Universidad Técnica Federico Santa María Departamento Mecánica Industrial
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Universidad Técnica Federico Santa María Sede José Miguel Carrera Viña del Mar Departamento Mecánica Industrial Mantención Industrial. Motor Eléctrico OBJETIVOS DE LA ACTIVIDAD Determinar técnicas y métodos para realizar la manutención de un motor eléctrico. Elaborar un procedimiento técnico para des montar y desmontar los componentes de un motor eléctrico. Elaborar un procedimiento técnico sobre el estado del motor eléctrico intervenido y sobre cada uno de sus componentes. Hacer un listado de materiales, herramientas y equipos necesarios para realizar las actividades de mantenimiento de un motor eléctrico. Identificar tipo de motor eléctrico intervenido y sus características técnicas según normas. MATERIALES, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS. 1 Pie de Metro Marca : Stainless Hardened Resolución : 0,05 mm Rango : 0 − 150 mm Micrómetro Marca : Shan Resolución : 0,01 mm Rango : 0 − 25 mm Calibre Telescópico Rango : 12 − 20 mm Marca : Mitutoyo Maceta Plástica Marca : Sin marca Largo del Mango : 280 mm Largo de la Cabeza : 85 mm Llave de Punta y Corona en mm Medida : 12mm Marca : Andes−Sam Llave de Punta y Corona en pulgadas Medida : 5/16 Marca : Andes−Sam Cincel Nº : 262−20 Marca : Facom Procedencia : Francia Reglilla Metálica 2 Rango : 0 − 300 mm Resolución : 1mm Botador Marca : Sin Marca Cuenta Hilos Serie : Whitworth − 55º Tornillo Mecánico Tamaño : 4 Marca : USM Mordazas de Aluminio Objetivo : no daña los componentes con las mordazas del tornillo mecánico. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO INTERVENIDO Motor Asincrónico de Corriente Continua, Tipo Jaula de Ardilla. IMPORTANCIA Un motor eléctrico es una máquina con una gama indescriptible de utilidades. En principio un motor eléctrico se utiliza para convertir una energía eléctrica en una energía mecánica. Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los motores. El primero es el principio de la inducción descubierto por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor. El principio opuesto a éste fue observado en 1820 por el físico francés André Marie Ampère. Si una corriente pasaba a través de un conductor dentro de un campo magnético, éste ejercía una fuerza mecánica sobre el conductor. Un motor eléctrico puede funcionar en cualquier posición de montaje y en ambientes de todo tipo: húmedos, con gases corrosivos, con materias sólidas en suspensión (polvo, aserrín), etc. Tiene dimensiones reducidas y es sencillo de instalar y de operar. Su funcionamiento es seguro y uniforme, con un costo inicial relativamente bajo, un alto rendimiento y un reducido costo de operación. PLACA Marca : TEDO Procedencia : ARGENTINA Tipo : AV1022 Potencia : 1 HP 3 Voltaje : 220/380 v Fases : 3 Ciclos : 50 RPM : 1375 PARTES QUE CONSTITUYEN UN MOTOR ELÉCTRICO Rotor Estator En el motor intervenido El principio de funcionamiento de lo motores Asincrónicos esta basado en la producción de un campo magnético giratorio. Consideremos un imán permanente A y un disco de cobre que pueda girar alrededor de un eje B. Cuando el imán movido por un artificio cualquiera, gira, el campo producido gira igualmente y barre el disco. Este es recorrido ahora por corrientes inducidas debido a la rotación del campo magnético creado por el imán. Estas corrientes reaccionan sobre el campo dando un par motor suficiente para vencer el par resistente debido a los rozamientos y provocar la rotación del disco. El sentido de rotación, indicado por la ley de Lenz, tiende a oponerse a la variación del campo magnético que a dado origen a las corrientes. El disco es pues movido en el sentido del campo giratorio y por eso este tipo de motor se llama Asincróno. En el caso del motor de jaula de ardilla las barras metálicas que constituyen la jaula de ardilla están cortadas por el campo giratorio producido por el estator, lo que origina corrientes inducidas intensas. Estas reaccionan sobre el campo giratorio dando un oar motor que provoca la rotación de la jaula. • ROTOR El rotor esta formado por chapas magnéticas, barras conductoras y aletas de ventilación, tal como lo muestra la figura anterior. Este esta constituido por tres partes principales • Núcleo : formado por una maqueta de laminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética. • Eje : sobre el cual va ajustado el paquete de chapas. • Arrollamiento o jaula de ardilla : consiste en una serie de barras de cobre de gran sección alojada en sendas ranuras axiales practicadas en la periferia del núcleo y unidas en corto circuito mediante dos gruesos aros de cobre, situados en cada extremo de núcleo. • ESTATOR El estator tiene como finalidad principal sustentar las piezas polares, las bobinas de campo y cierra el circuito magnético de la máquina. Contiene una pesada carcaza de acero o fundición dentro de la cual esta metido a presión un núcleo de chapas, de dos arrollamientos de hilods de cobre aislado alojado en las ranuras y llamado respectivamente arrollamiento principal o de treabajo y arrolamineto auxiliar o de arranque. • CARCAZA 4 Por lo general de acero fundido, sirve de soporte y protege todos los elementos del motor. • TAPAS O ESCUDOS Tienen por objetivo principal para proteger el rotor de un posible contacto con el estator, además de sustentar los rodamientos o cojinetes que a su vez sirven de sustentación y de sistema de giro del rotor. Los dos cojinetes cunplen la siguientes funciones; sostener el peso del rotor, manterner exactamente entrado en el interior del estator, permitir el giro con la mínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozar con el estator. ESPARRAGOS DE SUJECIÓN DEL MOTOR : Son cuatro, con hilos en cada extremo. El principal objetivo es montar dar apriete al conjunto centradamente. PLAN DE DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Disponer el equipo a inspeccionar a un banco, el cual debe estar limpio y seco. Se verifica el estado de la placa para identificar el tipo de motor, a través de catálogos y apuntes del tema. Exteriormente se procede a hacer una inspección óptica del equipo, se verifica si hay daños en la superficie del motor. Localizar herramientas adecuadas para el desmontaje. Hacer marcas para determinar la correcta posición de las tapas, para un posterior montaje correcto(punto de vital importancia; por centrado del conjunto). Determinar y desmontar los componentes según el siguiente orden: Soltar las tapas del motor. Retirarlas. Se procede a extraer cuidadosamente el rotor, para no dañar el estator. Desmontar los rodamientos o cojinetes con los instrumentos necesarios para el desmontaje. Identificarlos según normas. Inspeccionar las superficies del motor y proceder a ubicar sus fallas. Realizar un estudio general de cada componente. Dibujando conjunto y despiece. Establecer la posibilidad de reparación del motor ya sea por deterioro de cables o reparación o cambios de pieza, considerando costos y vida útil de cada componente. Montar conjunto según la siguiente pauta: Montar rodamientos en el rotor, o cojinetes en las tapas, dependiendo el caso. Montar el rotor. Montar ambas tapas ubicándolas en la posición correcta según marcas efectuadas en el desmontaje. Apernar las tapas con llaves fijas para alargar la vida útil de las tuercas. 5 Guardar las herramientas en su lugar correspondiente. Mantener la limpieza en el lugar de trabajo. DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Disponer el equipo a inspeccionar a un banco, el cual debe estar limpio y seco. Se verifica el estado de la placa para identificar el tipo de motor, a través de catálogos y apuntes del tema. En la inspección óptica exterior no se detectaron daños en la superficie del motor. Se detectaron dos fallas: • El rotor no giraba por causas desconocidas. b) No estaban los cuatro espárragos, con sus respectivas tuercas, tenían daños los cuales se podían reparar. Localizar herramientas adecuadas para el desmontaje. Se desmontaron las tapas, con sus respectivas llaves fijas. Tomando en consideración: Las respectivas marcas para determinar la correcta posición de las tapas, no fue vital, ya que el rotor no giraba, lo cual indica que la tapa no estaba en su correcta posición. Los cuatro espárragos, con sus respectivas tuercas, tenían daños los cuales se podían reparar. Faltaban dos espárragos, y las tuercas no estaban racionalizadas (todas iguales) lo cual implica tiempo y costos. Se racionalizaron los espárragos de W3/16 a M5 / Distancia entre caras de las tuercas 5/16. Una vez desarmado se procedió a la inspección de los componentes: Tapas y carcaza Se verificó que no había ninguna trizadura o quebradura. Se verificó el estado del porta cojinete. Rotor Se verificó el estado del eje de acoplamiento. Se verificó el estado de la jaula de ardilla. Estator Se verificó el estado del núcleo. Se verificó el estado del bobinado (barniz) humedad y firmeza. Tapas 6 Descansos con bujes Se verificó el estado de los bujes. Se verificó el porta − buje y buje (juegos). Para el cambio de un buje: Si el fabricante no consta con el buje que es requerido. Se adquiere un buje sobre medida y posteriormente se mecaniza un ajuste deslizante en el interior, y un ajuste de apriete en el exterior. Se verificaron los canales de lubricación. Se verificaron la limpieza en la reserva de aceite y los canales de alimentación. Montar conjunto según la siguiente pauta: Se lubricó el sistema de lubricación de los bujes. Se procedió a montar el motor en el interior del cuerpo del motor. Se monto el conjunto, con los nuevos espárragos de fijación M5 / Distancia entre caras de las 8 tuercas 5/16, tratando de ubicar la posición original, la cual no se pudo determinar. Se apernan las tapas con llaves fijas para alargar la vida útil de las tuercas. Guardar las herramientas en su lugar correspondiente. Mantener la limpieza en el lugar de trabajo. OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y COMENTARIOS PERSONALES. CONCLUSIONES El eje del motor no gira por la posición original de las tapas, la posición y entrada de las tapas debe ser perpendicular al eje. El cojinete delantero esta fuera norma por estar cónico. El eje no tiene un canal chavetero sino un dispositivo obsoleto de rebaje en el eje. Recomendación: mecanizar un chavetero según normas. El racionalizar las tuercas de los espárragos es una razón optima para alargar la vida útil de la tuercas, y por ende adoptar la política de uso de llaves fijas por las ajustables. El exterior del motor se debe mantener pintado con una pintura anticorrosiva para mantenerlo protegido ante los agentes corrosivos. La placa de identificación del motor es de principal importancia, y si este no la tiene investigar los datos para su eventual fabricación. COMENTARIOS PERSONALES 7 La actividad de mantención de un motor eléctrico es una actividad amplia en la cual el campo de investigación es muy amplio al igual que el campo de aplicación. Cualquier tipo de mantención que se aplique a un componente o conjunto es de vital importancia, ya que su principal objetivo es alargar la vida útil a bajos costos. INDICE Páginas. Portada 1 Objetivos de la actividad 2 Materiales, equipos y herramientas utilizadas 3 Descripción del equipo intervenido 4 Partes que constituyen un motor eléctrico 5−6−7 Plan de desarrollo de la actividad 8 Desarrollo de la actividad 9−10 Dibujo motor 11 Dibujo espárragos 12 Observaciones, conclusiones y comentarios personales 13 El Montaje 14 Mantención 15 Bibliografía 16 Mantención Principales enemigos de su motor. El polvo: impide una buena ventilación y una adecuada lubricación. Cubre los enrollados y la carcaza, dificultando su enfriamiento. La humedad: es un serio peligro para la aislación de su motor. Produce condensaciones y, combinada con el polvo, puede convertirse en un activo atacante Goteras de aceite: atacan también la aislación y forman una pasta peligrosa al mezclarse con el polvo Sobrecarga: el motor eléctrico es delicado y no admite sobrecargas, debe trabajar a su potencia normal, sin sobrepasarse. Golpes de correa: las correas cuyas uniones producen golpes acortan la vida de los rodamientos del motor. 8 Desnivel y desalineación: produce la desviación o la rotura de los ejes, calentamiento, menor duración por desgaste de los descansos. El montaje Precauciones para el montaje e instalación de su motor eléctrico. Al respecto, entregamos algunas advertencias que creemos importantes. • Ordene a un técnico autorizado por el ministerio de economía, Fomento y construcción, que lleve a cabo la instalación eléctrica y montaje del motor. • Instálelo con todos los elementos de control y protección que le recomiende su técnico en la materia. • Verifique que la máquina por mover y el motor estén correctamente nivelados y alineados • Dé a la correa de tensión con la cual el motor trabaje adecuadamente. • Evite que el motor y sus elementos de protección y control estén expuestos al polvo o la intemperie. • Importante: la carcaza del motor debe ser conectada a masa o a tierra. 2 9