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RESEARCH REPORT

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLA PARA LAVADORAS SERIE GWM-GWN-GWH

Germán Humberto Rodríguez Cubides Juan Manuel Jiménez García

A001 Bucaramanga 2018

Research Group on Energy and Environment – GIEMA School of Mechanical Engineering Universidad Industrial de Santander

Título en el idioma que se presenta el artículo (debe ser igual al del encabezado)

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Germán Humberto Rodríguez Cubides, Juan Manuel Jiménez García, Análisis de modos y efectos de falla para lavadoras serie GWM-GWN-GWH, School of Mechanical Engineering, Universidad Industrial de Santander. Research report, Bucaramanga, Colombia, 2018. Correspondence: [email protected] [email protected]

Research Group on Energy and Environment – GIEMA School of Mechanical Engineering Universidad Industrial de Santander Ciudad Universitaria Bucaramanga, Colombia email: [email protected] http://giema.uis.edu.co

ANÁLISIS DE MODOS Y EFECTOS DE FALLAS PARA LAVADORAS SERIE GWM-GWN-GWH G. Rodríguez1, J. Jiménez 2 1Grupo

de investigación de energía y medio ambiente GIEMA, Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad Industrial de Santander, Colombia. Email: [email protected] 2 Grupo de investigación de energía y medio ambiente GIEMA, Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad Industrial de Santander, Colombia. Email: [email protected]

RESUMEN Debido a la importancia de conocer las causas y los efectos de diferentes tipos de fallas y cuantificar gracias a su gravedad, ocurrencia y a su dificultad de detección se utiliza el nivel de prioridad de riesgo (NPR), después de identificar los tipos de falla que obtienen un mayor valor del NPR se plantean diferentes actividades para reducir su valor que se deben realizar a las diferentes partes de la máquina en estudio. Las lavadoras constituyen un importante papel en los quehaceres del hogar, llegando a ser indispensables para el aseo de la ropa, disminuyendo los tiempos y el consumo de agua por parte del usuario. Este reporte muestra la elaboración del análisis de modos y efectos de falla de una lavadora de las series gwm-gwn-gwh. PALABRAS costs.

CLAVES:

Maintenance, Washing Machine, Preventive Maintenance, Maintenance

1. INTRODUCCIÓN La gran necesidad de aumentar la vida útil de las lavadoras ha llevado a implementar programas de mantenimiento preventivo. La falta de plantear diferentes acciones para disminuir el nivel de prioridad de riesgo ha llevado a que la gravedad y los efectos de falla aumenten. Dado que tienen la capacidad de facilitar el lavado de ropa, las lavadoras se encuentran entre los electrodomésticos más utilizados y solicitados en el hogar. La primera patente fue concedida en Inglaterra en 1691 en la categoría de Washing and Wringing Machines (Máquinas de lavar y escurrir),1 y Alemania Jacob Christian Schäffer publica su diseño en 1767.2 En este trabajo se realizará los cálculos para obtener el NPR, sin establecer ninguna acción, luego se recalculará con tres diferentes acciones, una para cada falla, con el fin de disminuir su valor. Para los cálculos del AMEF se utilizará la herramienta Excel de Microsoft Office.

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2. METODOLOGÍA 2.1. Identificación de las partes Las lavadoras de las series GWM-GWN-GWH constan de 13 componentes principales

Tabla 1. Tabla de elementos Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Tabla de elementos Elemento Dispensador de detergente. Panel de control Paneles laterales Puerta de carga/descarga de la ropa Mezclador Bastidor Polea Grupo de tambor y tanque Motor eléctrico Correa de transmisión Botón de emergencia Descarga Seccionador

Fuente: Elaboración propia

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2.2. Identificación de las causas, los efectos y modos de falla Las fallas mas frecuentes en este tipo de lavadoras industriales son: fallas en el panel de control, desbalanceo del tambor, daño en el sistema de transmisión de potencia. Modos de falla  Fallas en el panel de control.  Desbalanceo del tambor.

 Daño en el sistema de transmision de potencia.

El efecto de los modos de fallas anteriormente mencionados son:  Repeticion de ciclos  No regula el nivel del agua  No inicia el lavado

Efecto de las fallas  Deja sucia la ropa  se filtra el agua a la  Daño en la suspensión de la transmision. maquina  Moja el sistema de lubricacion  Ropa con nudos  Daño en las correas del motor

La causa de fallas Causa de la falla  Fisuras en el panel electrico.  Motor electrico dañado  Humedad filtrada  Bajo nivel de voltaje

 Fugas en el tambor  Desgaste en las correas del motor

2.3. MODO DE DETECCION Modo de detección  Inspeccion visual  No existe

 Proteccion sobrecorriente  No existe

para  Monitoreo de vibraciones mensual  Monitoreos de vibraciones mensual

2.4. NIVEL DE PRIORIDAD DE RIESGO El NPR está definido como: 𝑁𝑃𝑅 = 𝐺 ∗ 𝑂 ∗ 𝐷 Donde G es la gravedad, O es la ocurrencia de la falla y D es la dificultad detección de la falla

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2.4.1. Gravedad Está definida como la afectación del modo de falla apreciada por el cliente; se pondera de 1 a 10 según la siguiente tabla: Efecto

Criterio La falla ocurrirá sin previo aviso. Puede poner en peligro a otros sistemas Peligroso sin y/o puede afectar la operación segura del sistema bajo análisis. Se aviso incumple con alguna regulación gubernamental. La falla ocurrirá con previo aviso. Puede poner en peligro a otros Peligroso con sistemas y/o puede afectar la operación segura del sistema bajo análisis. aviso Se incumple con alguna regulación gubernamental. Falla menor del sistema. Los controles actuales no pueden mantener el Muy alto sistema operativo y requiere fuerte intervención del operador para su correcto funcionamiento. Falla menor del sistema. Los controles actuales no pueden mantener el Alto sistema operativo y requiere moderada intervención del operador para su correcto funcionamiento. Falla menor del sistema. Los controles actuales no pueden mantener el Moderadamente sistema operativo y requiere ligera intervención del operador para su Alto correcto funcionamiento. Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden mantener el Moderado sistema operativo pero requiere fuerte intervención del operador para su correcto funcionamiento. Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden mantener el Bajo sistema operativo pero requiere moderada intervención del operador para su correcto funcionamiento. Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden mantener el Muy bajo sistema operativo pero requiere ligera intervención del operador para su correcto funcionamiento. Falla menor del sistema. Los controles actuales pueden mantener el Menor sistema operando. Ninguno La falla no tiene efectos en el sistema.

Nivel 10

9

8

7

6

5

4

3 2 1

2.4.2. OCURRENCIA DE FALLA Probabilidad de que suceda una causa y se convierta en un modo de falla durante la vida útil del equipo se pondera de 1 a 10 según la siguiente tabla:

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POSIBILIDAD DE FALLA

FRECUENCIA DE FALLAS NIVEL Diaria 10 Muy alta: la falla es casi inevitable. semanal 9 Alta: la falla es frecuente, o está asociada a fallas frecuentes en mensual 8 otros procesos. cada 2 meses 7 cada 3 meses 6 Moderado: La falla es ocasional, o está asociada a fallas cada 6 meses 5 ocasionales en otros procesos. anual 4 Bajo: Falla aislada en el proceso. cada 2 años 3 Muy baja: La falla está asociada a fallas aisladas en otros procesos. cada 5 años 2 Remota: La falla es improbable. mayor a 5 años 1

2.4.3. Detección de falla Probabilidad de que un control detecte la causa de un modo de falla previniéndolo antes de que llegue al cliente. Detección Incertidumbre total

Criterio El control no detecta la causa potencial de la falla ó no hay control.

Hay posibilidad muy remota de que el control detecte la causa potencial de la falla. Hay una posibilidad remota de que el control detecte la causa Remota potencial de la falla. Hay una muy baja posibilidad de que el control detecte la causa Muy baja potencial de la falla. Hay una baja posibilidad de que el control detecte la causa potencial Baja de la falla. Hay una moderada posibilidad de que el control detecte la causa Moderada potencial de la falla. Moderadamente Hay una moderadamente alta posibilidad de que el control detecte la alta causa potencial de la falla. Hay una alta posibilidad de que el control detecte la causa potencial Alta de la falla. Hay una muy alta posibilidad de que el control detecte la causa Muy alta potencial de la falla. Casi certez total El control detecta casi con certeza total la causa potencial de la falla.

Muy remota

Nivel 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

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2.4.4. Cálculo del NPR

Efecto de la falla

Causa de la falla

• Fallas en el panel de control.

Repeticion de ciclos

Fisuras en el panel electrico.

No regula el nivel del agua

Modo de detección

D

Detección

Modo de Fallo

O

Ocurrencia

Componente

G

Gravedad

Falla potencial

NPR Inicial

7

5

4

140

Inspeccion visual

Humedad filtrada

No existe

6

2

5

60

Motor electrico dañado

Proteccion para sobrecorriente

6

5

4

120

Bajo nivel de voltaje

No existe

5

6

7

210

Fugas en el tambor

Monitoreo de vibracion mensual

8

6

8

384

Desgaste en las correas del motor

Monitoreo de vibracion mensual

7

6

7

294

No inicia el lavado Deja sucia la ropa LAVADOR Daño en la suspensión de la AS SERIE • Desbalanceo maquina GWM-GWN- del tambor. GWH Ropa con nudos

• Daño en el sistema de transmision de potencia.

Se filtra el agua a la transmision. Moja el sistema de lubricacion Daño en las correas del motor

2.4.5. Acciones recomendadas El fin de las acciones recomendadas es disminuir el nivel de prioridad de riesgo para los diferentes modos de falla. Acciones recomendadas  Instalar un regulador de  Instalacion de un regulador corriente  No sobrecargar la lavadora  Inspeccion rutinaria cada 15 dias

 Revision del tambor cada semana  Cambio de correas en un tiempo oportuno

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Detección

D

Ocurrencia

O

Gravedad

G

NPR Inicial

 Instalar un regulador de corriente

6

4

3

72

Inspeccion rutinaria cada 15 dias

5

1

4

20

Acciones Recomendadas

• Instalacion de un regulador

6

4

3

72

Inspeccion rutinaria mensual e intervencion de requerirlo.

5

5

6

150

 Revision del tambor cada semana

6

4

5

120

Cambio de correas en un tiempo oportuno

6

6

3

108

2.5. Conclusiones Al realizar este AMEF para el ejemplo de una lavadora industrial se pudo concluir que teniendo en cuentos los modos, efectos y causas de fallo y siguiendo las acciones recomendadas se puede reducir el valor del nivel prioritario de riesgo