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Universidad Tecnológica de
Querétaro
Firmado digitalmente por Universidad Tecnológica de Querétaro
Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnológica de Querétaro,
o=Universidad Tecnológica de Querétaro, ou, [email protected], c=MX
Fecha: 2013.06.14 12:56:28 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
Nombre del proyecto:
Desarrollo de sistema de detección de secadoras ruidosas
Empresa:
Mabe Tecnología y Proyectos S.A. de C.V.
Memoria
Que como parte de los requisitos para obtener el título de:
Ingeniero en procesos y operaciones industriales
Presenta
José Alejandro Villagrán Jiménez
Asesor de la UTEQ
Asesor de la Empresa
M.T.A. J. Antonio Rodríguez Tirado
Ing. Edgardo Matus Benítez
Santiago de Querétaro, Qro., Mayo 2013
Resumen
El objetivo de este proyecto fue desarrollar una evaluación de ruido y
vibración que permita detectar fallas de ensamble y/o manufactura en secadoras
fabricadas por Mabe para la plataforma HALC (Horizontal Axis Low Cost) en la
línea de producción. Esto permitirá reducir el índice de llamadas de servicio por
problemas asociados a ruido y vibración y mejorar la percepción de calidad y
satisfacción del cliente final. En los siguientes capítulos se describe el desarrollo
del proyecto, la fase de experimentación y los resultados obtenidos, que sirvió
para determinar la factibilidad técnica del proyecto, considerando la inversión
necesaria para la implementación en la línea de producción.
(Palabras clave: Secadora, Ruido Vibración)
2
Abstract
The main objective of project was to develop a noise and vibration test for
dryers manufactured by Mabe, specifically for HALC (Horizontal Axis Low Cost)
platform to detect faults due to assembly and/or manufacture in production line.
This will increase the product quality rate, reduce the service calls due to noise and
vibration problems and it will improve the quality perception to final user. In
following chapters the development of project at different stages is described, the
experimental phase and results which helped to define the technical feasibility,
considering the investment required for implementation in production line.
(Key Words: Dryer, Noise, Vibration)
3
Agradecimientos
A Dios por todo lo vivido, por todo lo aprendido, y por todo lo que viene.
A mi asesor de proyecto Ing. Edgardo Matus Benítez, por darme la confianza de trabajar en
este proyecto, por todo lo aprendido, por la paciencia y buenos consejos durante las revisiones de
esta memoria y mas allá de eso, por ser un gran amigo y una gran persona.
A mi asesor de la UTEQ, Profesor José Antonio Rodríguez Tirado, porque siempre dio
seguimiento al desarrollo de esta memoria con interés y dedicación.
A mi familia por su paciencia, apoyo y porque siempre serán mi familia y siempre van a estar
presentes.
Por todo su apoyo y amistad durante este tiempo agradezco a quienes he conocido laborando
en typ Eleazar Álvarez, Fernando Elizarraraz, Luis Ballesteros, Shair Mendoza, Alfonso Thompson,
Gerardo Arvizu, Víctor Miranda, Martha Hecht, Jesús Silva, Alejandro Martínez, Ulises Uribe y
todas aquellas personas que me han brindado el privilegio de su amistad en este periodo de mi vida.
A todas aquellas personas que han influido en mi vida para llegar a este momento y aunque
no puedo nombrar a todos no es porque me olvide de ninguno de ustedes.
“Al conocer lo que Dios nos ha dado, encontraremos muchísimas cosas por las que dar
gracias continuamente.” San Bernardo
4
Índice
Pagina
Resumen.......................................................................................................................................... 2
Abstract ........................................................................................................................................... 3
Agradecimientos ............................................................................................................................. 4
Índice ............................................................................................................................................... 5
I. Introducción ................................................................................................................................. 6
II. Antecedentes .............................................................................................................................. 7
III. Justificación ................................................................................................................................ 9
IV. Objetivos .................................................................................................................................. 10
V. Alcances .................................................................................................................................... 11
VI. Fundamentación teórica .......................................................................................................... 12
6.1 Descripción de una secadora.............................................................................................. 12
6.1.2 Fuentes de ruido y vibración en una secadora ................................................................ 13
6.2 Teoría básica de ruido y vibraciones ................................................................................... 14
6.2.1 Sonido............................................................................................................................... 14
6.2.2 Vibraciones mecánicas ..................................................................................................... 22
VII. Plan de actividades ................................................................................................................. 29
VIII. Recursos humanos y materiales ............................................................................................ 31
IX. Desarrollo del proyecto ............................................................................................................ 32
9.1Procedimiento de evaluación............................................................................................... 32
9.2 Reporte de evaluaciones ..................................................................................................... 43
X. Resultados obtenidos ................................................................................................................ 63
XI. Análisis de riesgo ...................................................................................................................... 64
XII. Conclusiones ........................................................................................................................... 65
XIII. Recomendaciones .................................................................................................................. 66
XIV. Referencias bibliográficas ...................................................................................................... 67
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I. Introducción
Actualmente los usuarios de aparatos electrodomésticos son más exigentes
al evaluar la calidad y el desempeño de los productos que compran. Un aspecto
importante en la evaluación del desempeño del producto es la cantidad y calidad
de ruido emitido por el producto.
Se conoce que diferentes fallas de ensamble y/o manufactura de los
componentes del producto pueden generar o amplificar el nivel de ruido y
vibración de la secadora, lo cual ocasiona quejas y llamadas de servicio.
Por esto es importante contar con una medida preventiva, una evaluación,
para detectar estas fallas en la línea de ensamble y garantizar la calidad del
producto que llega a las manos del cliente final.
Para el desarrollo de la evaluación fue necesario caracterizar las secadoras
desde el punto de vista de ruido y vibración de los códigos de falla (Job Codes)
asociados a estos problemas en el producto, esto se logró de manera
experimental en las instalaciones del centro de tecnología y proyectos de Mabe,
ubicado en Querétaro.
Mabe produce 150,000 secadoras anuales en su planta Saltillo y
actualmente se está transfiriendo la producción de la planta de Montreal a la
planta de Saltillo, por lo que en un futuro cercano, la producción de planta Saltillo
alcanzará 1’300,000 unidades.
En los siguientes capítulos se describe el desarrollo del proyecto en sus
diferentes etapas las cuales dieron factibilidad técnica al proyecto.
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II. Antecedentes
2.1 Antecedentes de la empresa
Mabe es una empresa multinacional que diseña, produce y distribuye
electrodomésticos a más de 70 países alrededor del mundo. La compañía se
estableció en Ciudad de México en el año 1946.
En un inicio, Mabe se dedicó a la creación de gabinetes y muebles de
empotrar para cocina. En la década del 50 comenzó a manufacturar productos de
línea blanca como cocinas a gas y refrigeradores. Su rápido crecimiento permitió
que Mabe se convirtiera en el mayor exportador de electrodomésticos en México
en 1960.
Actualmente Mabe produce además de estufas y refrigeradores, lavadoras y
secadoras y comercializa otros electrodomésticos a nivel nacional e internacional
Mabe cuenta con un centro de tecnología y proyectos que está ubicado en
Querétaro en el parque Industrial Jurica Acceso B No. 406.
7
2.2 Antecedente del proyecto
Los análisis que se realizan por parte de las áreas de calidad, producción,
así como de atención al cliente, tienen detectados los siguientes reportes de fallas.
Reportes de falla en secadoras:
Quejas del cliente por ruido en secadora o ruido en componentes.
Re trabajos
Se llevó a cabo un taller kaizen para analizar estas fallas y se concluyó que
es necesario desarrollar una herramienta que nos permita detectar estas fallas en
la línea de producción y evitar que lleguen hasta el usuario final y/o que
representen re trabajos en la línea de ensamble.
Con este proyecto, se desarrolló una prueba que permite detectar fallas
asociadas con problemas de ruido y/o vibración y se determinó evaluar los
siguientes códigos de falla para la secadora HALC (horizontal axis low cost):
Ruido
Ruido por falta de grasa
Sin patas
Slides fuera de posición
Slides deformados
Rozamiento de componentes
Buje flecha roto
Sin buje flecha
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III. Justificación
.
La razón principal para realizar el proyecto es contar con una prueba que
permita detectar, reducir o eliminar el número de llamadas de servicio en garantía
relacionadas a los códigos de falla de “Secadora Ruidosa” y todos los costos
asociados al mismo.
Además será una herramienta importante para el control de calidad de
producto para los miembros de los equipos de producción, manufactura y calidad,
y que aumentara la percepción de la calidad del producto. Los clientes de mabe
recibirán un producto más silencioso.
La competencia específica para el ingeniero en procesos y operaciones
industriales en la que impacta el presente proyecto es 3.3 que indica lo siguiente:
“Desarrollar los sistemas de ingeniería de manufactura con base en la cadena de
valor del producto o servicio, para cumplir los requisitos de diseño, productividad,
calidad, ergonomía, seguridad y ecología”
El beneficio esperado del presente proyecto es eliminar el SCR por códigos
de falla asociados al problema secadora ruidosa que tienen un costo de hasta
$156,000.00 U.S.D. anual solo para la línea de producto en Canadá.
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IV. Objetivos
4.1 Objetivo general
Desarrollar una prueba de ruido y vibración, que permita detectar fallas de
ensamble y/o manufactura en el producto secadoras HALC (Horizontal Axis Low
Cost) en línea de ensamble.
4.2 Objetivos específicos
1.-Eliminar o reducir el
costo de $156,000.00 U.S.D.
por llamadas de
servicio debidas a fallas de secadora ruidosa.
2.-Detectar el 80% de los códigos de falla asociados a este problema por
medio de la prueba denominada Delta-A.
3.- Lograr una reducción de 80% en el costo por re trabajos en fallas de
ensamble y manufactura.
4.- Incrementar el índice de calidad del producto.
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V. Alcances
Aplica para el desarrollo de una evaluación preventiva del problema de ruido,
por medio de la prueba denominada Delta-A en planta Saltillo, para la familia de
productos de secadoras HALC (Horizontal Axis Low Cost) tanto modelo gas, como
eléctrico.
Los límites del proyecto son otras plataformas de secadoras y códigos de
falla existentes, para las cuales será necesario desarrollar los parámetros de
evaluación antes de su implementación. Esto quiere decir; que la prueba es
aplicable, pero que será necesario determinar su criterio de aceptación y rechazo.
Las actividades del proyecto son:
Instrumentación
Medición
Análisis
Factibilidad
Desarrollo de la solución técnica
Seguimiento de la implementación en planta
11
VI. Fundamentación teórica
6.1 Descripción de una secadora
Una secadora de ropa es un aparato electrodoméstico diseñado para extraer
humedad de fibras textiles (ropa) por medio de dos elementos que son: 1.- calor
que sirve para evaporar la humedad y 2.- flujo de aire. Al forzar el paso de aire
caliente a través del sistema es como se logra extraer la humedad.
Corte esquemático de una Secadora.
Muestra componentes de una secadora.
El patrón de flujo en una secadora comienza por la parte posterior de la
estructura, donde se encuentran aperturas por las cuales entran a la secadora
aire a presión atmosférica y temperatura ambiente (1), el siguiente paso es
calentar el aire succionado por medio de una fuente de calor (2), después, el aire
caliente se direcciona hacia la zona del difusor por un ducto llamado “Ducto de
Transición” (3), el aire pasa a través del tambor donde es colocada la ropa que se
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desea secar (4). Por medio de una presión de succión, el aire es conducido por un
ducto de succión (5) hacía el ventilador que se encuentra unido al ducto de
descarga (6).
6.1.2 Fuentes de ruido y vibración en una secadora
Durante el proceso de secado, la secadora y sus componentes experimentan
fenómenos térmicos y mecánicos que afectan su estructura y son generadores de
diversos problemas de ruido y vibración, los cuales se amplifican por problemas de
ensamble y manufactura.
Mecánicamente la secadora opera con elementos tales como motores,
rotores, ventiladores, poleas, bandas y la propia estructura que son fuentes o
amplificadores naturales de fenómenos de vibración en el sistema y la estructura.
Así mismo la secadora también se ve afectada por fenómenos térmicos
ocasionados
por la fuente de calor que afecta la estructura de la secadora
causando deformaciones térmicas de la estructura y los componentes y alterando
las propiedades mecánicas de sus materiales.
Las diferentes fuentes de calor que puede tener una secadora son:
Resistencia eléctrica
Quemador de gas
Las fuentes de ruido y vibración en una secadora son:
Motor
Soporte motor
Ventilador
Tubo de entrada de aire
Tubo de descarga
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Banda
Tambor
Rodamientos del tambor
Rodamiento trasero
Estructura
Resistencia eléctrica
Diagrama de bloques funcionales de ruido y vibración en una secadora.
6.2 Teoría básica de ruido y vibraciones
6.2.1 Sonido
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Es el movimiento de partículas en un medio elástico alrededor de un punto
de equilibrio. Es una oscilación de presión transmitida a través de un sólido,
líquido o gas compuesto de frecuencias dentro del rango audible.
La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de
materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia
sólida, líquida o gaseosa.
Son necesarios dos factores para que se produzca el sonido: una fuente de
vibraciones mecánicas y un medio por el que se propague la perturbación.
La rapidez del sonido puede determinarse directamente midiendo el tiempo
que les toma a las ondas moverse a través de una distancia conocida. En el aire a
0°C. el sonido viaja a una velocidad de 331 m/s.
La rapidez de una onda depende de la elasticidad del medio y de la inercia
de sus partículas. Los materiales más elásticos permiten mayor rapidez de onda,
mientras que los materiales más densos retardan el movimiento ondulatorio.
Para las ondas sonoras en un sólido la rapidez de onda está dada por:
V=y/p
Donde Y es el módulo de Young del sólido y es
su densidad. Esta relación
es válida solo para varillas de diámetro pequeño en comparación con las
longitudes de onda que se propagan por ella.
Vibración forzada y resonancia:
Cuando un cuerpo que esta vibrando se pone en contacto con otro, este otro
es forzado a vibrar con la misma frecuencia que el original.
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Los cuerpos elásticos tienen frecuencias naturales de vibración definidas por
su masa, su rigidez, su amortiguamiento y su interacción con otros componentes.
Una resonancia se presenta cuando hay una coincidencia entre la frecuencia
de operación y la frecuencia natural de algún componente.
Una condición de resonancia generalmente es una condición indeseable, ya
que hay incremento no controlado de vibración, ruido, desplazamientos y
esfuerzos.
En la secadora existen fuentes de vibraciones forzadas como el motor y
ventilador, se debe evitar que las frecuencias naturales de los componentes
coincidan con las frecuencias de operaciones de las fuentes para evitar las
resonancias.
Un oído humano sano es capaz de escuchar el sonido en un rango de
frecuencia entre 20 y 20 000 Hz, y debido a las condiciones de salud, ambientales
y de trabajo, se disminuye este rango.
Magnitudes y niveles de medidas
Potencia de sonido
Es la cantidad de energía acústica generada por una fuente por unidad de
tiempo. Las ondas sonoras constituyen un flujo de energía a través de la materia.
La intensidad de una onda sonora específica es una medida de la razón en la que
la energía se propaga por cierto volumen espacial. Un término práctico para
especificar la intensidad sonora es en términos de la razón con la que la energía
se transfiere a través de la unidad de área normal a la dirección de la propagación
de la onda.
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Puesto que la razón a la que fluye la energía es la potencia de una onda, la
intensidad puede relacionarse con la potencia por unidad de área que pasa por un
punto concreto.
La intensidad sonora es la potencia transferida por una onda sonora a través
de la unidad de área normal a la dirección de la propagación:
I = P/A
Las unidades para la intensidad sonora son la razón de una unidad de
potencia entre una unidad de área.
En unidades del SI la intensidad se expresa en W/m 2.
La intensidad del sonido apenas perceptible se conoce como umbral auditivo
y es del orden de I0 =1x10-12 W/m2. Esta intensidad ha sido adoptada como la
intensidad mínima para que un sonido sea audible a una frecuencia de 1000 Hz.
El intervalo de intensidades por arriba del cual el oído humano es sensible
abarca desde el umbral auditivo
hasta una intensidad de 1012 veces mayor. El
extremo superior es conocido como umbral del dolor, representa el punto en el
que la intensidad es intolerable para el oído humano.
El umbral de dolor representa la intensidad máxima que el oído promedio
puede registrar sin sentir dolor, su valor es:
Ip= 1W/m2
El decibel (dB)
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En vista de la amplitud del intervalo de intensidades al que es sensible el
oído humano es mas practico establecer una escala logarítmica para la medición
de las intensidades sonoras la cual se basa en la regla siguiente:
“Cuando la intensidad de un sonido I1 es 10 veces mayor que la intensidad I2
de otro se dice que la relación de intensidades es de 1 bel (B).”
Por tanto cuando se compara la intensidad de 2 sonidos nos referimos a las
diferencias entre niveles de intensidad dada por:
B=log I1/I2
Donde I1 es la intensidad de un sonido e I2 es la intensidad del otro sonido.
En la práctica la unidad de 1 B es demasiado grande. Para obtener una
unidad más útil se define el decibel (dB) como un decimo de Bel.
Al usar la intensidad I0 como patrón de comparación para todas las
intensidades es posible establecer una escala general para valorar cualquier
sonido. El nivel de intensidad en decibeles de cualquier sonido de intensidad I
puede calcularse a partir de la relación general:
B=log I1/I0
Donde I0 es la intensidad del umbral auditivo (1x10-12 W/m2). El nivel de
intensidad para I0 es de cero decibeles.
Por medio de la notación algorítmica de los decibeles, el intervalo de
intensidades se reduce a niveles de intensidad de 0 a120 dB. Se debe recordar
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que no es una escala lineal sino logarítmica; lo que quiere decir que un sonido de
40 dB es mucho mayor que el doble que la intensidad de uno de 20 dB.
Algunos Niveles de sonidos comunes son:
Sonido
Nivel de intensidad (dB)
Umbral de audición
0
Susurro de las hojas
10
Murmullo de voces
20
Radio a volumen bajo
40
Conversación normal
65
Esquina en calle transitada
80
Transporte subterráneo
100
Umbral de dolor
120
Motor de propulsión
140-160
“El nivel de intensidad sonora producido por una secadora correctamente
ensamblada se ubica en el rango de los 54 dB.”
Intensidad de sonido
El cambio de intensidad varia con el cuadrado de la distancia a la fuente. Por
ejemplo, una persona colocada al doble de distancia de una fuente oye el sonido a
la cuarta parte de la intensidad anterior y una persona alejada el triple de distancia
oye el sonido a un noveno de su intensidad.
Esto ocurre porque el sonido se propaga desde una fuente en todas
direcciones, la onda sonora se representa como una sucesión de superficies
esféricas.
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Presión sonora
El concepto de presión sonora es muy importante en el estudio acústico ya
que es el mas fácil de medir y el mas comúnmente usado ya que a él se
referencian otras unidades de medida.
Estudia las fluctuaciones de presión atmosférica por encima y por debajo de
un valor estático P0 =20 µPa que se producen por la propagación de una onda
sonora. El nivel de presión sonora esta dado en decibeles
Nivel de presión sonora = 20x log P/P0
Definición de ruido
Ruido: El ruido se define como cualquier sonido molesto o no deseado.
Ruido estructural: Es el ruido producido por la vibración de las estructuras
sometidas a efectos mecánicos como vibraciones forzadas. En el caso de los
electrodomésticos se generan debido a las vibraciones forzadas inducidas por el
motor y transmitidas a otros componentes estructurales del gabinete.
Ruido aéreo: Es el ruido producido por las vibraciones producidas en las
partículas de aire. En el caso de la secadora se tiene un ventilador que succiona
aire del exterior para hacerlo pasar por el sistema.
Determinación de la presión acústica
La presión de sonido es una medida indirecta a través de las perturbaciones
creadas por las vibraciones en las partículas del aire a partir de su estado de
reposo o inicial, estas se traducen en variaciones muy pequeñas de presión, ya
que las partículas de aire se comprimen y se descomprimen.
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La unidad de medida de estas variaciones de presión es el Pascal (Pa) y
transformamos este nivel de presión sonora a decibeles (dB)
Un sistema básico para la medición de ruido comprende
Micrófono de alta calidad (de respuesta plana en un rango de
frecuencias)
Preamplificador
Convertidor analógico-digital.
Filtros.
Cámara anecoica o semi-anecoica
Descripción de la cámara anecoica
Para medir el ruido emitido por un producto se necesita de una cámara
especial llamada anecoica.
Una cámara anecoica es una sala especialmente diseñada para absorber el
sonido que incide sobre las paredes, el suelo y el techo de la misma cámara,
anulando los efectos de eco y reverberación del sonido.
Análisis espectral del sonido
Esta técnica consiste en determinar la energía de un sonido en función de la
frecuencia. La medida de estos parámetros se realiza mediante analizadores que
utilizan
filtros
electrónicos
que
actúan
sobre
intervalos
de
frecuencias
predeterminados valorando el contenido energético del sonido en cada intervalo.
El rango de frecuencias que es analizado por un filtro se conoce como ancho
de banda, los anchos de banda mas comúnmente utilizados son las bandas de
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octava, una banda de octava se caracteriza por que su frecuencia superior es el
doble que su frecuencia inferior.
Los análisis espectrales de sonido mas utilizados son los de bandas de
octava y para una mayor precisión se utilizan los tercios de octava que son el
resultado de dividir en tres intervalos cada octavo de banda.
El análisis de tercios de octava (arriba) de una señal sonora nos permite
conocer amplitud de un sonido en cada ancho de banda.
6.2.2 Vibraciones mecánicas
Una vibración es el movimiento de una partícula o cuerpo que oscila en
relación a una posición de equilibrio. La mayoría de las vibraciones mecánicas son
indeseables en estructuras y maquinas debido al aumento de esfuerzos y pérdidas
de energía que las acompañan. Por lo tanto es necesario eliminarlas o reducirlas
mediante un diseño apropiado.
22
El análisis de vibraciones se ha vuelto cada vez mas importante debido a la
tendencia actual por construir maquinas de más alta velocidad y estructuras más
ligeras.
Una vibración mecánica se produce por lo general cuando un sistema se
desplaza de una posición de equilibrio estable. El sistema tiende a recuperar su
posición original bajo la acción de fuerzas restauradoras (ya sean fuerzas elásticas
como en el caso de una masa unida a un resorte o fuerzas gravitacionales como
en el caso de un péndulo) pero el sistema generalmente alcanza su posición
original con cierta velocidad adquirida lo que lo lleva más allá de esa posición.
Puesto que el proceso puede repetirse de manera indefinida el sistema se
mantiene moviéndose de un lado a otro de su posición de equilibrio.
Componentes de las vibraciones mecanicas
Componentes de las vibraciones mecánicas:
Periodo de vibración: Es el tiempo requerido para que el sistema
realice un ciclo completo.
Frecuencia: Es el numero de ciclos realizados por el sistema por
unidad de tiempo, se mide en s-1 unidad denominada Herz (Hz).
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Amplitud: Es el desplazamiento máximo del sistema a partir de su
posición de equilibrio.
Tipos de vibraciones
Vibración libre: El movimiento únicamente se mantiene por la acción
de fuerzas restauradoras
Vibración forzada: cuando se le aplica una fuerza periódica al sistema.
Vibración no amortiguada: Cuando es posible ignorar los efectos de la
fricción en el sistema se dice que es una vibración no amortiguada.
Sin embargo todas las vibraciones son amortiguadas hasta cierto
grado.
Vibración amortiguada: Si a una vibración libre se amortigua de
manera ligera su amplitud decrece hasta que, después de cierto
tiempo, el movimiento se interrumpe. Pero si el amortiguamiento es
suficientemente largo para evitar cualquier vibración verdadera, en
ese caso el sistema recupera lentamente su posición original.
Una vibración forzada amortiguada se mantiene siempre y cuando se
aplique la fuerza periódica que la produce. Sin embargo la amplitud se
ve afectada por las fuerzas de amortiguamiento.
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Movimiento periódico
Siempre que se deforma un objeto, aparece en él una fuerza elástica de
restitución proporcional a la deformación, cuando la fuerza deja de actuar, el
objeto vibra de un lado a otro respecto de su posición de equilibrio, esta vibración
continua durante un cierto tiempo.
Se dice que este tipo de movimiento es periódico por que la posición y la
velocidad de las partículas en movimiento se repiten en función del tiempo; en el
movimiento periódico un cuerpo se mueve de un lado a otro sobre una trayectoria
fija y regresa a cada posición y velocidad después de un intervalo de tiempo
definido.
Clasificación de las vibraciones mecánicas
Deterministas: Se dice
que cuando el comportamiento vibratorio de un
cuerpo o sistema puede ser representado por medio de una ecuación matemática
es determinista. Estas son señales periódicas a través del tiempo. Cuando una
señal periódica es compleja puede ser descompuesta en series de senos y
cosenos según el teorema de Fourier, existe un método de análisis de señales de
sistemas vibratorios en función de la frecuencia de operación llamado
transformada rápida de Fourier FFT.
Aleatorias o probabilísticas: Se caracterizan por ser señales que no se
repiten a través del tiempo es decir; ciclos irregulares de movimiento que tienen un
comportamiento aleatorio o probabilístico.
Cuantificación de vibraciones mecánicas
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Las etapas para medir y/o analizar una vibración y que constituyen esta
cadena de medición son:
Etapa de adquisición de datos
Etapa de acondicionamiento
Etapa de análisis
El transductor es el primer eslabón en la cadena de medición y debe
reproducir exactamente las características de la magnitud que se desea medir.
Un transductor es un dispositivo electrónico que sensa una magnitud física
como vibración y la convierte en una señal eléctrica (voltaje) proporcional a la
magnitud medida.
Típicamente hay cuatro tipos de sensores o transductores de vibraciones:
Sensor de desplazamiento relativo sin contacto
Sensor de desplazamiento relativo con contacto
Sensor de velocidad
Sensor de aceleración o acelerómetro
Para la medición de vibración se utiliza fundamentalmente el acelerómetro. El
acelerómetro tiene la ventaja de ser más pequeño, tener mayor rango de
frecuencia y permite integrar la señal para obtener la velocidad y el
desplazamiento.
Tecnología en acelerómetros
Los acelerómetros más comúnmente usados son piezoeléctricos. Son útiles
para medir sucesos dinámicos e impulsos de corta duración.
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Acelerómetro piezoeléctrico
Análisis de las señales:
El objetivo del análisis de vibraciones es extraer información relevante sobre
las causas y efectos de las vibraciones. Para esto existen técnicas de análisis en
el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia.
Análisis de la forma de onda o en el dominio del tiempo
Es el análisis de la onda dinámica adquirida respecto al tiempo, provee
información complementaria al análisis espectral, es adecuada para reconocer
problemas tales como:
Impactos
rozamientos intermitentes
Análisis espectral o en el dominio de la frecuencia:
Consiste en descomponer la señal vibratoria en el dominio del tiempo en sus
diferentes componentes espectrales en frecuencia. Es útil para determinar la
amplitud de la vibración en cada frecuencia. Se logra por medio de la
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transformada rápida de Fourier (FFT por sus siglas en ingles) que es un algoritmo
matemático que permite pasar del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.
La FFT es útil en el análisis de señales ya que no es necesario contar con
una ecuación que describa el comportamiento de la vibración, sino que toma
valores puntuales o discretos de la señal.
Representación de una señal de vibración en el dominio del tiempo y dominio
de la frecuencia
Envelop [ID=1] Ch. 1
s;Pa
0.000
0.333
4.325
[ID=2] Average G1
70
-0.111
Hz;(dB[2.000e-05 Pa], PWR)
0.00
59.9
0.5
60
0.4
50
0.3
0.2
40
=
0.1
0.0
-0.1
-0.2
30
20
10
-0.3
0
-0.4
-10
-0.5
-0.6
-20
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
La figura de la derecha representa una señal real en el dominio de tiempo. La
figura de la izquierda es la misma señal después de aplicarle la transformada
rápida de Fourier donde se puede observar la amplitud de la vibración en cada
frecuencia.
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VII. Plan de actividades
El siguiente diagrama es extraído de la planeación para la implementación
del proyecto y se destaca la fase en la que participa el residente de ingeniería.
Talleres de mejora continua: Abarca el análisis del problema
Evaluaciones: Evaluación y experimentación de las variables para
conocer su contribución al problema.
Factibilidad técnica: Se presentan los resultados de las evaluaciones
realizadas y se toma la decisión de continuar con la implementación
del proyecto.
Solicitud de inversión: Se destinan los recursos necesarios para la
implementación en planta.
Instalación y puesta a punto: Instalación y entrega de los equipos y
métodos necesarios para la implementación de la solución.
Participación del residente de ingeniería en la implementación del proyecto
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Diagrama de Gantt
La participación del residente de ingeniería durante su periodo de estadía
contempla un periodo de 15 semanas desde la segunda 2da. semana fiscal que
comienza el 07 de enero de 2013 hasta
la décimo sexta semana fiscal que
termina el 19 de abril de 2013 para lo cual se definió el siguiente programa de
actividades de proyecto:
Plan de actividades proyecto prueba DELTA-A
Codigo de trabajo
Iteración (Actividad)
Taller kaizen en planta saltillo
Ruido(Shaft an bearing, Grouns strap)
999
Top dampenig band
Falta de arandela en enterprise
Ruido por falta de grasa
Idler Assy
Sin patas
Fuera de posicion
Drum slides/rollers Deformado
Drum
Rozamiento (Slides,Gas difusser,Shields)
Banda invertida
Drive belt
Banda mal ruteada en idler
Bearing roto
Ground Strap sin pad
Drum shaft and
hardware bearing
Sin bearing
Felt fuera de posición (gaskets)
Front seal and ring Tambor apretado (Tambor largo)
Entrega de factibilidad tecnica
Arraque de implementación
Programado
/real
% Avance
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
100%
Programado
Real
Programado
Real
Programado
Real
Programado
Real
Programado
Real
Programado
Real
Programado
Real
Enero 02-Febrero 01
Febrero 04-Marzo 01
Marzo 04- Marzo 29
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
Diagrama de Gantt de la fase de evaluaciones del proyecto
30
Abril 01-Abril 19
FW 2 FW 3 FW 4 FW 5 FW 6 FW 7 FW 8 FW 9 FW 10 FW 11 FW 12 FW 13 FW 14 FW 15 FW 16
VIII. Recursos humanos y materiales
Durante la fase de evaluación de factibilidad técnica del proyecto y que
competen al residente de ingeniería en procesos y operaciones industriales son:
Recursos humanos y materiales necesarios para el proyecto
Ingeniero de proyecto
Edgardo Matus Benitez
Residente de ingeniería
José Alejandro Villagrán Jiménez
Unidades de evaluación
Folio
Descripción
Modelo
N° serie
55513
Secadora eléctrica 240V
GFDS150EDOWW
SZ856899C
55514
Secadora eléctrica 240V
GFDS150EDOWW
SZ856900C
55515
Secadora eléctrica 240V
GFDS150EDOWW
SZ856901C
Componentes necesarios para reproducir las fallas
Tambores deformes (fuera de especificación).
Cubiertas de calentador deformes (fuera de especificación).
Poleas sin grasa
Slides de top bearing
Top bearing con slides machucados en el ensamble
Equipos y Herramientas
Equipo
Marca
Modelo
Tarjeta de adquisición
01dB
dB4
Acelerómetro Uniaxial
Bruel & Kjaer
4518-001
Cable para acelerómetro
Bruel & Kjaer
Micrófono campo libre 1/2" Bruel & Kjaer
4189-A-021
Cable para micrófono
Bruel & Kjaer
Base para micrófono
NA
Software de procesamiento
dBFA
Instalaciones
Camara Silente laboratorio de acústica Mabe TyP
Amortiguador de ruido para la descarga de la secadora
Voltaje 240 Volts corriente alterna bifasica
31
IX. Desarrollo del proyecto
9.1Procedimiento de evaluación
Objetivo de la evaluación:
Determinar características de ruido y vibración generados en las secadoras
por problemas de ensamble en línea o problemas de manufactura en
componentes y que puedan generar fallas.
Es importante para la medición de ruido, controlar aspectos que influyen
directamente sobre su medición, tales como; el entorno en el que se realiza, la
instrumentación y el método.
Alcance:
Este método de evaluación y los resultados obtenidos solo aplican para
secadoras HALC (Horizontal Axis Low Cost) y los códigos de falla caracterizados.
Términos y definiciones
Ciclo de evaluación: Programa automático de la secadora el cual debe estar
ejecutándose en el momento de la medición.
32
Fuente de ruido: Es el emisor de la energía mecánica a medir. En el caso de
esta prueba, la secadora es la fuente de ruido.
Posición de la fuente: Es la localización de la fuente en el entorno de la
prueba y en campo libre relativa a la posición del micrófono.
Cámara silente: Es una cámara semi-anecoica especialmente diseñada para
absorber el sonido que incide sobre las paredes y el techo de la misma cámara,
anulando los efectos de eco y reverberación del sonido.
Campo libre: Es una condición en la que no existen obstáculos que impidan
la propagación de la onda sonora, estas se logran simular en una cámara
anecoica
Instrumentación
Para la medición de vibración se utilizó un acelerómetro uniaxial, colocado
en el panel lateral derecho de la secadora.
Para la medición de presión acústica se utiliza un micrófono colocado frente
a la secadora a un metro de distancia y a una altura de 90 cm.
Método de medida y entorno acústico:
Este método conduce a resultados expresados en niveles de presion
acústica ponderados A (y en niveles de presión acústica por bandas de octava)
que son calculados directamente a partir de las mediciones.
33
Funcionamiento de la secadora durante la evaluación:
El aparato se equipa con los accesorios de entrega del fabricante, en
este caso se utilizo un amortiguador del ruido del ducto de descarga
para simular un uso normal.
Se debe vigilar que otros equipos no emitan cantidades notables de
ruido acústico en la prueba que puedan modificar la medición del ruido
de la secadora.
Se realizó un ciclo de asentamiento a la unidad para evitar el ruido por
rodamientos de partes nuevas.
Alimentación por energía eléctrica:
Se alimentan en condiciones de tensión nominal (240V/60Hz)
Condiciones climáticas:
La cámara semi-anecoica está diseñada especialmente para evaluación de
ruido por lo que no se considero necesario controlar las condiciones ambientales.
Carga y funcionamiento del aparato durante los ensayos:
La evaluación se realizó simulando una condición de uso normal..
Para el caso de las evaluaciones efectuadas en este proyecto la condición
de medición fue con la secadora funcionando sin carga. Solo se uso una
carga de 3 lb. de toalla para mantenerla funcionando durante 15 min. que
se retiraba durante la medición. Esto es para evitar el ruido generado por la
caída de la ropa dentro del tambor.
34
Ajuste (Set up) de evaluación de ruido y vibración
Ciclo de evaluación
Cottons
Lugar de evaluación
Cámara semi-anecoica
Fase del ciclo de la evaluación
0 y 15 min
Tiempo de medición
30 seg
Ruido
Análisis
Tercios de octava
Rango de frecuencias
100 – 10,000 Hz.
Posición del micrófono
@ 1 metro de la fuente
Vibración en gabinete
Rango de frecuencias
0 - 1200 Hz.
Posición del acelerómetro en la
En la esquina superior de panel
secadora
derecho
Instalaciones:
Las instalaciones necesarias para realizar esta evaluación son las siguientes:
Cámara silente (semi-anecoica)
Amortiguador de ruido para eliminar el ruido producido por el ducto de
descarga de la secadora.
35
Imagen de la cámara silente
Equipo:
Tarjeta de adquisición 01dB
Computadora con software dBFA
Acelerómetro Uniaxial marca Bruel & Kjaer tipo 4518-001
Cable para acelerómetro
Micrófono campo libre 1/2" marca Bruel & Kjaer modelo 4189-A021
Cable para micrófono
Base para micrófono
Acelerómetro uniaxial B&K 4518-001
Analizador de ruido y vibración Areva 01Db
36
Micrófono de campo libre ½” B&K 4189-A-021
Preparación:
Preparar la unidad de acuerdo a la variable cuya contribución se desea
caracterizar.
Colocar la unidad en la cámara y conectar el tomacorriente a la toma de
voltaje 240V.
Secadora en la cámara antes de iniciar la evaluación.
37
El tubo de descarga de la secadora debe estar conectado a un
amortiguador de ruido para simular un uso domestico de condiciones
normales.
Conecte los sensores; acelerómetro
adquisición de datos.
38
y micrófono en el equipo de
Coloque la base del micrófono de frente a la secadora, el micrófono
debe quedar a una distancia de 1 metro del panel frontal de la
secadora.
Coloque el acelerómetro en la esquina superior frontal del side panel.
Ejecute el programa dBFA
39
Inicie la aplicación Recorder, configure para adquirir la señal del
micrófono y para la adquisición de datos con el acelerómetro, se
muestran las señales en el dominio del tiempo, dominio de frecuencia
y tercios de octava.
Las señales adquiridas durante la medición se almacenan en una
carpeta destino para su procesamiento abra el modulo post
Processing del software como se muestra en la pantalla
40
En la siguiente pantalla seleccionar open measurement session
y
seleccionar el archivo que se desea analizar.
Esta pantalla muestra todas las mediciones que se guardaron en esa
dirección, seleccionar la señal a analizar
41
Al dar doble clic sobre una señal se despliega la grafica de la señal en
el dominio del tiempo, aquí podemos seleccionar del menú Calculo
que tipo de análisis queremos aplicar.
En este caso para el análisis de esta señal(ejemplo) se aplico una
FFT de 0 a 10 kHz.
42
9.2 Reporte de evaluaciones
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Línea Base secadora HA Low Cost.
Objetivo: identificar una o varias pruebas con las que sea posible detectar los
principales modos de falla en campo.
Metodología:
Definir modos de falla. (SCR, PyA)
Identificación de variables a Medir.
Relación variables vs modos de fallas.
Identificación evaluaciones como sistema o componente
Definición de modos de fallas y variables a medir en prueba Delta
Performance.
Parámetros de probadoras
Resultados:
La grafica muestra los niveles de presión acústica de 4 muestras tomadas de
la línea de producción y que se encuentran en condiciones adecuadas de
43
operación. Se determina que el nivel de presión acústica que emite lasecadora
correctamente ensamblado tiene una media de 53 y un máximo de 54 dB(A).
[ID=159] Average G3 F°55290_LB_2 - Recording - Mic
12.5
A*
52.4
[ID=150] Average G3 F°55291_LB - Recording - Mic
12.5
A*
52.6
[ID=156] Average G3 F°55292_LB_2 - Recording - Mic
12.5
A*
52.7
[ID=153] Average G3 F°55293_LB - Recording - Mic
60
12.5
A*
54.0
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
16
31.5
63
125
250
500
1 k
2 k
4 k
8 k
A*
Las secadoras presentan diferencia máxima de 1.6 dB(A) entre las 4
unidades
44
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Sin tierra
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración cuando la secadora es
ensamblada sin la Tierra.
Resultados:
Análisis de vibración en dominio de la frecuencia de las 3 unidades, donde
el espectro rojo corresponde a la a la línea base y el espectro verde corresponde a
las unidades ensambladas sin la tierra del rodamiento tambor, se observan
diferencias en las frecuencias eléctricas y sus armónicos.
45
Análisis de la presión acústica, se observa que cuando las unidades están
ensambladas sin tierra (línea verde) presentan un menor nivel de ruido.
Conclusión:
Cuando la secadora es ensamblada sin la Tierra del rodamiento genera un
nivel de vibración mayor a las frecuencias armónicas de la frecuencia
eléctrica. Esto es, 120, 360 y 480 Hz.
Menor nivel de ruido.
Riesgo de confundir secadora silenciosa con secadora sin tierra.
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
46
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Sin buje
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración cuando la secadora es
ensamblada sin buje.
Resultados:
La grafica muestra la comparación en la medición de vibración cuando esta
ensamblada con y sin el buje de la flecha; el espectro verde es línea base, el
47
espectro rojo corresponde a una señal de una secadora sin buje se puede
observar un incremento en la frecuencia de 120 Hz.
La grafica muestra la comparación en la medición de presión sonora emitida
por el aparato cuando esta ensamblada con y sin el buje de la flecha, el espectro
verde corresponde a la línea base, el espectro rojo corresponde a una secadora
ensamblada sin buje se puede observar un incremento en el nivel de ruido a partir
de 500 Hz.
Conclusiones:
Incremento significativo en el nivel de ruido a partir de 500 Hz.
Incremento de vibración a 120 Hz.
Incremento de vibración entre 18 y 20 Hz, frecuencia relacionada con el giro
del tambor.
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
48
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Buje roto
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración cuando la secadora es
ensamblada con buje roto.
Resultados:
La grafica muestra la comparación en la medición de vibración cuando esta
ensamblada con y sin el buje de la flecha, el espectro verde corresponde a la línea
49
base, el espectro rojo a una secadora ensamblada sin buje en la flecha se puede
observar un incremento en la frecuencia de 120 y 240 Hz.
La grafica muestra la comparación en la medición de presión sonora emitida
por el aparato cuando esta ensamblada con y sin el buje de la flecha espectro
verde línea base, espectro rojo sin buje se puede observar un incremento en el
nivel de ruido.
Conclusiones:



Incremento significativo en el nivel de ruido a partir de 500 Hz.
Incremento de vibración a 120 Hz.
Incremento de vibración entre 18 y 20 Hz, frecuencia relacionada con
el giro del tambor.
 Los resultados son similares que cuando la secadora es ensamblada
sin el buje.
 Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
50
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Tambor deforme
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración cuando el tambor de la
secadora se ensambla defectuoso o deforme (chipotudo).
Resultados:
Se puede observar del análisis de la señal obtenida del acelerómetro que;
cuando la secadora es ensamblada con un tambor deforme se incrementa la
51
amplitud en los rangos de 20 y 40 Hz. Que están relacionados con la frecuencia
de operación del tambor.
Conclusiones:
En ruido no se aprecia una diferencia significativa.
Hay incremento de vibración en el rango de frecuencia entre 20 y 40 Hz con
tambores con chipote.
Esta diferencia se aprecia desde el minuto 1.
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
52
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Brazo polea sin grasa:
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración cuando se ensambla el brazo
de la polea sin grasa en la secadora.
Resultados:
53
Se puede observar en las graficas la comparación de dos muestras
evaluadas, con una polea sin grasa el nivel de vibración se incrementa en la
frecuencia de 30 Hz. El espectro en color verde corresponde a la medición de las
muestras evaluadas sin grasa y el espectro en color rojo corresponde a la línea
base de la secadora correctamente ensamblada.
Conclusiones:
En ruido no se aprecia una diferencia significativa.
Se observa diferencia en la amplitud de vibración a 30 Hz, frecuencia
que corresponde con la operación del motor.
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
54
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Slide machucado
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración cuando se ensambla con un
slide deforme o machucado en la secadora.
Resultados:
55
En la grafica correspondiente al análisis de vibración se observa que
cuando la secadora es ensamblada con un slide machucado o deforme se
incrementan los niveles de vibración de la unidad en varias frecuencias a partir de
los 20 Hz y son muy notables en la frecuencia de 120 Hz.
Conclusiones:
En ruido no se aprecia una diferencia significativa.
En las mediciones de vibración, hay diferencia significativa entre la
contribución evaluada y la línea base al minuto 1 del ciclo.
Se observa diferencia en el espectro de vibración alrededor de 20Hz.
Frecuencia que se ha encontrado como contribución del giro del
tambor.
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración
56
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Sin un slide
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración de diferentes componentes de
la secadora cuando se ensamblan en el top bearing 2 slides blancos + 1 slide
verde, (sin 1 slide).
Resultados:
Fig. 1 (derecha) Línea Base
2 slides blancos +1 slide verde (posición 3)
57
Fig.2 (izquierda) Top bearing modificado
2 slides blancos +1 slide verde 0 y 15 min después de comenzar el ciclo
En las mediciones de vibración, hay diferencia significativa entre la
contribución evaluada (verde) y la línea base (rojo) al minuto 1 del ciclo grafica
derecha. Después de 15 minutos, la diferencia se hace aun más evidente (grafica
izquierda).
Conclusiones:
En ruido no se aprecia una diferencia significativa.
Cuando falta el slide verde izquierdo (posición 3), el incremento de
vibración se observa a 150 Hz.
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
58
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Rozamiento de la cubierta del calentador contra el tambor.
Objetivo: Medir la contribución en ruido y vibración de diferentes componentes de
la secadora cuando existe rozamiento entre el plato del calentador y el tambor.
Resultados:
En el análisis en el dominio de la frecuencia no se observan diferencias entre una
y otra condición de rozamiento del tambor.
59
La grafica en el dominio del tiempo nos permite apreciar el rozamiento del
tambor contra el plato del calentador cuando este es deforme y la secadora es
ensamblada con este defecto.
Conclusiones:
En ruido no se aprecia una diferencia significativa.
No se observa diferencia entre la línea base y la unidad con rozamiento en
cubierta del calentador. Es posible que el rozamiento no sea lo
suficientemente grande para que se aprecie evidencia en el dominio de la
frecuencia.
En el dominio del tiempo si se observa el rozamiento 1 vez cada giro del
tambor
Se recomienda detectar esta falla por medio de vibración.
60
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Falta de ensamble de patas
Sin una pata
Sin dos patas
Sin patas
Objetivo: Conocer si es posible detectar una falla en el ensamble de las patas de
la secadora mediante análisis de ruido o vibración.
Resultados:
No se observa diferencia significativa por lo que no se puede detectar este modo
de falla.
Conclusiones:
En ruido no se aprecia una diferencia significativa.
No se observa diferencia cuando se remueven las patas de la secadoras.
No se puede detectar esta falla
61
Evaluación Delta A
Variable evaluada: Secadora en línea de producción.
Objetivo: Determinar si es posible diferenciar la vibración de la secadora de la
vibración del conveyor (banda de transporte del producto).
Resultados:
La grafica muestra la comparación del análisis espectral obtenido a partir de las
señales adquiridas de la secadora y la línea de transporte funcionando (rojo) y la
de únicamente la línea de transporte conveyor (verde). Se pueden apreciar
diferencias significativas entre uno y otro espectro.
Conclusiones:
El nivel de vibración del conveyor NO es significativo comparado con la
vibración generada por la secadora.
La vibración del conveyor es de baja frecuencia.
Las frecuencias de operación de la secadora son detectables aun sobre el
conveyor de la línea de producción.
62
X. Resultados obtenidos
Codigos de trabajo detectables en evaluación Delta-A
Job Code
Quejas
Ruido por falta de grasa en polea
Ruido
Vibración
No
Si
Se observa diferencia en la amplitud de vibración a 30 Hz,
frecuencia que corresponde con la operación del motor.
Rozamiento entre la cubierta del calentador
y el tambor
No
Si
En el dominio de la frecuencia no se observan diferencias. En el
dominio del tiempo se observa el rozamiento del tambor contra el
calentador una ves por cada giro.
Sin patas
No
No
Esta falla no presenta diferencias significativas en ruido y vibración
por lo que no es detectable
Si
Cuando falta el slide verde derecho (posición 2), el incremento de
vibración se observa a 30 Hz.
Cuando falta el slide verde izquierdo (posición 3), el incremento
de vibración se observa a 150 Hz.
Ensamble
Tambor/Rodamientos
Parametro
Rodamientos fuera de posición
No
Rodamientos deformados
No
Si
Se observa diferencia en el espectro de vibración alrededor de
20Hz. Frecuencia que se ha encontrado como contribución del
giro del tambor.
Deformados
No
Si
Hay incremento de vibración en el rango de frecuencia entre 20 y
40 Hz con tambores con chipote.
Tambor
Incremento significativo en el nivel de ruido a partir de 500 Hz.
Incremento de vibración a 120 Hz.
Incremento de vibración entre 18 y 20 Hz, frecuencia relacionada
con el giro del tambor.
Buje roto
Si
Si
Tambor,Buje y tierra
Sin Tierra
No
Si
Cuando la secadora es ensamblada sin la Tierra del bearing
genera un nivel de vibración mayor a las frecuencias armónicas de
la frecuencia eléctrica. Esto es, 120, 360 y 480 Hz.
Incremento significativo en el nivel de ruido a partir de 500 Hz.
Incremento de vibración a 120 Hz.
Incremento de vibración entre 18 y 20 Hz, frecuencia relacionada
con el giro del tambor.
Sin buje
No
Si
Se puede observar que de las variables evaluadas ninguna presenta
diferencias significativas en el nivel global de ruido, sin embargo; en el análisis de
vibración podemos observar que el 90% de los códigos de
pueden ser detectadas por medio de la prueba delta- A.
63
falla evaluados
XI. Análisis de riesgo
Un factor de riesgo técnico es que exista incertidumbre en las mediciones de
ruido y vibración debido a factores ambientales que existen en la línea de
producción como el ruido y vibración generados por la banda de transporte del
producto (Conveyor) y de la maquinaria necesaria para la producción, que pueden
contaminar las señales adquiridas causando errores de aceptación productos
defectuoso y rechazo de productos satisfactorios.
Por otro lado también se debe considerar el riesgo de no implementar esta
evaluación en la línea de producción, ya que al incrementarse el volumen de
producción cuando se comience a manufacturar la producción que actualmente
se tiene en Montreal se corre el riesgo de un aumento importante en las llamadas
de servicio y quejas de clientes por problemas de ruido y vibración.
64
XII. Conclusiones
Se concluye que es factible detectar algunas fallas de ensamble y/o
manufactura por medio de un análisis de vibración tanto en línea de ensamble
como en el laboratorio de ingeniería de producto.
Este proyecto permitió tener un nuevo conocimiento del producto,
de las
técnicas de análisis utilizadas durante su desarrollo y de los alcances y beneficios
que se pueden aportar por medio de las mismas para el diseño y control de calidad
no solo de secadoras sino también de otros electrodomésticos producidos por
Mabe.
Además el desarrollo de esta evaluación contribuirá al logro de los objetivos
de calidad y reducción de costos por re trabajos y quejas de usuarios en la
plataforma HALC (Horizontal Axis Low Cost) Continental.
Finalmente el uso de estas herramientas también permitirá ofrecer a los
clientes de Mabe productos electrodomésticos con un mejor desempeño; más
silenciosos, más confortables y que satisfagan sus necesidades en espacios cada
vez más restringidos por los hogares pequeños que se desarrollan hoy en día en
las ciudades.
65
XIII. Recomendaciones
1ra.-Se recomienda implementar esta evaluación en la planta de producto
ya que son significativos los beneficios esperados por su implementación.
2da.-Se recomienda que el parámetro de evaluación sea por medio del
análisis de vibración ya que ofrece resultados precisos y confiables en la detección
de fallas en el producto.
3ra.-Se recomienda que para eliminar el riesgo de incertidumbre en la
evaluación en línea de producción, se le aísle la secadora por medio de una
plataforma para evitar contaminación de la señal debido a la operación propia de
la línea de ensamble.
4ta.- Se recomienda, a fin de tener mediciones precisas tener un control de
los equipos y mantenerlos calibrados, así como contar con secadoras patrón para
que la evaluación sea trazable y comparable a través del tiempo.
5ta.-También se recomienda que una vez evaluadas las mejoras en el
desempeño, la calidad y reducción de costos se explore la posibilidad de hacer
esta evaluación extensiva a otras plataformas de producto y códigos de falla que
presenten problemas por ruido y vibración.
66
XIV. Referencias bibliográficas
Beer, P. F., Johnston, E. R., & Clausen, W. E. (2007). Mecanica Vectorial para ingenieros dinamica.
Mexico D.F.: Mc-Graw Hill.
Den Hartog, J. P. (1964). Mecánica de las Vibraciones. New York: McGraw-Hil.
Manuel, R. L. (1999). Ingenieria acustica. Madrid: MBH.
Pedro, P. F. (2010). Manual de acustica,ruido y vibraciones. Sevilla: Colegio de ingenieros
industriales de sevilla.
Tippens, P. E. (2011). Fisica conceptos y aplicaciones. Mexico D.F., Mexico: Mc Graw Hill/
Interamericana Editores, S.A. de C.V.
White, G. s. (2010). Introducción al análisis de vibraciones. E.U.A.: Azima DLI.
67