con Germán Pacheco ingeniero en confiabilidad de
palas y perforadoras, que el sistema más crítico es el sistema de levante por la siguiente
razon:
No se cumple la vida útil esperada por los componentes del sistema de levante
cambiados en el periodo 2011-2012.
Figura 5.7. Vida útil de los componentes vs duración real periodo 2011-2012
Como se observa de la figura 5.7, la tendencia de los componentes del sistema de levante es
ser reemplazados prematuramente, en la mayor parte de ocasiones sin cumplir el 50% de
horas esperadas de funcionamiento, lo que indica una gestión inadecuada en las
mantenciones preventivas o condiciones inapropiadas de funcionamiento del equipo, por
ejemplo, altas vibraciones producidas por el sistema de levante más específicamente por la
transmisión de levante.
35
Costos asociados a cambio de componentes del sistema de levante en el periodo
2011-2012.
Figura 5.8. Costos de compra de componentes sistema de levante periodo 2011-2012
De la figura 5.8 se observa, que el costo acumulado solo por concepto de compra de
componentes para el periodo de análisis bordea los 4.5 millones de dólares, teniendo en
cuenta que lo presupuestado en compra de componentes mecánicos por la empresa para los
años 2011 y 2012 eran 1.8 y 2.7 millones de dólares respectivamente.
Considerando también la complejidad de estos componentes, el stock de estas piezas es
escaso a nivel mundial, lo que lleva a clasificar a esos componentes como de alta criticidad
a nivel de la compañía.
Por los antecedentes expuestos anteriormente, los esfuerzos se centraran en el sistema de
levante de la pala Bucyrus 495HR, a través de la confección de un RCM a medida de las
necesidades de la empresa.
36
5.1.3 Análisis de Tasas de Fallas y Confiabilidad
Como se observó en el Capítulo 4, un análisis primordial es el referente al estudio de las
tasas de fallas, con fin de verificar la existencia de patrones de fallas o comportamientos de
estacionalidad de los sistemas de la pala.
Para este análisis se usara la distribución de Weibull explicada en detalle en el capítulo 4,
aplicada al sistema de levante de la pala 06, 08, 09 y 10 de forma separada para cada una
con el propósito de identificar diferencias entre cada una de ellas.
5.1.3.1 Tasas de Fallas
Para el análisis de las tasa de falla del sistema de levante de la pala se han considerado las
detenciones respectivas a cada pala de la flota y luego filtradas solo considerando las que
corresponden al sistema de levante.
Los resultados son los siguientes.
Figura 5.9. Tazas de fallas ajustada del sistema levente de equipos 06, 08, 09 y 10 para el periodo 2011 y 2012
37
Lo que se observa de la figura 5.9 es que las palas 06 y 10 poseen mayor probabilidad de
falla prematura en el sistema de levante, posiblemente por solturas mecánicas de anclajes
del sistema de levante al revolving frames producidas por excesivas vibraciones.
Con respecto a las palas 08 y 09 se puede concluir que el sistema de levante es más
confiable que en los otros equipos, pero que igual poseen una alta probabilidad de falla en
las primeras horas de funcionamiento.
Esta probabilidad disminuye a través del tiempo, esto quiere decir que hoy en día todas las
palas de la flota se encuentran en la condición de mortalidad infantil en la curva de la
bañera, el parámetro β o parámetro de forma es el que determina en que zona de la curva de
la bañera esta el equipo, los parámetros obtenidos con la distribución de Weibull dan como
resultado parámetros de forma que oscilan entre 0.5 y 0.8 (si el parámetro β es menor que 1
el equipo está en la zona de mortalidad infantil).
Esta condición de mortalidad infantil del sistema de levante puede ser causada por
componentes defectuosos, malas reparaciones o montajes, o malas prácticas operacionales.
5.1.3.2 Confiabilidad
Este último parámetro está relacionado de manera directa con la tasa de falla y el tiempo
promedio entre fallas (ver Capítulo 4) por lo que su resultado ya es conocido de antemano o
se tiene una noción de él. No obstante, para la obtención de este parámetro se han tenido en
consideración las mismas premisas usadas para la determinación del parámetro tasa de
falla.
Del análisis realizado se obtiene lo siguiente:
38
Figura 5.10. Confiabilidad del sistema levante equipos 06, 08, 09 y 10 para el periodo 2011 y 2012
Tal y como se presento en la figura 5.9, las palas 06 y 10 poseen los resultados más
adversos en cuanto a tasa de falla y confiabilidad. Evidentemente el sistema de levante es
un sistema muy poco confiable en la flota en general, pero se observa claramente de la
figura 5.10, que los problemas son más agudos en algunas palas, esto lleva a preguntar el
por qué. Según lo investigado, no todas las palas poseen los componentes idénticos. Por
ejemplo las trasmisiones son de distintos fabricantes y algunas están nuevas otras
restauradas, cosa que incide de manera significante en el desempeño en general del equipo.
También es relevante considerar que no todos los equipos poseen el mismo anclaje de la
transmisión al revolving frames, las palas 06 y 08 poseen el sistema de locking assembly en
todos sus anclajes, en cambio las palas 09 y 10 son una mezcla entre sistema locking
assembly en algunos anclajes, y pasadores convencionales en otros.
Las ventajas del sistema locking assembly versus pasadores tradicionales, es que esta unión
no permite desplazamiento en sentido alguno, lo que en teoría vuelve el sistema más rígido
y atenúa las vibraciones del equipo. El problema es alinear todo el sistema, porque como se
señalo el sistema locking assembly no permite desplazamiento en ninguna dirección, lo que
39
se traduce en que la trasmisión tiene una posición única cuando está anclada al revolving
frames. En consecuencia, los acoplamientos entre motor hoist y el engranaje de entrada de
la transmisión son un problema a la hora de ser alineados, y sumando que después los
engranajes planetarios de salida de la transmisión se acoplan a la corona del tambor, lo que
conlleva a vibraciones por des-alineamiento lo que muchas veces cuestiona la
implementación del sistema locking assembly.
5.2 IDENTIFICACIÓN DE SISTEMAS CRÍTICOS
Como conclusión de los análisis anteriores, se determinan a continuación aquellos sistemas
que presentan los parámetros considerados críticos para cada uno de dichos estudios:
Análisis de Detenciones:
En este estudio se determinó que los sistemas correspondientes a Sistema
estructural, sistemas secundarios, sistema de levante y sistema de control presentan
generalmente el mayor número de detenciones y el mayor tiempo indisponible que
acarrean dichos eventos. Se observó que estos sistemas abarcan el 76 % de las
detenciones y sobre el 75 % de los tiempos indisponibles del equipo.
Estas características se presentan de forma general en la totalidad de la flota con
excepción de lo visto en las palas 06 y 10 donde los problemas en el sistema de
levante se agudizan.
Análisis de Indicadores de Gestión:
En cuanto a los indicadores de MTBF y MTTR, se determinó que el sistema
correspondiente a secundarios presenta el valor más crítico de tiempo promedio
entre fallas, debido a que puede llegar a alcanzar valores de 60 hrs. Lo sigue en
importancia el sistema estructural, debido a que es el segundo más bajo de los
valores obtenidos para dicho indicador.
40
Los resultados del análisis del MTTR, demuestran que las fallas presentes en
sistema de levante requieren de un elevado tiempo de reparación y es el cuarto
sitema con menor MTBF, y considerando que una falla en este sistema es de
carácter catastrófico por tema de stock de repuestos y costo, por lo que para la
compañía pasa a ser el sistema de mayor criticidad hoy en día.
Análisis con el método Jack Knife
A modo de reafirmar todos los antecedentes expuestos, esta herramienta
proporciona los sistemas críticos en cuales enfocar los esfuerzos.
Estos sistemas serán; sistema estructural, sistemas secundarios y por último el
sistema de levante, al cual se aplicara la herramienta del RCM. Los otros sistemas
serán estudiados con árboles de falla con el fin de analizar con detalle las fallas más
recurrentes en estos sistemas.
5.3 APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA DEL MANTENIMIENTO
CENTRADO EN CONFIABILIDAD (RCM).
Una vez determinado el sistema que será analizado por la metodología establecida en el
Capítulo 4 sobre el Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, el siguiente paso es
establecer un criterio sobre la extensión de dicho análisis.
Esto quiere decir, cuan detallado será el estudio de los distintos modos de fallas (causas de
fallas), ya que, se debe optimizar los recursos y tiempos disponibles para realizar los
análisis, descartando de esta manera, incorporar al estudio sucesos que no se presentan con
frecuencia o no tienen la posibilidad de hacerlo según el contexto operacional del equipo.
De esta manera, se procede a analizar las detenciones que han ocurrido en el sistema de
levante durante los años 2011 y 2012 para las cuatro palas, considerados equipos maduros
por sus horas de operación.
41
Tales análisis consisten en el estudio de las frecuencias de fallas y del tiempo indisponible
asociado a ellas y cuyos resultados obtenidos para el sistema de levante se presentan en las
Figuras 5.11 y 5.12.
Figura 5.11. Tiempo indisponible por fallas en sistema de levante en flota de palas periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos).
Figura 5.12. Cantidad de detenciones por fallas en sistema de levante en flota de palas periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos).
42
Para complementar este análisis y poder determinar de manera clara y precisa cuales son las
fallas mas criticas del sistema de levante, se procede a aplicar el método de Jack Knife.
Los resultados son los siguientes.
Figura 5.13. Análisis Jack Knife aplicado a las fallas del sistema de levante para el periodo 2011-2012
De estos gráficos se puede determinar cuáles son los componentes del sistema de levante
que afectan con mayor importancia su funcionamiento.
Estas son:
Transmisión de levante.
Sistema de control.
43
Bajo el mismo desarrollo, se obtendrán las fallas mas criticas del sistema estructural y
secundarios, con el fin de estudiar los elementos más importantes en el árbol de falla
respectivo.
44
Los resultados son los siguientes para el sistema estructural:
Figura 5.14. Tiempo indisponible por fallas en sistema estructural en flota de palas periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos).
Figura 5.15. Cantidad de detenciones por fallas en sistema estructural en flota de palas periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos).
45
Figura 5.16. Análisis Jack Knife aplicado a las fallas del sistema estructural para el periodo 2011-2012
De estos gráficos de determina que la falla crítica para el sistema estructural es:
Elementos de desgaste.
Los resultados son los siguientes para sistemas secundarios son:
Figura 5.17. Tiempo indisponible por fallas en sistemas secundarios en flota de palas periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos).
46
Figura 5.18. Cantidad de detenciones por fallas en sistemas secundarios en flota de palas periodo 2011-2012. (Tiempo total anual considerado: 8760 h x 4 equipos).
Figura 5.19. Análisis Jack Knife aplicado a las fallas de sistemas secundarios para el periodo 2011-2012
Se concluye de los gráficos anteriores que la falla mas critica para sistemas secundarios es:
Sistema abrir balde.
47
5.3.1 Hoja FMEA
Esta hoja consiste en recopilar la información de las respuestas a las cuatro primeras
preguntas básicas del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad. Su desarrollo general se
presenta a continuación, en cada una de sus etapas.
5.3.1.1 Funciones Principales
El primer paso consiste determinar las funciones que el usuario espera que realicen ambos
sistemas; estas funciones no son únicas, señalando a continuación los tópicos que éstas
pueden abarcar:
Funciones Primarias: Corresponden a aquellas funciones por las cuales el sistema
fue adquirido o diseñado. Este hecho hace que no presente un mayor problema
obtenerlas.
Funciones Secundarias: Son aquellas que el sistema espera que haga, ya sea por
diseño o por funcionamiento. Pueden presentar graves consecuencias si no se
analizan a conciencia.
Funciones de Seguridad: Corresponden a aquellas funciones que posee el sistema
debido a lo complejo de sus componentes y que impiden que las fallas se propaguen
a otros sistemas internos.
Para determinar las funciones del sistema de levante se agendan reuniones con personal de
operaciones mina y mantenedores eléctricos y mecánicos quienes son los que mejor
conocen las funciones del sistema de levante.
5.3.1.2 Fallas Funcionales
Luego se determinan las Fallas Funcionales que pueden impedir que los sistemas no
desarrollen las funciones principales que fueron definidas. Estas fallas funcionales estarían
dadas, en forma general, por aquellas que se obtuvieron en el desarrollo anterior.
48
De manera similar que el punto anterior, los trabajos se realizan con personal de
operaciones mina y mantenedores eléctricos y mecánicos quienes son los que mejor
conocen las fallas funcionales del sistema de levante.
5.3.1.3 Modos de Fallas
A continuación, se deben establecer las causas que producen estas fallas funcionales, pero
bajo el criterio de señalar aquellas que ocurren con más frecuencia. Esta información fue
recopilada de los mecánicos y eléctricos de mantenimiento del área.
El reconocimiento de estos modos de fallas, como se mencionó anteriormente, debe
empezar por determinar aquellas fallas que tengan la probabilidad alta de producirse en el
contexto operacional de desempeño del equipo, con el fin de no desperdiciar esfuerzo en
estudios sin sentido. Esta información se puede determinar a partir de los datos del historial
de fallos del equipo pero en esta ocasión la base de datos de la compañía es poco detallada
y no contiene la suficiente información para determinar la causa de los fallos.
Es por esto que se recurre a la confección de una encuesta entregada al personal asociado al
mantenimiento de los equipos, con el propósito de obtener información de expertos acerca
de los modos de falla.
5.3.1.4 Ocurrencia de Modos de Fallas
A cada modo de falla se le determina su ocurrencia en base al conocimiento que tiene el
personal de mantenimiento, ya que resulta imposible determinarlo de manera estadística
dado la precariedad de la base de datos existente.
5.3.1.5 Efecto de los modos de falla.
A continuación se debe registrar que pasa cuando cada modo de falla ocurre, considerando
que no se realiza ninguna acción para impedir la ocurrencia del modo de falla y solamente
registrando la hipótesis básica.
49
5.3.2 Hoja RPN
Esta hoja determina el número de prioridad de riesgo (RPN) primordial a la otra de darle
criticidad a cada modo de falla. Corresponde al producto de la detectabilidad (D),
ocurrencia (O) y severidad (S) del modo de falla. Este número es calculado para cada modo
de falla.
La severidad se descompone en cinco índices a considerar, poderando cada índice según las
necesidades de la empresa.
1. Impacto de las consecuencias en la seguridad de las personas (S1), se pondera con
un 25%.
2. Impacto de las consecuencias sobre el medio ambiente (S2), se pondera con un
10%.
3. Impacto de las consecuencias sobre la producción (S3), se pondera con un 20%.
4. Impacto de las consecuencias en el tiempo de reparación (S4), se pondera con un
25%.
5. Impacto de las consecuencias sobre el costo de reparación (S5), se pondera con un
20%.
5.3.3 Hoja RCM
Esta hoja recopila la información referente a las respuestas de las últimas tres preguntas
básicas de RCM. De éstas se obtienen las estrategias de mantenimiento para cada uno de
los modos de fallo analizados, considerando la tarea propuesta, la frecuencia a la cual se
realiza y quien es el responsable de efectuarla.
Este análisis está siendo realizado bajo un grupo de estudio, tal como lo recomienda la
metodología que se aplica. Éste está compuesto por un mecánico especialista, un eléctrico,
un operador, el planificador del área y el facilitador. Todos ellos trabajan conjuntamente
para obtener los resultados que se esperan, apegándose al desarrollo correspondiente.
50
5.3.3.1 Consecuencia de Modos de Fallas
A cada modo de falla se le determina sus consecuencias asociadas y el tiempo que implica
su reparación con el objeto de evaluar la importancia de cada una de ellas. El detalle de las
consecuencias puede componerse de información referente a la evidencia de que ésta se
produjo, consecuencias materiales y operacionales ó aquellas consecuencias que pueden
producir daños físicos o al medio ambiente.
5.3.3.2 Tareas Preventivas
Cabe mencionar que estas tareas corresponden a las citadas en el Capítulo 4, es decir, se
habla de tareas a condición, tareas de reacondicionamiento cíclicas, tareas de sustitución
cíclicas y acciones “a falta de”, las cuales se obtienen luego de implementar el Árbol de
Decisión.
La primera etapa es evaluar si la causa de falla es evidente o no, vale decir, determinar si es
una falla oculta para analizar la factibilidad de realizar tareas preventivas que disminuyan
de manera considerable los posibles efectos múltiples que ellas conllevan. En caso de no
encontrar ninguna actividad preventiva, se procede a realizar la acción “a falta de” que
corresponda para este tipo de falla la tarea a realizar es una búsqueda de fallas.
Si la falla es evidente, se procede a evaluar si ésta acarrea consecuencias a la seguridad de
las personas o al medio ambiente con el mismo objetivo anterior evaluar la factibilidad de
realizar tareas preventivas que disminuyan o eliminen dichos eventos. En caso de no
encontrar ninguna actividad preventiva, la acción “a falta de” a realizar corresponde a un
rediseño obligatorio.
Si el modo de falla no trae consecuencias al ítem anterior, se procede a analizar si afecta o
no a la operación o funcionamiento del sistema en que se involucra. Si se reconocen efectos
operacionales, se evalúa la factibilidad de realizar una tarea preventiva que los disminuya o
elimine. En caso de no ocurrir esto, las acciones “a falta de” que se pueden llevar a cabo
corresponden a un rediseño que debe ser justificado o ningún tipo de mantenimiento
programado, bajo el análisis correspondiente.
51
Por último, si la causa de falla en análisis no presenta consecuencias operacionales, de igual
manera se procede a evaluar la factibilidad de realizar tareas preventivas, con el fin
conocido de disminuir o eliminar dichos efectos. En caso de no justificarse la realización de
dichas actividades, las acciones “a falta de” que se podrían efectuar corresponden a un
rediseño justificado ó ningún tipo de mantenimiento programado.
Como resultado de este proceso se obtiene alrededor de un 20% de nuevas estrategias de
mantenimiento para los sistemas estudiados. No obstante, el resto de las tareas ya existían
pero se reconoció por el grupo de análisis que no se respetaban a cabalidad o no estaban de
manera correcta ejecutadas. Por ejemplo, el monitoreo de condiciones pretendía monitorear
los modos de falla más frecuentes de la pala, pero los equipos utilizados no eran los
correctos para la condición de operación del equipo, es por esto que los análisis hechos eran
erróneos y distaban de poder detectar las fallas potenciales a tiempo. También se detectan
desviaciones muy altas en el tiempo de reparaciones idénticas, esto se explica según jefes
de área “hay mantenedores que saben y otros que no” lo que lleva a pensar si bajo esta
situación las reparaciones se efectúan de la manera más apropiadas a la condición del
equipo.
Además, se rescata la necesidad de crear una nueva pauta de mantenimiento para el área
eléctrica, debido a que las ya existentes no poseen muchas tareas proactivas de este tipo
tomando en consideración lo importante de este sistema, ya que la pala es controlada
netamente por sistemas eléctricos.
Por otro lado, hay que señalar que al revisar las pautas de mantenimiento existentes, se
concluyó que es necesario actualizarlas y agregarles las nuevas estrategias de
mantenimiento encontradas. Sin embargo, el resultado más considerable consiste en el
hecho de que los participantes pueden observar la importancia de realizar cada una de las
actividades de mantenimiento, como también la necesidad de mejorar los flujos de
información entre las áreas de operación y mantenimiento.
52
5.4 ANÁLISIS DE ÁRBOL DE FALLA
La realización de un análisis de este tipo, se hizo necesaria ante la diversidad de fallas que
presentan los sistemas. Esta herramienta permite mostrar mediante diagramas cuáles son los
principales sistemas que están involucrados en las fallas de los componentes.
Dichos esquemas relacionan los sistemas con sus posibles combinaciones de causas de
fallas, entregando información sobre si la pérdida de la función de un componente es
producida por una falla, o es necesario que varios sistemas entren en falla para lograr dicho
estado. Esta posibilidad la entrega la simbología que utiliza el análisis, las cuales se
expresaron en el Capítulo 6 del presente documento.
Su aplicación en el presente estudio, consiste en apoyar de una manera más gráfica cuáles
pueden ser las causas de fallas de los sistemas levante, estructural y secundarios.
53
6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones
La implementación de la Metodología del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad a los
sistemas críticos de las palas modelo Bucyrus 495 HR alcanzó de manera satisfactoria los
objetivos que se buscaban con ella, debido a la obtención de nuevas estrategias de
mantenimiento para el equipo como también la reafirmación de aquellas ya existentes.
Este desarrollo fue logrado gracias a un análisis de fallas de la flota de palas de la empresa.
La obtención de indicadores de desempeño para los sistemas internos del equipo, sean éstos
el MTBF, MTTR y el método de Jack Knife entregaron la información necesaria para
efectuar un análisis realista de la criticidad de dichos componentes.
Con los resultados obtenidos en el presente trabajo, se determinó que el sistema de levante
del equipo presenta los parámetros más alejados de los estándares de funcionamiento
óptimos de la pala, concluyéndose de esta manera, que este sistema seria analizado en los
pasos siguientes a través de la metodología del RCM. Además, la información entregada
por las tasas de fallas del mismo, revela un comportamiento decreciente en el número de
detenciones del sistema estudiado, y un aumento en los valores de probabilidad de falla
para el sistema, correspondiente al desgaste prematuro de los componentes.
Este análisis también fue realizado para la determinación del estado actual de la flota de
palas en comparación con lo que se espera por parte de la compañía, según parámetros de
comparación manejados para el resto de las mineras a nivel nacional. Este estudio, el cual
es presentado en los anexos del trabajo, entrega resultados negativos para la gestión del
área de Servicios Mina en variables como el tiempo promedio para reparar y disponibilidad.
Además, se encuentra que las mantenciones no programadas de la flota conllevan el 47%
del tiempo indisponible asociado a ellas, lo que es un claro indicio de lo deficiente de la
gestión del mantenimiento y operación de las palas. También se detecta, gracias a la
54
realización del RCM, que falta capacitación a mantenedores eléctricos y mecánicos para
estandarizar mejor tiempos de reparación y mejorar calidad de las mismas.
Al aplicarse la metodología del RCM, se demuestra lo fácil y práctico de su uso, ya que,
entrega la posibilidad de registrar gran información acerca de las fallas de los sistemas y
sus consecuencias en aspectos como seguridad, medio ambiente y operación, los cuales
corresponden a temas considerados en la nueva visión del mantenimiento actual. Por otro
lado, este método permite analizar fallas de tipo ocultas presentes en cualquier componente.
Estas fallas en sistemas son aquellas que no se detectan hasta que un elemento, por lo
general ligado a ella, entra en estado de falla produciendo en ese instante la percepción de
la pérdida del funcionamiento de dicho sistema. Generalmente, se trata de elementos de
seguridad que están encargados de controlar el actuar de componentes más importantes,
desprendiéndose de ahí el motivo por el cual es necesario conocer e identificar tales
elementos, debido a que se previene con ellos la presencia de fallas múltiples en los
equipos.
Los resultados obtenidos a partir de esta herramienta, consistieron en la obtención de
nuevas tareas de mantenimiento, con sus frecuencias y el personal responsable de llevarlas
a cabo para el sistema crítico analizado. También se logró la reafirmación de la importancia
de las ya existentes. Sin embargo, las tareas desarrolladas no fueron en gran número, pero
éstas complementan y hacen más eficiente la gestión del mantenimiento de las palas.
Estos resultados se vieron apoyados por el desarrollo de un análisis de árbol de fallas de los
sistemas considerados críticos, los que permitieron visualizar qué fallas pueden estar
presente en los componentes de cada uno de ellos y de qué modo afectan a las detenciones
del equipo. Esta herramienta facilitó el análisis de fallas y la implementación del RCM
gracias a que se encuentran expuestos gráficamente.
De este modo se concluye de manera general, que la gestión de mantenimiento del área de
Servicios Mina de la empresa en cuestión y también el área de Operación de la misma están
realizando sus actividades de manera insuficiente para lograr que el equipo analizado
55
alcance los estándares de funcionamiento entregados por la compañía, alcanzando dicha
insuficiencia a niveles de la Superintendencia.
De esta manera, a continuación se entregan las recomendaciones que se encontraron
después de la realización de cada uno de los análisis del presente estudio.
6.2 Recomendaciones
Como resultado de las actividades realizadas en el presente trabajo se recomiendan
acciones que son necesarias de forma primordial en el actuar de las áreas de mantenimiento
y operación del equipo analizado.
Es primordial “para mejorar la situación actual” la capacitación del personal encargado del
mantenimiento en terreno, tanto eléctricos como mecánicos, con el fin de obtener
reparaciones de calidad y en tiempos prudentes en cada una de las tareas a realizar en el
equipo. Esta acción es de suma importancia, ya que todo el trabajo realizado hasta aquí
carece de valor si las reparaciones en terreno se siguen haciendo como hasta ahora.
Otro punto muy importante es mejorar la base de datos actual de detenciones. El presente
trabajo es de mucha utilidad para este cometido, ya que en él se exponen todos los modos
de fallas posibles del sistema de levante. También la confección de los arboles de falla tanto
para el sistema estructural y sistema secundarios brindan la suficiente información para
empezar a registrar las detenciones identificando claramente el modo de falla producido y
así poder llevar una estadística sobre la ocurrencia de ellos, tiempo de reparación, etc. Se
sugiere a la superintendencia de mantención mina a trabajar en los sistemas que no fueron
tratados en el siguiente trabajo, para obtener resultados óptimos a la hora del registro de
información.
El monitoreo de condiciones efectuado a las palas a resultado ser ineficiente hasta el
momento, las fallas no han sido detectadas a tiempo y como consecuencia se ha llegado a
fallas catastróficas en el sistema de levante, en la mayoría de las oportunidades por
vibraciones excesivas del sistema de levante, las cuales no se pueden estudiar de forma
56
correcta. La razón que explica esta situación, es que los equipos y métodos de monitoreo no
son los propicios para la condición de operación existente en la pala, que consiste en cargas
y velocidades variables.
Las tareas definidas para muchos modos de fallas, consisten en la realización de
mantenimiento predictivo, teniendo como pilar fundamental el monitoreo de vibraciones.
Es por esto que se recomienda reforzar el departamento encargado del monitoreo de
condiciones, adaptándolo a las necesidades demandadas por el equipo, con esto se obtendrá
una detección oportuna de las fallas y así programar los trabajos de reparación de la mejor
manera, contando con los recursos necesarios en el momento justo.
Por otro lado, es necesario actualizar las pautas de mantenimiento, ya sea con las tareas
obtenidas de este estudio. También, como se mencionó en las conclusiones, el desarrollo de
una pauta de mantenimiento eléctrica es relevante para el fin que se persigue, dada la
importancia de dicho sistema en el funcionamiento del equipo.
Otro tema relevante es realizar la difusión de los indicadores de desempeño que se obtienen
diariamente para los equipos del área, con el fin de que los trabajadores observen la
condición en que se encuentran sus equipos y de qué manera ellos pueden mejorar dichos
resultados, provocando que se tome conciencia y se cree un sentido de pertenencia con el
logro de los objetivos y metas planteadas para cada área.
57
7 BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS
1. “Curso de Mantenimiento centrado en confiabilidad”, MAHUIDA LTDA,
septiembre 2012.
2. “Curso de Formación en Reliability Centred Maintenance Versión II”, ELLMAN Y
ASOCIADOS, Mayo 2007.
3. “Administración Moderna del Mantenimiento”, Lourival Augusto Tavares, Editorial
Datastream, 1ª edición en español, año 2009.
4. “Fault Tree Analysis”, 4a Edición, P. L. Clemens, Febrero 2009.
5. “Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR”, E.E.U.U., 2000.
6. “Aporte al Desarrollo de Modelo de PYME Metalmecánica, Utilizando Enfoque
Centrado en Confiabilidad (RCM)”, Trabajo de Título de Ingeniería Civil Mecánica,
Universidad Técnica Federico Santa María, Rodrigo Andrés Gómez Donoso, Marzo
2008.
7. “Indicadores y Modelos de Mantenimiento”, Gerencia Negocios y Administración
Contratos, FINNING.
8. Documentos otorgados por Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi.
58
ANEXOS
59
ANEXO N° 1:
ANÁLISIS DE CRITICIDAD DE FLOTA DE
PALAS BUCYRUS 495HR.
Descripción: El presente anexo entrega la información referente al análisis de la situación
actual de los equipos en cuanto a sus indicadores de desempeño, con fin de verificar la
situación de criticidad que éste posee.
60
Figura A1.1. Comparación de disponibilidad flota de Palas año 2011 y 2012.
Figura A1.2. Mantenciones programadas versus mantenciones no programadas en año 2011 y 2012.
61
Figura A1.3. Tiempo promedio entre fallas de flota de Palas comparados con el valor esperado por la empresa. (Promedio año 2011-2012)
Figura A1.4. Tiempo promedio para reparar de flota de Palas comparados con el valor esperado por la empresa. (Promedio año 2011-2012)
62
ANEXO N° 2:
DESCRIPCION DE EQUIPOS BUCYRUS
495HR.
Descripción: En este anexo se explica brevemente las características y funciones de los
sistemas de la Pala.
63
PALA DE CABLE
La pala de cable es uno de los equipos mineros de mayor uso en faenas de rajo abierto por
su alta disponibilidad y capacidad de desplazamiento de material, características esenciales
para alcanzar alta productividad con costos unitarios bajos. Las palas de cable son en
general equipos de gran envergadura.
En Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi se cuenta con tres flotas de palas de cable:
1. Pala Bucyrus 495BI (5 equipos)
2. Pala Bucyrus 495HR (4 equipos)
3. Pala P&H 4100 XPC (2 equipos)
DESCRIPCION GENERAL PALAS DE CABLE.
Las palas de cable han sido diseñadas buscando entregar un servicio eficiente ante las
dificultades que puedan presentarse en terreno. El equipo es construido con los más altos
estándares, entregando gran confiabilidad si el equipo recibe la mantención apropiada.
La capacidad de producción que tenga el equipo está limitada a la capacidad de carga que
tenga el balde, alcanzando en el presente valores superiores a 60yd3 en algunos modelos.
64
Figura A2.1. Esquema general de los componentes exteriores del equipo.
65
DIMENCIONES Y RANGOS DE TRABAJO DEL EQUIPO.
Figura A2.2. Dimensiones generales del equipo acotadas.
US Métrico
Capacidad Balde (nominal)………………………………………60 yd3……..…..46 m
3
Capacidades de Baldes (rango)………………………..…………40-80 yd3…30.6-61-2 m
3
Longitud de la Pluma…………………………………….………..67’……………20.4 m
Ángulo de la Pluma………………………….…………………....45°……………..45°
Longitud Efectiva del Mango del Balde………………………..35’-10”…………10.9 m
66
Longitud Total del Mango del Balde……………………………..47’…………….14.3 m
A: Altura de Descarga………………………………………….34’-10”………….10.6 m
A1: Altura de Descarga a Radio Máximo……………....………28’-3”……...……8.61 m
B: Radio de Descarga-Máximo…………………………………66’-9”……....….20.34 m
C: Altura de Corte-Máximo……………………………………..59’-3”……….….18.1 m
D: Radio de Corte-Máximo……………………………………..78’-2”………….23.83 m
E: Radio a Nivel del Suelo……………………………………..56’-1”……..….….17.1 m
F: Profundidad Bajo Nivel de Suelo-Máxima……………….…10’-6”……….…..3.20 m
G: Altura Libre a Poleas Punta Pluma…………………………...68’-6”…………….20.9 m
H: Radio Libre a Poleas Punta Pluma…………………..……….63’-1”…..……….19.02 m
I: Altura Libre a Estructura Giratoria…………………………….29’-7”…………... 9.02 m
J: Altura Libre Estructura Giratoria al Suelo…………..………...10’-10”……..……..3.3 m
K: Altura de la estructura A…………………..………………….44’-4”…….……13.51 m
L: Ancho Total de la Maquina…………………………..……….42’-8”…………13.01 m
M: Altura al Suelo ……………………………………………….22”……..…....….0.57 m
N: Nivel Visual Desde la Cabina del Operador……………….….29’-0”…………..8.84 m
67
Las palas de cable tienen tres secciones principales que se encuentran interrelacionadas:
INFRAESTRUCTURA O TRUCK FRAMES.
Es la estructura encargada de soportar el peso de la superestructura y es la base del equipo.
Figura A2.3. Esquema de la infraestructura de la Pala Bucyrus 495HR (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
En la infraestructura operan los sistemas propulsión y rodado, que son los encargados de
mover el equipo dentro de la mina al frente de carguío.
68
El sistema de propulsión cuenta con dos motores unidos a transmisiones planetarias que
traspasan toda la potencia al tambor de propulsión de las orugas que como resultado mueve
la Pala.
Figura A2.4. Esquema general sistema de rodado (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
Figura A2.5. Conjunto de bastidores y orugas del sistema de rodado (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
69
SUPERESTRUCTURA O REVOLVING FRAMES.
Sobre la infraestructura va montada la superestructura, es capaz de girar sobre sí misma
360° para poder realizar las operaciones de carga y descarga de material fácilmente. La
superestructura es también la sala de maquinas de muchos sistemas de la pala.
Figura A2.6. Esquema general superestructura Palas Bucyrus 495HR (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
70
Los sistemas al interior de la superestructura son:
SISTEMA LEVANTE O HOIST.
Es el sistema encargado de levantar y bajar el balde, lo hace a través de cables que son
enrollados en un tambor que es accionado por un sistema que consta de motor y
transmisión.
Figura A2.7. Esquema general del sistema de levante del equipo (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
71
SISTEMA DE EMPUJE Y RECOGE O SISTEMA CROWD.
Montado en la parte frontal de la superestructura, es el encargado de empujar el balde sobre
el frente de carguío para llenar el balde y luego hacerlo retroceder. Para las palas Bucyrus,
este sistema funciona a través de cables.
Figura A2.8. Disposición de los cables de empuje y recoge (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
Figura A2.9. Conjunto sistema de empuje y recoge con tambor, transmisión y motor (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
72
SISTEMA DE GIRO O SWING.
Es el sistema que se encarga de girar la superestructura sobre si misma. Para lograrlo cuenta
con dos motores ubicados en los costados del equipo, que a través de la cremallera de giro
es capaz de hacer girar el equipo en 360° en ambas direcciones.
Figura A2.10. Esquema general del sistema de giro de la Pala (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
73
ESTRUCTURAS DE OPERACIÓN.
La última estructura principal del equipo es la encargada de ejecutar las funciones del
sistema de levante y sistema de empuje y recoge, por medio de la pluma, mango y balde es
capaz finalmente de cargar el balde con mineral.
Figura A2.11. Esquema general de las estructuras de operación de la Pala (Fuente: Manual de Servicio de Pala Electrica Bucyrus Modelo HR).
74
ANEXO N° 3:
COMPONENTES Y SISTEMAS
PRINCIPALES DE LA PALA BUCYRUS
MODELO 495HR.
Descripción: Este anexo contiene la información detallada sobre los componentes generales
que constituyen cada sistema del equipo junto con la vida útil de cada uno de ellos.
75
Tabla A3.1: Componentes principales de la Pala Bucyrus 495HR.
Sistema Componente Vida Útil [Horas]
EMPUJE- RECOGE CORONA 1ER INTERMEDIO CROWD 25,000
EMPUJE- RECOGE CORONA 2DO.INTERMEDIO CROWD 25,000
EMPUJE- RECOGE CORONA TAMBOR EMPUJE 25,000
EMPUJE- RECOGE CORONA Y EJE PRIMER INTERMEDIO CROWD 25,000
EMPUJE- RECOGE CORONA Y EJE SEGUNDO INTERMEDIO CROWD 25,000
EMPUJE- RECOGE EJE 1ER.INTERMEDIO CROWD 25,000
EMPUJE- RECOGE EJE 2DO.INTERMEDIO DE CROWD 25,000
EMPUJE- RECOGE EJE EXTENSION MOTOR CROWD 20,000
EMPUJE- RECOGE FRENO CROWD 5,000
EMPUJE- RECOGE MACHON ACOPLAMIENTO MOTOR CROWD 20,000
EMPUJE- RECOGE MOTOR CROWD W/TACH GEN 20,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO EJE 1ER.INTERMEDIO EMPUJE L/DERECHO 25,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO EJE 1ER.INTERMEDIO EMPUJE L/IZQUIERDO 25,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO EJE 2DO.INTERMEDIO DE EMPUJE L/DERECHO 30,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO EJE 2DO.INTERMEDIO DE EMPUJE L/IZQUIERDO 30,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO EJE EXTENSION MOTOR DE EMPUJE LADO MACHON 20,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO EJE EXTENSION MOTOR DE EMPUJE LADO TAPA 20,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO TAMBOR EMPUJE L/DERECHO 30,000
EMPUJE- RECOGE RODAMIENTO TAMBOR EMPUJE L/IZQUIERDO 30,000
EMPUJE- RECOGE TACOGENERADOR CROWD 3,723
EMPUJE- RECOGE TAMBOR EMPUJE 30,000
ESTRUCTURAL ECUALIZADOR DERECHO 40,000
ESTRUCTURAL ECUALIZADOR IZQUIERDO 40,000
ESTRUCTURAL FRAME PADLOCK LADO DERECHO 40,000
ESTRUCTURAL FRAME PADLOCK LADO IZQUIERDO 40,000
ESTRUCTURAL PADLOCK LADO DERECHO 40,000
ESTRUCTURAL PADLOCK LADO IZQUIERDO 40,000
ESTRUCTURAL AMORTIGUADOR MANGO 30,000
ESTRUCTURAL CORREDERA 15,000
ESTRUCTURAL EJE CORREDERA 30,000
ESTRUCTURAL MANGO 30,000
SECUNDARIOS MOTOR DIPPER TRIP 20,000
SECUNDARIOS TRANSMISION DIPPER TRIP 25,000
ESTRUCTURAL cables de suspensión 50,000
ESTRUCTURAL CATALINA PUNTA PLUMA LADO DERECHO 50,000
ESTRUCTURAL CATALINA PUNTA PLUMA LADO IZQUIERDO 50,000
76
ESTRUCTURAL PLUMA 50,000
ESTRUCTURAL BUJE CAMISA CENTRAL 50,000
ESTRUCTURAL CAMISA CENTRAL 50,000
ESTRUCTURAL COMPRESOR DE AIRE 20,000
ESTRUCTURAL CREMALLERA DE GIRO 50,000
ESTRUCTURAL FAJAS POLINES TORNAMESA 50,000
ESTRUCTURAL POLINES TORNAMESA 50,000
ESTRUCTURAL RIELES INFERIORES TORNAMESA 50,000
ESTRUCTURAL RIELES SUPERIORES DELANTEROS TORNAMESA 50,000
ESTRUCTURAL RIELES SUPERIORES TRASEROS TORNAMESA 50,000
ESTRUCTURAL VIGA A-FRAME 50,000
GIRO EJE VERTICAL VIRAR DELANTERO DERECHO 30,000
GIRO EJE VERTICAL VIRAR DELANTERO IZQUIERDO 40,000
GIRO EJE VERTICAL VIRAR TRASERO DERECHO 30,000
GIRO EJE VERTICAL VIRAR TRASERO IZQUIERDO 50,000
GIRO FRENO MOTOR GIRO LADO DERECHO 5,000
GIRO FRENO MOTOR GIRO LADO IZQUIERDO 5,000
GIRO MOTOR GIRO LADO DERECHO 20,000
GIRO MOTOR GIRO LADO IZQUIERDO 20,000
GIRO PLANETARIO SWING DERECHO 20,000
GIRO PLANETARIO SWING IZQUIERDO 20,000
GIRO RODAMIENTO EJE VERTICAL VIRAR DELANTERO DERECHO 20,000
GIRO RODAMIENTO EJE VERTICAL VIRAR DELANTERO IZQUIERDO 20,000
GIRO RODAMIENTO EJE VERTICAL VIRAR TRASERO DERECHO 30,000
GIRO RODAMIENTO EJE VERTICAL VIRAR TRASERO IZQUIERDO 30,000
GIRO TACOGENERADOR DE GIRO 5,000
GIRO VENTILADOR MOTOR GIRO LADO IZQUIERDO
LEVANTE CORONA TAMBOR HOIST 50,000
LEVANTE EJE SALIDA PLANETARIO HOIST SUPERIOR 20,000
LEVANTE FRENO HOIST 5,000
LEVANTE MOTOR HOIST WTACH GENERATOR 25,000
LEVANTE PLANETARIO HOIST 30,000
LEVANTE RODAMIENTO TAMBOR LEVANTE LADO DERECHO 50,000
LEVANTE RODAMIENTO TAMBOR LEVANTE LADO IZQUIERDO 50,000
LEVANTE TACOGENERADOR HOIST 5,000
LEVANTE TAMBOR HOIST 50,000
OTROS ANILLOS DE CONTROL 10,000
PROPULSION EJE PROPULSION DERECHO 60,000
PROPULSION EJE PROPULSION IZQUIERDO 50,000
PROPULSION MOTOR PROPEL DERECHO 30,000
77
PROPULSION MOTOR PROPEL IZQUIERDO 30,000
PROPULSION PLANETARIO PROPEL DERECHO 30,000
PROPULSION PLANETARIO PROPEL IZQUIERDO 30,000
RODADO BASTIDOR LADO DERECHO 50,000
RODADO BASTIDOR LADO IZQUIERDO 50,000
RODADO ORUGA DERECHA 40,000
RODADO ORUGA IZQUIERDA 40,000
RODADO RODILLO INFERIOR TRASERO LADO DERECHO 30,000
RODADO RODILLO INFERIOR TRASERO LADO IZQUIERDO 30,000
RODADO RODILLOS INFERIORES DERECHO 30,000
RODADO RODILLOS INFERIORES IZQUIERDO 30,000
RODADO RUEDA PROPULSORA DERECHA 30,000
RODADO RUEDA PROPULSORA IZQUIERDA 30,000
RODADO RUEDA TENSORA DERECHA 30,000
RODADO RUEDA TENSORA IZQUIERDA 30,000
78
ANEXO N° 4:
RESULTADO DE ANALISIS DE FALLA
PARA LA FLOTA DE PALAS BUCYRUS
495HR EN LOS AÑOS 2011 Y 2012.
Descripción: En el presente anexo se señala los resultados obtenidos en el análisis de falla
para la Flota de Palas bucyrus 495HR de Compañía Minera Doña Inés De Collahuasi
(Pala 06, Pala 08, Pala 09, Pala 10).
79
Tabla A4.1. Análisis de detenciones para Pala 06 en el año 2011.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 355.04 22.15% 50 175.20 7.10
Estructural 164.67 10.27% 115 76.17 1.43
Sistema Eléctrico Potencia 146.11 9.11% 87 100.69 1.68
Propulsión 134.60 8.40% 38 230.53 3.54
Secundarios 109.69 6.84% 110 79.64 1.00
Sistema Rodado 45.52 2.84% 15 584.00 3.03
Otros 40.39 2.52% 35 250.29 1.15
Sistema Virar 34.32 2.14% 21 417.14 1.63
Sistema Empuje/Recoge 29.53 1.84% 13 673.85 2.27
Lubricación 9.03 0.56% 6 1460.00 1.51
Tabla A4.2. Análisis de detenciones para Pala 06 en el año 2012.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 80.61 10.23% 37 236.76 2.18
Estructural 110.86 14.06% 98 89.39 1.13
Sistema Eléctrico Potencia 43.86 5.56% 31 282.58 1.41
Propulsión 60.91 7.73% 31 282.58 1.96
Secundarios 184.87 23.45% 150 58.40 1.23
Sistema Rodado 68.80 8.73% 27 324.44 2.55
Otros 7.73 0.98% 11 796.36 0.70
Sistema Virar 17.38 2.21% 20 438.00 0.87
Sistema Empuje/Recoge 28.42 3.61% 19 461.05 1.50
Lubricación 17.22 2.18% 10 876.00 1.72
80
Figura.A4.1. Jack Knife sistemas Pala 06 año 2011 y 2012.
Tabla A4.3: Análisis de detenciones para Pala 08 en el año 2011.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 20.35 1.26% 16 547.50 1.27
Estructural 390.27 24.17% 163 53.74 2.39
Sistema Eléctrico Potencia 164.93 10.21% 92 95.22 1.79
Propulsión 18.27 1.13% 13 673.85 1.41
Secundarios 91.63 5.67% 78 112.31 1.17
Sistema Rodado 6.69 0.41% 5 1752.00 1.34
Otros 60.50 3.75% 31 282.58 1.95
Sistema Virar 20.96 1.30% 15 584.00 1.40
Sistema Empuje/Recoge 25.45 1.58% 23 380.87 1.11
Lubricación 3.52 0.22% 3 2920.00 1.17
81
Tabla A4.4: Análisis de detenciones para Pala 08 en el año 2012.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 48.87 5.87% 17 515.29 2.87
Estructural 275.21 33.04% 131 66.87 2.10
Sistema Eléctrico Potencia 31.82 3.82% 21 417.14 1.52
Propulsión 14.70 1.76% 12 730.00 1.23
Secundarios 90.81 10.90% 108 81.11 0.84
Sistema Rodado 19.89 2.39% 8 1095.00 2.49
Otros 20.47 2.46% 11 796.36 1.86
Sistema Virar 177.43 21.30% 72 121.67 2.46
Sistema Empuje/Recoge 13.61 1.63% 17 515.29 0.80
Lubricación 12.99 1.56% 13 673.85 1.00
Figura A4.2. Jack Knife sistemas Pala 08 año 2011 y 2012.
82
Tabla A4.5: Análisis de detenciones para Pala 09 en el año 2011.
.Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 54.32 3.36% 18 486.67 3.02
Estructural 271.23 16.75% 118 74.24 2.30
Sistema Eléctrico Potencia 250.14 15.45% 94 93.19 2.66
Propulsión 8.86 0.55% 14 625.71 0.63
Secundarios 196.10 12.11% 180 48.67 1.09
Sistema Rodado 7.17 0.44% 4 2190.00 1.79
Otros 18.84 1.16% 24 365.00 0.79
Sistema Virar 39.71 2.45% 9 973.33 4.41
Sistema Empuje/Recoge 24.60 1.52% 18 486.67 1.37
Lubricación 10.08 0.62% 9 973.33 1.12
Tabla A4.6: Análisis de detenciones para Pala 09 en el año 2012.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 39.95 5.57% 14 625.71 2.85
Estructural 88.46 12.33% 67 130.75 1.32
Sistema Eléctrico Potencia 10.53 1.47% 19 461.05 0.55
Propulsión 37.91 5.28% 15 584.00 2.53
Secundarios 214.12 29.83% 205 42.73 1.04
Sistema Rodado 84.44 11.77% 30 292.00 2.81
Otros 17.11 2.38% 19 461.05 0.90
Sistema Virar 87.52 12.20% 21 417.14 4.17
Sistema Empuje/Recoge 20.01 2.79% 16 547.50 1.25
Lubricación 15.95 2.22% 12 730.00 1.33
83
Figura A4.3. Jack Knife sistemas Pala 09 año 2011 y 2012.
Tabla A4.7: Análisis de detenciones para Pala 10 en el año 2011.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 15.05 1.03% 15 584.00 1.00
Estructural 334.91 23.03% 111 78.92 3.02
Sistema Eléctrico Potencia 142.55 9.80% 90 97.33 1.58
Propulsión 7.28 0.50% 8 1095.00 0.91
Secundarios 171.60 11.80% 133 65.86 1.29
Sistema Rodado 85.47 5.88% 21 417.14 4.07
Otros 37.18 2.56% 27 324.44 1.38
Sistema Virar 14.33 0.99% 10 876.00 1.43
Sistema Empuje/Recoge 10.10 0.69% 14 625.71 0.72
Lubricación 11.71 0.81% 6 1460.00 1.95
84
Tabla A4.8: Análisis de detenciones para Pala 10 en el año 2012.
Sistema Horas de
mantención Indisponibilidad
(%) N° Fallas
(Detenciones) MTBF
(Horas) MTTR
(Horas)
Sistema Levante 444.60 41.18% 72 121.67 6.17
Estructural 106.73 9.89% 89 98.43 1.20
Sistema Eléctrico Potencia 25.20 2.33% 21 417.14 1.20
Propulsión 19.34 1.79% 14 625.71 1.38
Secundarios 91.79 8.50% 92 95.22 1.00
Sistema Rodado 50.60 4.69% 19 461.05 2.66
Otros 7.79 0.72% 8 1095.00 0.97
Sistema Virar 18.55 1.72% 20 438.00 0.93
Sistema Empuje/Recoge 29.76 2.76% 14 625.71 2.13
Lubricación 6.05 0.56% 9 973.33 0.67
Figura A4.4. Jack Knife sistemas Pala 10 año 2011 y 2012.
85
ANEXO N° 5:
FRECUENCIA DE FALLAS PARA LOS
SISTEMAS CRITICOS DE LA FLOTA DE
PALAS BUCYRUS 495HR.
Descripción: Se señala a continuación la base de datos con la que se obtiene la frecuencia de
fallas y el tiempo indisponible en los sistemas críticos de las Palas.
86
TablaA5.1. Fallas principales en el sistema estructural de las Palas en los años 2011 y 2012.
Fallas Sistema Estructural
Cant. Detenciones MTTR
(Horas)
Tiempo Total
(Horas) %
MTBF (Horas)
Estructuras Principales 50 4.63 231.60 13% 885.44
Cabina 21 1.25 26.22 2% 2108.20
Elementos De Desgaste 589 1.46 862.28 49% 75.16
Otros 133 3.05 406.07 23% 332.87
Pasamanos 101 2.19 221.42 13% 438.34
Tabla A5.2. Fallas principales en el sistema secundarios de las Palas en los años 2011 y 2012.
Fallas Sistema Secundarios
Cant. Detenciones MTTR
(Horas)
Tiempo Total
(Horas) %
MTBF (Horas)
Sistema Abrir Balde 748 1.05 783.67 68% 59.19
Sistema de Aire 186 1.37 255.03 22% 238.02
Sistema de Mando 123 0.93 114.64 10% 359.94
Tabla A5.3. Fallas principales en el sistema levante de las Palas en los años 2011 y 2012.
Fallas Sistema Levante Cant. Detenciones MTTR
(Horas)
Tiempo Total
(Horas) %
MTBF (Horas)
Freno 15 3.48 52.24 5% 2951.47
Sistema Control 93 4.96 461.16 43% 476.04
Sistema Lubricación 49 1.63 80.00 8% 903.51
Transmisión 67 5.86 392.71 37% 660.78
Motor 15 5.06 75.87 7% 2951.47
Taco 1 0.09 0.09 0% 44272.11
87
ANEXO N° 6:
HOJA FMEA PARA EL SISTEMA DE
LEVANTE DE LA PALA BUCYRUS 495HR.
Descripción: Anexo que presenta la Hoja FMEA que responde a las cuatro primeras
preguntas básicas del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad.
88
GERENCIA MANTENCION MINA
OCURRENCIA TIPO DE FALLA
Moderada baja O
Se produce juego axial en el eje del motor, sobretemperatura de los
rodamientos. La reparación consiste en cambio de motor que demora
de 36 a 48 horas.
Baja
FALLA FRENO MOTOR HOIST
POR DESGASTE
COMPONENTES
CONTAMINACION
TACOMETRO MOTOR HOIST
No existe conexión entre transmisión y motor. La reparación demora
alrededor de 18 horas.
ENo existe conexión entre transmisión y motor. La reparación demora
alrededor de 18 horas.
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y
CONFIABILIDAD
7
SOLTURA TACOMETRO
MOTOR HOIST
Moderada baja E
El sistema de control detecta fallas en el freno y activa alarma. Se
procede a regular los frenos o a cambiar el componente si el desgaste
no es aceptable.
Moderada baja O
El sistema de control de la pala detecta fallas en el tacómetro. La
reparación consiste en ajustar pernos de sujeción del tacómetro que
demora alrededor de 1 hora.
6
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR
MONTAJE
Moderada alta OEl sistema de control de la pala detecta fallas de sobre corriente en el
inversor del motor. Se chequea el estado del componente.
EFECTOS DE LA FALLA
La temperatura de los rodamientos se eleva. La reparación consiste en
cambio de motor que demora de 36 a 48 horas.
FUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA
HOJA DE ANALISIS
FMEA- 26-06-2013
2
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR USO1
CARGAR DE MINERAL EL BALDE
TOTALMENTE LLENO
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR
MONTAJE
REALIZADO POR
DANIEL AREVALO O.
REVISADO POR
FRANCISCO LOPEZ B.
SISTEMA LEVANTE
TAG
N° DOCUMENTO
Baja OAMotor no arranca o no entrega
la potencia necesaria1
4323
FECHA
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR USO3
4 Remota E
5
89
OCURRENCIA TIPO DE FALLAFUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
12FALLA ELECTRICA
TACOMETRO MOTOR HOISTBaja O
El sistema de control del equipo alerta sobre daños en el tacómetro y/o
falla franca cuando el componente se encuentra muy dañado. En
ambos casos el sistema de control detiene el equipo. El tiempo de
cambio de tacómetro es de aproximadamente 8 horas
13PROBLEMA DE CONEXION
MOTOR HOISTBaja E
El sistema de control de la pala acusa fallas reiteradas y se bloquea. El
tiempo de reparación es de 1 a 3 horas dependiendo del daño en la
conexión, donde ocurre (lugar accesible o no) y de los daños
secundarios.
8FALLA FRENO MOTOR HOIST
POR ALIMENTACION DE AIREBaja E
El freno queda activado. Se procede a la reparación de los
componentes dañados del sistema de aire comprimido, los trabajos
demoran de 1 a 3 horas.
14BAJA AISLACION MOTOR
HOISTModerada O
El sistema de control de la pala acusa fallas reiteradas y se bloquea. La
reparación consiste en el cambio de motor hoist que demora de 12 a 48
dependiendo de la pericia de los mecánicos y eléctricos.
15FALLA EN EL MOTOR DEL
VENTILADOR MOTOR HOISTModerada baja E
El sistema de control de la pala detecta fallas de sobre temperatura en
el motor hoist. Se procede al cambio de blower que demora alrededor
de 3 horas
EEl motor deja de funcionar. La reparación consiste en el cambio del
motor hoist que demora de 36 a 48 horas.
10 Baja EEl ventilador queda desbalanceado. La reparación consiste en cambiar
blower que demora alrededor de 4 horas.
9 Remota
ROTURA ALABE DEL
VENTILADOR MOTOR HOIST
FALLA EJE MOTOR HOIST
DESBALANCEAMIENTO
VENTILADOR MOTOR HOISTE
Mal funcionamiento del componente. Se procede al cambio del blower
que demora alrededor de 4 horas.11 Baja
90
OCURRENCIA TIPO DE FALLA
Moderada
FUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
FUGA SIGNIFICATIVA EN
ACOPLAMIENTOS SISTEMA
DE LUBRICACION
16
PROBLEMA DE CONEXION
DEL VENTILADOR MOTOR
HOIST
Remota E
El sistema de control de la pala detecta fallas de sobre temperatura en
el motor hoist. Se procede a la reparación de la conexión que demora
aproximadamente 1 hora.
17ROTURA TERMINALES
MOTOR HOISTBaja O
El control de la pala detiene el equipo acusando fallas de sobre
corriente. Se procede al cambio de terminales que demora de 1 a 2
horas.
El sistema de control detecta baja presión en el sistema de lubricación
de la transmisión hoist. El tiempo de reparación es de 2 a 12 horas
dependiendo del daño existente, donde ocurre (lugar accesible o no) y
de los daños secundarios.
Alta
4SATURACION FILTROS
SISTEMA LUBRICACIONAlta E
El sistema de control detecta alta presión en el sistema de lubricación.
La solución consiste en cambiar los filtros que demora alrededor de 1
hora.
5ROTURA PORTAFILTROS
SISTEMA LUBRICACIONBaja E
Existe perdida de aceite del sistema de lubricación. El tiempo de
reparación es de 6 a 12 horas dependiendo del daño existente, donde
ocurre (lugar accesible o no) y de los daños secundarios.
EEl sistema de control detecta baja presión en el sistema de lubricación
de la corona. Se rellena de aceite el sistema, lo que demora 4 horas.
3 E
BNo se lubrica o refrigera bien el
sistema1 Moderada O
Los rodamientos se sobrecalientan. Se cheque estado de rodamientos y
lubricación.
2 Moderada alta E
Se produce el roce de metal con metal provocando sobre temperatura.
La reparación demora de 3 a 12 horas dependiendo de los daños
producidos.
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR
LUBRICACION
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR
LUBRICACION
FALLA LUBRICACION
CORONA TAMBOR HOIST6
91
OCURRENCIA TIPO DE FALLAFUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
10
FALLA ELECTRICA MOTOR
BOMBA LUBRICACION
TRANSMISION LEVANTE
Moderada baja E
El sistema de control de la pala detecta falla por bajo flujo de aceite en
el sistema de lubricación. Se procede al cambio de motor de la bomba
de aceite que demora alrededor de 4 horas.
7FALLA BOMBA LUBRICACION
POR DESGASTEBaja E
Existe bajo flujo de aceite. Se cambia la bomba de lubricación, el
trabajo demora de 2 a 3 horas.
8
FALLA SISTEMA
LUBRICACION POR MATERIAL
PARTICULADO
Baja O
Se tapan los filtros de aceite o falla la bomba. La reparación consiste en
cambiar el aceite del sistema y cambiar los filtros que demora entre 3 a
4 horas.
9FALLA MECANICA MOTOR
BOMBA LUBRICACIONModerada baja E
No existe flujo de aceite. Se cambia la bomba de lubricación, el trabajo
demora de 2 a 3 horas.
Se genera un desalineamiento entre la corona y la transmisión hoist. La
reparación consiste en cambiar anclajes que demora alrededor de 100
horas.
C
Componentes del tambor
corona trabajan
incorrectamente
1FALLA RODAMIENTOS
TAMBOR CORONA HOISTBaja O
La temperatura del componente aumenta. Se cambia el conjunto
corona tambor hoist que demora de 60 a 85 horas.
2FALLA SPIDER TAMBOR
CORONA HOISTRemota E
La corona gira independiente del tambor. Se cambia el conjunto corona
tambor hoist que demora de 60 a 85 horas.
3 ROTURA DIENTES CORONA Moderada ENo se genera un engrane correcto entre piñones de salida y corona. Se
cambia el conjunto corona tambor hoist que demora de 60 a 85 horas.
4DESFORMACION ANCLAJES
TAMBOR CORONA HOISTBaja O
92
OCURRENCIA TIPO DE FALLAFUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
6FISURAS DEFENSA CORONA
(MENORES A 4")Moderada E
Perdida de rigidez de la defensa. La reparación demora alrededor de 1
hora.
5
CORTE O SOLTURA DE
PERNOS ANCLAJE TAMBOR
CORONA HOIST
Moderada baja ESe genera un desalineamiento entre la corona y la transmisión hoist. Se
instalan y/o retorquean los pernos que demora de 10 a 12 horas.
7FISURAS DEFENSA CORONA
(MAYORES A 4")Moderada E
Perdida de rigidez de la defensa. La reparación demora alrededor de 2
a 3 horas.
8CORTE DE PERNOS DEFENSA
CORONA (25% DE ELLOS)Moderada E Perdida de sujeción de la defensa. La reparación demora de 1 a 2 horas.
9CORTE DE PERNOS DEFENSA
CORONA (50% DE ELLOS)Moderada baja E
Perdida de sujeción de la defensa. La reparación demora alrededor de 3
horas.
10CORTE DE PERNOS DEFENSA
CORONA (75% DE ELLOS)Baja E
Perdida de sujeción de la defensa. La reparación demora alrededor de 4
horas.
DComponentes de la transmisión
trabajan incorrectamente1
SOLTURA EN BASE DE
TRANSMISION POR
EXCESIVAS VIBRACIONES
Moderada baja E
Mal funcionamiento del sistema de levante en general. Se retorquean
los pernos del sistema de sujeción locking assembling que demora
alrededor de 4 horas.
2
EXCESIVAS VIBRACIONES
POR FRECUENCIA PIÑON
CORONA
Moderada alta OMal funcionamiento del sistema de levante en general. No existe
acción a realizar para mejorar situación.
93
OCURRENCIA TIPO DE FALLAFUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
3DESALINEAMIENTO MOTOR-
TRANSMISIONModerada O
Mal funcionamiento del sistema de levante en general. Se alinean
componentes, la tarea demora de 6 a 10 horas dependiendo de la
pericia del mecánico.
4
EXCESIVO JUEGO RADIAL EJE
DE ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Moderada baja EMal funcionamiento del sistema de levante en general. Se procede a
inspeccionar montaje del eje en la transmisión.
5
FALLA SELLOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Moderada alta EFuga de aceite desde la transmisión. Se cambian sellos dañados que
demora de 12 a 16 horas.
6
FALLA RODAMIENTOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Moderada OSe produce un sobrecalentamiento de los rodamientos. Se cambian
rodamientos que demora alrededor de 24 horas.
7
ALTA TEMPERATURA
RODAMIENTOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Moderada baja OEl sistema de control del equipo detecta la falla y detiene el equipo. Se
procede a chequear estado del rodamiento y lubricación.
8QUIEBRE DIENTES EJE DE
SALIDA TRANSMISION HOISTBaja O
No se genera un engrane correcto entre piñones de salida y corona. Se
cambia eje de salida que demora alrededor de 18 horas.
E
Componentes sistema de
control funcionan
incorrectamente
1
FALLA CABLEADO FUENTES
DE PODER PLC NODO
LEVANTE
Baja E
Se bloquea el sistema de control asociado al levante. El tiempo de
reparación es de 1 a 5 horas dependiendo del daño en la conexión,
donde ocurre (lugar accesible o no) y de los daños secundarios.
2FALLA INTERNA FUENTES DE
PODER PLC NODO LEVANTEBaja E
Dependiendo de la falla especifica, se apaga el PLC o el sistema de
control del equipo acusa fallas. Se procede al cambio de fuente de
poder que demora a lo máximo 1 hora.
94
OCURRENCIA TIPO DE FALLAFUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
10SENSORES DEFECTUOSOS
SIBAS ( I - V - F )Remota O
El sistema de control detecta fallas asociadas al sensor y procede a
alertar. La solución es el cambio del componente en cuestión y su
tiempo de reparación es relativo según el sensor dañado.
3FALLA CABLEADO PLC
ASOCIADO A LEVANTEBaja E
Se producen fallas en el sistema de control del equipo lo que deriva en
el bloqueo de este. El tiempo de reparación es de 1 a 5 horas
dependiendo del daño en la conexión, donde ocurre (lugar accesible o
no) y de los daños secundarios.
4FALLA SENSORES PLC
ASOCIADO A LEVANTEModerada alta E
Se producen fallas en el control asociados al sensor (lecturas erróneas,
no se detecta el sensor, etc.). Se procede en ocasiones a dejar el sensor
fuera de servicio (practica no recomendada) o al cambio del
componente. El tiempo de reparación depende de la solución aplicada
y del sensor defectuoso.
5ENDODER DEFECTUOSO
HOISTModerada E
El sistema de control de la pala detecta fallas de limites (posición en el
espacio) del balde y se bloquea. La solución depende según el daño del
encoder, puede ser resetear el equipo para restablecer limites o
cambiar el componente defectuoso. La reparación demora de 1 a 2
horas.
6FALLA HARDWARE PLC NODO
LEVANTEBaja E
Se apaga el PLC o el sistema de control del equipo acusa fallas. Se
procede al cambio de PLC que demora alrededor de 2 horas.
E
Se producen fallas en el sistema de control del equipo lo que deriva en
el bloqueo de este. El tiempo de reparación es de 1 a 5 horas
dependiendo del daño en la conexión, donde ocurre (lugar accesible o
no) y de los daños secundarios.
7
FALLA CABLEADO FUENTES
DE PODER SIBAS ASOCIADO A
MOVIMIENTO LEVANTE
Remota E
El sistema de control SIBAS se bloquea intermitentemente con lo que el
sistema se protege y detiene la pala. El tiempo de reparación es de 1 a
5 horas dependiendo del daño en la conexión, donde ocurre (lugar
accesible o no) y de los daños secundarios.
8
FALLA INTERNA FUENTES DE
PODER SIBAS ASOCIADO A
MOVIMIENTO LEVANTE
Remota EEl sistema de control SIBAS se bloquea. La reparación consiste en el
cambio de fuente de poder que demora a lo máximo 1 hora.
9
FALLA CABLEADO SIBAS
ASOCIADO A MOVIMIENTO
LEVANTE
Remota
95
OCURRENCIA TIPO DE FALLA EFECTOS DE LA FALLA
2
MANTENER EL BALDE EN
SUSPENSION DURANTE CARGIO
A CAMION
AFalla en el sistema de frenado
motor hoist1
FALLA INVERSORES MOTOR
HOISTRemota E
El sistema de control detecta fallas repetitivas del inversor por sobre
corriente. La solución es el cambio del componente dañado que
demora alrededor de 3 horas.
14FALLA CONTACTORES
SISTEMA DE CONTROL PLCModerada E
El sistema de control de la pala detecta fallas repetitivas del sistema
asociado al contactor. Se procede al cambio del componente dañado, el
tiempo de reparación es de 1 a 2 horas.
13FALLA RELES SISTEMA DE
CONTROL PLCBaja E
El sistema de control de la pala detecta fallas repetitivas del sistema
asociado al relé. Se procede al cambio del componente dañado, el
tiempo de reparación es de 1 horas.
12FALLA SOLENOIDES SISTEMA
DE CONTROL PLCBaja E
El sistema de control de la pala detecta fallas repetitivas del sistema
asociado al solenoide. Se procede al cambio del componente dañado,
el tiempo de reparación es de 2 horas.
11 FALLA HARDWARE SIBAS Remota
FUNCION FALLA FUNCIONAL MODO DE FALLA
E
Se detiene el sistema de control SIBAS y se bloquea el equipo. Se
procede al cambio de los componentes defectuosos que demora
alrededor de una hora.
96
ANEXO N° 7:
ENCUESTA REALIZADA PARA
DETERMINAR NÚMERO DE PRIORIDAD
DE RIESGO.
Descripción: Anexo en el que se presenta la encuesta realizada al personal de
mantenimiento de las palas, con el fin de determinar el Numero de Prioridad de Riesgo para
cada modo de falla del sistema de levante.
97
Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi.
Gerencia Mantención mina.
Departamento Ingeniería y confiabilidad.
SEVERIDAD MODOS DE
FALLA SISTEMA DE
LEVANTE PARA PALAS
BUCYRUS 495HR
Nombre:…………………………………………………………………..
Fecha:…………………………………………………………………..
98
La siguiente encuesta tiene como objetivo lograr determinar el Numero de Prioridad de
riesgo de cada uno de los modos de falla, tanto eléctricos como mecánicos que tiene el sistema de
levante de las palas Bucyrus 495HR, con el fin de poder diseñar planes de mantenimiento de
acuerdo a las necesidades actuales de Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi.
Es por esto que se encuestara a jefes de turno y de área de la gerencia mantención mina.
Se pide contestar la encuesta teniendo en cuenta que todo es para mejoras en el mantenimiento
de esta flota.
Definición de parámetros:
Detectabilidad de las fallas Ocurrencia de las fallas
PARAMETRO D PARAMETRO O
RANGO INDICE RANGO INDICE
Casi seguro 1 Remota 1
Muy alto 2 Baja 3
Alto 3 Moderada baja 4
Moderadamente alto 4 Moderada 5
Moderado 5 Moderada alta 6
Bajo 6 Alta 8
Muy bajo 7 Muy alta 10
Alejado 8
Muy alejado 9
Incertidumbre absoluta 10
Severidad de las fallas
PARAMETRO S1
Impacto de las consecuencias en la seguridad de las personas
EFECTO INDICE DESCRIPCION
Leve 1 ~ 2
Menor 3 ~ 4
Mayor 5 ~ 6
Critico 7 ~ 8
Catastrófico 9 ~ 10
¿Qué tan detectable es el modo
de falla?
¿Qué tan probable es el modo
de falla?
Una falla resulta en un daño menor al sistema. No ocasiona daños al personal. Produce un
La falla tiene como consecuencia heridas menores en el personal.
La falla tiene como consecuencia heridas mayores, perdida de conciencia y riesgos
La falla tiene como consecuencia heridas mayores y daños permanentes al personal
Una falla significa daños permanentes severos y/o la muerte del personal afectado
99
Severidad de las fallas
PARAMETRO S2
Impacto de las consecuencias sobre el medio ambiente
EFECTO INDICE DESCRIPCION
Leve 1 ~ 2
Menor 3 ~ 4
Mayor 5 ~ 6
Critico 7 ~ 8
Catastrófico 9 ~ 10
Severidad de las fallas Severidad de las fallas
PARAMETRO S3 PARAMETRO S4
Impacto de las consecuencias sobre la producción
INDICE EFECTO INDICE
1 ~ 2 No afecta la producción 1 ~ 2
3 ~ 5 25% de impacto 3 ~ 4
6 ~ 8 50% de impacto 5 ~ 6
8 ~ 9 75% de impacto 7 ~ 8
10 Se detiene la producción 8 ~ 9
10
Severidad de las fallas
PARAMETRO S5
Impacto de las consecuencias en el costo de reparacion TIPO DE FALLA
INDICE EFECTO
1 ~ 2 Menos de US$ 2.000.-
3 ~ 5 Entre US$2.000.- y 10.000.-
6 ~ 8 Entre US$10.000.- y 25.000.-
8 ~ 9 Entre US$25.000.- y 50.000.-
10 Mas de US$50.000.-
EVIDENTE: Son aquellas que son visibles en
circunstancias normales.
OCULTA: Fallas que ocurren sin que nadie se
percate de ellas hasta que ocurre otra falla por
causa de esta.
La falla tiene como consecuencia la liberación de sustancias perjudiciales al medio
ambiente, el que puede auto recuperarse.
Los daños al medio ambiente son reversibles mediante actividades de mitigación
posteriores.
Una falla significa daños permanentes o de recuperación prolongada sobre el medio
ambiente.
Mas de 24 horas
Impacto de las consecuencias en el tiempo de
reparación
EFECTO
Menos de una hora
Entre 1 y 3 horas
Entre 4 y 8 horas
Entre 17 y 24 horas
Entre 9 y 16 horas
La falla resulta en una explosión de bajo nivel o bien activa el sistema de alarma del
equipo
Una falla resulta en un daño menor al sistema. No ocasiona daños al medio ambiente.
100
ANEXO N° 8:
HOJA RPN PARA EL SISTEMA DE
LEVANTE DE LA PALA BUCYRUS 495HR.
Descripción: Anexo que presenta la Hoja RPN que determina el numero de prioridad de
riesgo para cada modo de falla del sistema de levante de la Pala.
101
GERENCIA MANTENCION MINA
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
1.5 1.5 3.5 5.5
1.5 1.5 3.5 3
1.A.7
FALLA FRENO MOTOR
HOIST POR DESGASTE
COMPONENTES
Alto 56 5 4 2.8 1.5
1.51.A.6CONTAMINACION
TACOMETRO MOTOR HOISTAlto 48 3.5 6 2.3
2.7 1.5 1.5 1.5 6 21.A.5SOLTURA TACOMETRO
MOTOR HOISTMedio 44 4 4
1.5 10 10 81.A.3FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR USOMuy alto 139 7 3 6.6 1.5
1.A.4
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR
MONTAJE
Medio 40 6 1 6.6 1.5 1.5 10 10 8
1.A.2
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR
MONTAJE
Muy alto 191 7 4 6.8
6.8 1.5 1.5 10 10 91.A.1FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR USOMuy alto 143 7 3
91.5 10 10
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y
CONFIABILIDAD- 26-06-2013 FRANCISCO LOPEZ B.
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
HOJA DE ANALISIS
RPN
EQUIPO N° DOCUMENTO REALIZADO POR
SISTEMA LEVANTE 4323 DANIEL AREVALO O.
TAG FECHA REVISADO POR
1.5
102
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
1 10 4 4
1 10 9 10
1.A.15FALLA EN EL MOTOR DEL
VENTILADOR MOTOR HOISTMuy bajo 17 1 4 4.2 1
11.A.14BAJA AISLACION MOTOR
HOISTAlto 66 2 5 6.6
3.7 1 1 10 3 31.A.13PROBLEMA DE CONEXION
MOTOR HOISTMedio 44 4 3
1.A.12FALLA ELECTRICA
TACOMETRO MOTOR HOISTAlto 48 3 3 5.4 1 1
1.5 1.5 5.5 61.A.11DESBALANCEAMIENTO
VENTILADOR MOTOR HOISTAlto 71 7 3
1.5 1.5 5.5 10
10 6 7.5
3.4 1.5
1.51.A.10ROTURA ALABE DEL
VENTILADOR MOTOR HOISTMuy alto 113 9 3 4.2
7.0 1.5 1.5 10 10 101.A.9 FALLA EJE MOTOR HOIST Alto 63 9 1
1.A.8
FALLA FRENO MOTOR
HOIST POR ALIMENTACION
DE AIRE
Medio 38 7 3 1.8 1.5 1.5
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
1.5 1.5 3
103
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
1.5 1.5 5.5 1
3.5 1.5 3.5 2
1.B.6FALLA LUBRICACION
CORONA TAMBOR HOISTBajo 24 2 5 2.4 1.5
1.51.B.5ROTURA PORTAFILTROS
SISTEMA LUBRICACIONBajo 28 4 3 2.3
1.9 1.5 1.5 1.5 3.5 11.B.4SATURACION FILTROS
SISTEMA LUBRICACIONMuy bajo 15 1 8
1.B.3
FUGA SIGNIFICATIVA EN
ACOPLAMIENTOS SISTEMA
DE LUBRICACION
Bajo 20 1 8 2.5 1.5 3.5
1.5 10 8.5 5.51.B.2
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR
LUBRICACION
Alto 69 2 6
1.5 10 10 9
1.5 3.5 3
5.8 1.5
1.51.B.1
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR
LUBRICACION
Muy alto 137 4 5 6.8
3.4 1 1 10 3 1.51.A.17ROTURA TERMINALES
MOTOR HOISTAlto 51 5 3
1.A.16
PROBLEMA DE CONEXION
DEL VENTILADOR MOTOR
HOIST
Muy bajo 6 2 1 3.2 1 1
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
10 2 1.5
104
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
101.C.4DESFORMACION ANCLAJES
TAMBOR CORONA HOISTMuy alto 112
8 1
7 3 5.3 1.5 1.5 1.5 10
1.B.10
10 10 10
1.51.C.3 ROTURA DIENTES CORONA Alto 53 2 5 5.3
7.0 1.5 1.5 10 10 101.C.2FALLA SPIDER TAMBOR
CORONA HOIST
1.C.1FALLA RODAMIENTOS
TAMBOR CORONA HOISTMuy alto 169 8 3 7.0 1.5 1.5
1.5 1.5 10 10
FALLA ELECTRICA MOTOR
BOMBA LUBRICACION
TRANSMISION LEVANTE
Medio 31 2 4 3.9 1 1 10 4 2.5
Alto 56
1.5 1.5 5.5 5
1.5 1.5 3.5 5
1.B.9FALLA MECANICA MOTOR
BOMBA LUBRICACIONAlto 64 5 4 3.2
2.7 1.51.B.8
FALLA SISTEMA
LUBRICACION POR
MATERIAL PARTICULADO
Alto 57 7 3
1.5
1.B.7
FALLA BOMBA
LUBRICACION POR
DESGASTE
Alto 58 6 3 3.2 1.5 1.5
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
1.5 5.5 5
105
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
1.D.2
EXCESIVAS VIBRACIONES
POR FRECUENCIA PIÑON
CORONA
Muy alto 87 3 6 4.8
2.8
1.C.5
CORTE O SOLTURA DE
PERNOS ANCLAJE TAMBOR
CORONA HOIST
Alto 50
1.5 1.5 6 4.5
1.5 1.5 10 7.51.5
1.51.D.1
SOLTURA EN BASE DE
TRANSMISION POR
EXCESIVAS VIBRACIONES
Alto 77 6 4 3.2
3.8 1.5 1.5 2 8.5 3.51.C.10CORTE DE PERNOS DEFENSA
CORONA (75% DE ELLOS)Bajo 23 2 3
1.5 5.5 3.51.C.9CORTE DE PERNOS DEFENSA
CORONA (50% DE ELLOS)Bajo 23 2 4 2.9 1.5 1.5
1.5 1.5 5.5 31.C.8CORTE DE PERNOS DEFENSA
CORONA (25% DE ELLOS)
1.C.7FISURAS DEFENSA CORONA
(MAYORES A 4")Bajo 24 2 5 2.4
2.6 1.5 1.5 1.5 5 2.51.C.6FISURAS DEFENSA CORONA
(MENORES A 4")Medio 39 3 5
1.5 1.5 3.5 3.5
1.5
1.5
Bajo 28 2 5
3 4 4.1 1.5 1.5 1.5 10 4
106
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
1 10 4 1.5
1 10 3 2.51.E.2FALLA INTERNA FUENTES DE
PODER PLC NODO LEVANTEAlto 65 6 3 3.6 1
11.E.1
FALLA CABLEADO FUENTES
DE PODER PLC NODO
LEVANTE
Medio 44 4 3 3.7
5.3 1.5 1.5 1.5 10 101.D.8
QUIEBRE DIENTES EJE DE
SALIDA TRANSMISION
HOIST
Alto 48 3 3
1.D.7
ALTA TEMPERATURA
RODAMIENTOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Bajo 26 2 4 3.2 1.5 1.5
1.5 1.5 10 9
1.5 10 10 9
1.5 8 2
1.D.6
FALLA RODAMIENTOS EJE
DE ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Alto 68 2 5 6.8 1.5
1.51.D.5
FALLA SELLOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Alto 62 2 6 5.1
5.1 1.5 1.5 1.5 10 91.D.4
EXCESIVO JUEGO RADIAL
EJE DE ENTRADA
TRANSMISION HOIST
Alto 82 4 4
1.D.3DESALINEAMIENTO MOTOR-
TRANSMISIONMuy alto 89 4 5 4.4 1.5 1.5 1.5 10 5.5
107
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
1.E.10SENSORES DEFECTUOSOS
SIBAS ( I - V - F )Muy bajo 17 4 1 4.2
1.E.7
FALLA CABLEADO FUENTES
DE PODER SIBAS ASOCIADO
A MOVIMIENTO LEVANTE
Bajo 22 5
1 10 5 1.5
1 10 5 31
11.E.9
FALLA CABLEADO SIBAS
ASOCIADO A MOVIMIENTO
LEVANTE
Muy bajo 12 3 1 3.9
4.0 1 1 10 3 4.51.E.8
FALLA INTERNA FUENTES DE
PODER SIBAS ASOCIADO A
MOVIMIENTO LEVANTE
Bajo 20 5 1
1 4.3 1 1
1 10 3 2.5
1 10 3 2.5
10 5 3.5
1.E.6FALLA HARDWARE PLC
NODO LEVANTEMedio 43 4 3 3.6 1
11.E.5ENDODER DEFECTUOSO
HOISTMedio 36 2 5 3.6
3.4 1 1 10 3 1.51.E.4FALLA SENSORES PLC
ASOCIADO A LEVANTEMedio 41 2 6
1.E.3FALLA CABLEADO PLC
ASOCIADO A LEVANTEMedio 31 3 3 3.4 1 1 10 3 1.5
108
IMPACTO
SEGURIDAD
MEDIO
AMBIENTE
IMPACTO
PRODUCCION
TIEMPO
REPARACION
COSTO
REPARACION
25% 10% 20% 25% 20%
MODO DE FALLA RIESGO INDICE RPN DETECTAB. OCURRENCIA SEVERIDAD
2.A.1FALLA INVERSORES MOTOR
HOISTMuy bajo 5 1 1 4.8 1 1
1 10 3 1.5
1 10 3 1.5
10 5 6
1.E.14FALLA CONTACTORES
SISTEMA DE CONTROL PLCMedio 34 2 5 3.4 1
11.E.13FALLA RELES SISTEMA DE
CONTROL PLCBajo 20 2 3 3.4
3.4 1 1 10 3 1.51.E.12FALLA SOLENOIDES
SISTEMA DE CONTROL PLCBajo 20 2 3
1.E.11 FALLA HARDWARE SIBAS Muy bajo 19 4 1 4.7 1 1 10 5 5.5
109
ANEXO N° 8:
ARBOL DE DECISIÓN DE RCM.
Descripción: En esta sección se señala el árbol lógico utilizado por la metodología del
Mantenimiento Centrado en Confiabilidad para la obtención de las estrategias de
mantenimiento según la norma SAE JA 1012.
110
111
ANEXO N° 9:
HOJA RCM PARA EL SISTEMA DE
LEVANTE DE LA PALA BUCYRUS 495HR.
Descripción: En este anexo se presenta el resultado del análisis del Mantenimiento
Centrado en Confiabilidad mediante una hoja que registra las decisiones tomadas para cada
modo de falla.
112
Mensual Por definir
1 mecánico y 1
eléctrico
1.A.7
FALLA FRENO MOTOR
HOIST POR DESGASTE
COMPONENTES
El balde pudiera caer de golpe cuando la pala es aparcada y causar
daños graves en la estructura de la pala y sus sistemas. El sistema de
control detecta la falla y detiene el equipo. Se produce una perdida de
producción.
Inspección Medición de desgaste freno levante 250 hrs 1 mecánico
1.A.6CONTAMINACION
TACOMETRO MOTOR HOIST
Se pierden limites del equipo (posicionamiento en el espacio) pudiendo
el operador impactar con el balde el frente de carguío o un camión. El
sistema de control detecta la falla y detiene el equipo. Se produce una
perdida de la producción.
Inspección Revisar limpieza tacómetro. 500 hrs
1 inspector
1.A.5SOLTURA TACOMETRO
MOTOR HOIST
Se pierden limites del equipo (posicionamiento en el espacio) pudiendo
el operador impactar con el balde el frente de carguío o un camión. El
sistema de control detecta la falla y detiene el equipo. Se produce una
perdida de la producción.
Inspección Revisar pernos de sujeción. 500 hrs 1 eléctrico
1.A.4
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR
MONTAJE
Se puede caer el balde de la pala causando daños graves a la estructura
de la pala y sus sistemas e incluso caer sobre la tolva del camión
cuando se descarga el material. Se produce perdida de la producción.
Inspección Inspeccionar trabajos de montaje.Cada vez que se
instale acople.
2 analistas
predictivos
1.A.3FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR USO
Se puede caer el balde de la pala causando daños graves a la estructura
de la pala y sus sistemas e incluso caer sobre la tolva del camión
cuando se descarga el material. Se produce perdida de la producción.
InspecciónInspeccionar visualmente estrías que estén en
buenas condiciones sin quebraduras o desgaste.500 hrs 1 mecánico
500 hrs2 analistas
predictivos
1.A.2
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR
MONTAJE
El sistema de control de la pala detiene el equipo por sobre
temperatura en los rodamientos, se detiene la producción. Esta falla
puede provocar daño en el devanado del estator y rotor.
Control de
calidad
Informe de montaje del taller.
Cada vez que se
monte o repare
1 Ingeniero de
reparaciones
Pruebas en vacio de vibraciones y termo grafía.
1.A.1FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR USO
El sistema de control de la pala detiene el equipo por sobre
temperatura en los rodamientos, se detiene la producción. Esta falla
puede provocar daño en el devanado del estator y rotor.
Predictiva
Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs2 analistas
predictivos
Control horometro rodamientos.
Inspección por termografía.
REVISADO POR DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y
CONFIABILIDAD- 26-06-2013 FRANCISCO LOPEZ B.
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA
HOJA DE ANALISIS
RCM
EQUIPO N° DOCUMENTO REALIZADO POR GERENCIA MANTENCION MINA
SISTEMA LEVANTE 4323 DANIEL AREVALO O.
TAG FECHA
PERSONAL
113
Por definir
1.A.15FALLA EN EL MOTOR DEL
VENTILADOR MOTOR HOIST
Si se desestiman las fallas detectadas por el sistema de control del
equipo, el motor podría llegar a sobrecalentarse. Por este modo de
falla se detiene la producción.
Inspección
Se inspecciona visualmente el componente y se
realizan pruebas dinámicas con el fin de encontrar
anomalías en su funcionamiento.
125 hrs 1 eléctrico
1.A.14BAJA AISLACION MOTOR
HOIST
El motor hoist se puede llegar a quemar y como consecuencia del modo
de falla se detiene la producción.Correctivo
Cuando se produzca este modo de falla se procede
al cambio de motor hoist. No aplica
2 mecánicos
1.A.13PROBLEMA DE CONEXION
MOTOR HOIST
El motor hoist deja de funcionar, como resultado la pala se detiene y no
hay producción.Inspección
Se inspecciona caja de cableado en búsqueda de
anomalías el la aislación del cableado o mala
conexión
1000 hrs 1 eléctrico
1.A.12FALLA ELECTRICA
TACOMETRO MOTOR HOIST
El motor hoist deja de funcionar, como resultado la pala se detiene y no
hay producción.Correctivo Cambiar tacómetro cuando este falle. No aplica
El balde queda trabado porque el freno queda en posición abierta. Se
produce una perdida de producción.Inspección
Revisar componentes del sistema de aire
comprimido.125 hrs
2 analistas
predictivos
1.A.11DESBALANCEAMIENTO
VENTILADOR MOTOR HOIST
Se generan problemas vibracionales que dañan los componentes del
blower. También el blower pierde capacidad de refrigeración del motor
hoist pudiendo provocar problemas de sobre temperatura.
Correctivo Cambiar cuando la falla sea evidente. No aplica 2 mecánicos
1.A.10ROTURA ALABE DEL
VENTILADOR MOTOR HOIST
El desbalanciamiento creado por el alabe faltante da como resultado
problemas vibracionales que dañan los componentes del blower.
También el blower pierde capacidad de refrigeración del motor hoist
pudiendo provocar problemas de sobre temperatura.
PredictivaMedir vibraciones y realizar monitoreo con lámpara
electroboscopica.500 hrs
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
1 mecánico
1.A.9 FALLA EJE MOTOR HOIST Se provoca una falla catastrófica en el motor. Se detiene la producción
Predictiva Medir vibraciones con carga y velocidad variable.
500 hrs2 analistas
predictivos
Inspección Realizar inspección al eje según condición
1.A.8
FALLA FRENO MOTOR
HOIST POR ALIMENTACION
DE AIRE
114
1 inspector1.B.6FALLA LUBRICACION
CORONA TAMBOR HOIST
Este modo de falla origina pitting en los dientes de la corona y piñones
de salida generando a futuro quiebres de dientes en los componentes.
El sistema de control detiene la pala, no hay producción.
Inspección Chequear estado de la lubricación de la corona. 125 hrs
1.B.3
FUGA SIGNIFICATIVA EN
ACOPLAMIENTOS SISTEMA
DE LUBRICACION
El sistema de control detecta la falla y detiene el equipo. Si no se
detecta a tiempo la falla puede dañar la transmisión de levante por
falta de lubricación causado perdidas significativas en producción y
costos elevados de reparación.
InspecciónInspeccionar componentes del sistema de
lubricación.125 hrs 2 inspectores
Por definir
1.B.5ROTURA PORTAFILTROS
SISTEMA LUBRICACION
El sistema de control detecta baja presión de aceite y detiene el equipo.
El modo de falla crea perdida de aceite del sistema de lubricación. La
producción se detiene.
InspecciónInspeccionar componentes del sistema de
lubricación.125 hrs 1 inspector
1.B.4SATURACION FILTROS
SISTEMA LUBRICACION
El sistema de control detecta la falla y detiene el equipo. Si no se
detecta a tiempo la falla puede dañar el motor de la bomba de aceite.
La producción se detiene.
Preventiva Control horometro filtros. mensual
2 analistas
predictivos.Inspección por termografía.
Chequear estado señal RTD On line 1 eléctrico
1.B.2
FALLA ACOPLAMIENTO
MOTOR HOIST POR
LUBRICACION
El roce entre metales daña los dientes del acoplamiento causando que
se desacople motor y transmisión hoist, se puede caer el balde de la
pala causando daños graves a la estructura de la pala y sus sistemas e
incluso caer sobre la tolva del camión cuando se descarga el material.
InspecciónInspeccionar visualmente estrías que estén con
buena lubricación.
1.B.1
FALLA RODAMIENTOS
MOTOR HOIST POR
LUBRICACION
El sistema de control detecta la falla y detiene el equipo. Si no se
detecta a tiempo la falla puede dañar los rodamientos. Se detiene la
producción para chequear estado componente
Predictiva
Medir vibraciones con carga y velocidad variable.500 hrs
125 hrs 1 inspector
1 eléctrico
1.A.17ROTURA TERMINALES
MOTOR HOIST
El motor hoist deja de funcionar, como resultado la pala se detiene y no
hay producción.Inspección
Se inspecciona visualmente el estado de los
terminales buscando indicaciones.1000 hrs 1 eléctrico
1.A.16
PROBLEMA DE CONEXION
DEL VENTILADOR MOTOR
HOIST
Si se desestiman las fallas detectadas por el sistema de control del
equipo, el motor podría llegar a sobrecalentarse. Por este modo de
falla se detiene la producción.
Inspección
Se inspecciona visualmente la conexión del
ventilador buscando baja aislación en el cableado o
mala conexión.
500 hrs
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
115
Mensual Por definir
Mensual Por definir
Inspección por termografía. 500 hrs2 analistas
predictivos
1.C.4DESFORMACION ANCLAJES
TAMBOR CORONA HOIST
El desalineamiento genera que el sistema trabaje de manera incorrecta
provocando vibraciones que dañan el sistema de levante.Inspección
Se realiza análisis de ultrasonido al pasador y
inspección visual del componente.
1.C.3 ROTURA DIENTES CORONA
Al no generarse un engrane correcto de los dientes, el sistema funciona
incorrectamente. Ya con dos dientes rotos la corona no puede seguir
operando. La reparación de este modo de falla implica mucho tiempo y
como consecuencias perdidas significativas en la producción.
Predictiva
Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs
3000 hrs2 analistas
predictivos
1.C.2FALLA SPIDER TAMBOR
CORONA HOIST
La corona al girar independiente del tambor puede ocasionar la caída
del balde de la pala causando daños graves a la estructura de la pala y
sus sistemas e incluso caer sobre la tolva del camión cuando se
descarga el material. Se produce perdida de la producción.
InspecciónInspección visual al spider chequeando estado de
pernos.125 hrs 1 inspector
2 analistas
predictivos
Control horometro corona.
2 mecánicos
1.C.1FALLA RODAMIENTOS
TAMBOR CORONA HOIST
El sistema de control de la pala detiene el equipo por sobre
temperatura en los rodamientos, se detiene la producción. Esta falla
implica tiempos de reparación altos lo que impacta fuertemente el la
producción.
Predictiva
Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs2 analistas
predictivos
Control horometro rodamientos.
Inspección por termografía.
1.B.10
FALLA ELECTRICA MOTOR
BOMBA LUBRICACION
TRANSMISION LEVANTE
Si la pala trabaja con esta condición, la transmisión de levante fallaría
por lubricación o refrigeración. Se detiene la producción del equipo.Correctiva
Se procede al cambio del componente cada vez que
ocurre el modo de falla.No aplica
500 hrs2 analistas
predictivos
2 analistas
predictivos
1.B.9FALLA MECANICA MOTOR
BOMBA LUBRICACION
El sistema de lubricación no funciona y la transmisión podría fallar por
falta de lubricación o refrigeración. El sistema de control detecta la falla
y detiene el equipo, como resultado no hay producción.
InspecciónInspeccionar componentes del sistema de
lubricación.125 hrs 1 inspector
1.B.8
FALLA SISTEMA
LUBRICACION POR
MATERIAL PARTICULADO
Tras el daño de algún componente de la transmisión el aceite queda
con material particulado el que puede ocasionar que otros
componentes fallen. Se tapan los filtros. Se detiene la producción.
Predictiva Análisis de aceites a realizar. 500 hrs
1.B.7
FALLA BOMBA
LUBRICACION POR
DESGASTE
El sistema de control detecta baja presión de aceite en el sistema de
lubricación y detiene el equipo. Si no se detectara el modo de falla a
tiempo dañaría la transmisión de levante por falta de lubricación de
manera catastrófica.
InspecciónInspeccionar componentes del sistema de
lubricación.125 hrs 1 inspector
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
116
2 analistas
predictivos1.D.2
EXCESIVAS VIBRACIONES
POR FRECUENCIA PIÑON
CORONA
Se generan solturas mecánicas en la pala en general y el mal
funcionamiento del equipo. También se ocasionan daños en la
transmisión y componentes asociados.
Predictiva Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs
1 analista
predictivo.
1.D.1
SOLTURA EN BASE DE
TRANSMISION POR
EXCESIVAS VIBRACIONES
Se generan solturas mecánicas en la pala en general y el mal
funcionamiento del equipo. También se ocasionan daños en la
transmisión y componentes asociados.
inspección
Chequear si los pernos de los locking assembling se
encuentran debidamente torqueados.
1.C.10
CORTE DE PERNOS
DEFENSA CORONA (75% DE
ELLOS)
La perdida de rigidez de la defensa ocasiona vibraciones y el elemento
comienza a golpear contra la corona dañándose aun mas. Si el
componente queda muy dañado, la corona no queda con la protección
correcta y genera una condición insegura.
InspecciónInspeccionar estructura buscando pernos faltantes,
de encontrarse reparar.500 hrs
125 hrs
500 hrs
1 inspector
2 analistas
predictivos
1 analista
predictivo.
1.C.9
CORTE DE PERNOS
DEFENSA CORONA (50% DE
ELLOS)
La perdida de rigidez de la defensa ocasiona vibraciones y el elemento
comienza a golpear contra la corona dañándose aun mas. Si el
componente queda muy dañado, la corona no queda con la protección
correcta y genera una condición insegura.
InspecciónInspeccionar estructura buscando pernos faltantes,
de encontrarse reparar.500 hrs
1 analista
predictivo.
1.C.8
CORTE DE PERNOS
DEFENSA CORONA (25% DE
ELLOS)
La perdida de rigidez de la defensa ocasiona vibraciones y el elemento
comienza a golpear contra la corona dañándose aun mas. Si el
componente queda muy dañado, la corona no queda con la protección
correcta y genera una condición insegura.
InspecciónInspeccionar estructura buscando pernos faltantes,
de encontrarse reparar.500 hrs
1 analista
predictivo.
1.C.7FISURAS DEFENSA CORONA
(MAYORES A 4")
La perdida de rigidez de la defensa ocasiona vibraciones que dañan el
componente. Si el componente queda muy dañado, la corona no queda
con la protección correcta y genera una condición insegura.
Inspección
Inspeccionar estructura buscando fisuras
significativas, de encontrarse reparar con
soldadores.
500 hrs1 analista
predictivo.
1.C.6FISURAS DEFENSA CORONA
(MENORES A 4")
La perdida de rigidez de la defensa ocasiona vibraciones que dañan el
componente. Si el componente queda muy dañado, la corona no queda
con la protección correcta y genera una condición insegura.
Inspección
Inspeccionar estructura buscando fisuras
significativas, de encontrarse reparar con
soldadores.
500 hrs
1.C.5
CORTE O SOLTURA DE
PERNOS ANCLAJE TAMBOR
CORONA HOIST
El desalineamiento genera que el sistema trabaje de manera incorrecta
provocando vibraciones que dañan el sistema de levante.Inspección
Inspeccionar si se encuentran pernos cortados y
revisar torque de ellos, si existe soltura retorquear.500 hrs 1 mecánico
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
117
1 eléctrico1.E.2
FALLA INTERNA FUENTES
DE PODER PLC NODO
LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo Se cambian las fuentes de poder defectuosas No aplica
2 analistas
predictivos
1.E.1
FALLA CABLEADO FUENTES
DE PODER PLC NODO
LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo
Se repara cableado una vez ocurrido el modo de
falla.No aplica 1 eléctrico
1.D.8
QUIEBRE DIENTES EJE DE
SALIDA TRANSMISION
HOIST
El engrane que se genera no es el correcto, el material de los dientes
rotos puede dañar los demás dientes del piñón de salida o de la corona.Predictiva Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs
2 analistas
predictivos
1.D.7
ALTA TEMPERATURA
RODAMIENTOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Si no se controla a tiempo pueden fallar rodamientos y dañar
componentes de la transmisión hoist.Predictiva Inspección por termografía. 500 hrs
2 analistas
predictivos
1.D.6
FALLA RODAMIENTOS EJE
DE ENTRADA TRANSMISION
HOIST
El sistema de control detecta alta temperatura en el rodamiento y
detiene el equipo. Si no se detecta a tiempo el modo de falla, los
componentes de la transmisión pueden dañarse seriamente.
Predictiva Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs
2 analistas
predictivos
1.D.5
FALLA SELLOS EJE DE
ENTRADA TRANSMISION
HOIST
Perdida de aceite del sistema de lubricación y la posible contaminación
de este. Inspección Chequear si existen fugas a través del sello. 125 hrs 1 inspector
1.D.4
EXCESIVO JUEGO RADIAL
EJE DE ENTRADA
TRANSMISION HOIST
Daños en rodamientos del eje de entrada de la transmisión hoist,
vibraciones que dañan componentes de la transmisión. Mal
funcionamiento del sistema.
Predictiva Medir vibraciones con carga y velocidad variable. 500 hrs
1.D.3DESALINEAMIENTO MOTOR-
TRANSMISION
Daños en rodamientos del eje de entrada de la transmisión y motor
hoist, vibraciones pueden causar daño severo a componentes de la
transmisión.
Predictiva
Medir vibraciones con carga y velocidad variable. De
encontrarse indicaciones en análisis vibratorio,
alinear componentes.
500 hrs
2 analistas
predictivos
2 mecánicos
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
118
1 eléctrico1.E.10SENSORES DEFECTUOSOS
SIBAS ( I - V - F )
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo Se reemplazan los sensores defectuosos. No aplica
1 eléctrico
1.E.9
FALLA CABLEADO SIBAS
ASOCIADO A MOVIMIENTO
LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo
Se repara cableado una vez ocurrido el modo de
falla.No aplica 1 eléctrico
1.E.8
FALLA INTERNA FUENTES
DE PODER SIBAS ASOCIADO
A MOVIMIENTO LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo Se cambian las fuentes de poder defectuosas No aplica
1 eléctrico
1.E.7
FALLA CABLEADO FUENTES
DE PODER SIBAS ASOCIADO
A MOVIMIENTO LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo
Se repara cableado una vez ocurrido el modo de
falla.No aplica 1 eléctrico
1.E.6FALLA HARDWARE PLC
NODO LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo
Se reemplazan componentes defectuosos una vez
ocurrido el modo de falla.No aplica
1 eléctrico
1.E.5ENDODER DEFECTUOSO
HOIST
Operando con encoder dañado existe la posibilidad que el balde
impacte contra la tolva del camión en el carguío o golpee muy fuerte el
frente de carguío produciendo daños a la estructura y a demás sistemas
del equipo.
InspecciónSe inspección visualmente el acoplamiento del
encoder.125 hrs 1 eléctrico
1.E.4FALLA SENSORES PLC
ASOCIADO A LEVANTE
Si el sensor no es reemplazado se pueden ocasionar otras fallas mas
criticas por la falta de información que entrega el sensor. Se detiene la
producción del equipo.
Correctivo Se reemplazan los sensores defectuosos. No aplica
1.E.3FALLA CABLEADO PLC
ASOCIADO A LEVANTE
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo
Se repara cableado una vez ocurrido el modo de
falla.No aplica 1 eléctrico
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
119
1 eléctrico
2.A.1FALLA INVERSORES MOTOR
HOIST
El balde del equipo podría caer de golpe sobre la tolva del camión
durante la operación de carguío, produciendo daños a la estructura y a
demás sistemas del equipo.
Correctivo Se cambia el componente. No aplica 2 eléctricos
1.E.14FALLA CONTACTORES
SISTEMA DE CONTROL PLC
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo Se cambian los contactores defectuosos. No aplica
1 eléctrico
1.E.13FALLA RELES SISTEMA DE
CONTROL PLC
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo Se cambian los relés defectuosos. No aplica 1 eléctrico
1.E.12FALLA SOLENOIDES
SISTEMA DE CONTROL PLC
El sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo Se cambian los solenoides defectuosos. No aplica
1.E.11 FALLA HARDWARE SIBASEl sistema de control se bloquea y deja de funcionar, como resultado la
pala se detiene y no hay producción.Correctivo
Se reemplazan componentes defectuosos una vez
ocurrido el modo de falla.No aplica 1 eléctrico
MODO DE FALLA CONSECUENCIAS DE LA FALLA ACTIVIDAD ACCION DE MANTENIMIENTO A EJECUTAR FRECUENCIA PERSONAL
120
ANEXO N° 10:
ANALISIS DE ARBOL DE FALLA.
Descripción: Este anexo señala las posibles combinaciones de fallas que se pueden presentar
en los sistemas críticos de la Pala.
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
![Presentación SF [Modo de compatibilidad] · PDF fileREPARACIONES Reparación de Cucharones de Palas hasta 80 TM P&H (1800-2100-2300-2800-4100) Bucyrus 495](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/5a87614c7f8b9ad30c8dbbf7/presentacin-sf-modo-de-compatibilidad-reparacin-de-cucharones-de-palas-hasta-80.jpg)
