![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image052.gif")
Análisis de
calidad basado en la vida útil de los rodamientos SKF 6205-2RS, medi=
ante
un módulo de prueba de vida acelerada
Analysis of
Quality based on the life of bearings mounted on an accelerated life test
module
=
Wilson Alejandro Huilca Alvarez.[1] & Cesar Daniel Arregui Toro.[2]
Recibido: 01-02-2020 / Revisado: 18-03-2020 /Aceptado: 13-04=
-2020/
Publicado: 08-05-2020
&=
nbsp; Abstract. =
; &n=
bsp; =
DOI: https://doi.org/10.33262/con=
cienciadigital.v3i2.1.1228
=
The bearings are elements used in the industries;
whose failure implies a great impact on the production of the entire
manufacturing company. Its operation is vital for electromechanical equipme=
nt
with rotating elements, either on shafts or in the bearings of industrial
machines. The present study proposes the implementation of a quality contro=
l by
means of an np-type diagram to SKF 6204-2RSH bearings, which will sometimes=
be
elevated to high loads in an accelerated life test module reducing their us=
eful
life and taking samples of determined quantities of bearings determining the
amount of defects per lot analyzed, with the aim of knowing if it is possib=
le
to determine the quality control of these elements by the number of defects.
The results achieved with reduced frequency in the useful life of the beari=
ngs,
showing the defects that can be quantified and recorded in the np tables, to
later be analyzed in the characteristic quality control chart. After carryi=
ng
out the analysis of the control graph, prudent wear of the 10 lots analyzed=
was
observed with the exception of the number 7, which shows a lag of the centr=
al
line and a surplus of the ranges, accessories along the lower line and exce=
eded
respectively , leading the study to suppose that the bearings part of this =
lot
could be rejected before its operation in the hypothetical case of entering
production and manufacturing. It should be noted that in the present analys=
is
there were lubrication factors that were not selected and that may be subje=
ct
to future research focused on changes that may be surgical under changes in=
the
conditions of the lubricant applied to the bearings.
Keywords: Bearings, quality control, accelerated life test
module, useful life
=
Resumen.
Los
rodamientos son elementos ampliamente usados en las industrias, cuyo fallo
implica un gran impacto en la producción de toda la empresa de
manufactura. Su funcionamiento es vital para equipos electromecánicos
con elementos rotativos, ya sea en ejes o en las chumaceras de máqui=
nas
industriales. El presente estudio plantea la implementación de un
control de calidad mediante un diagrama tipo np a los rodamientos SKF
6204-2RSH, los cuales serán sometidos a elevadas cargas en un
módulo de prueba de vida acelerada reduciendo significativamente la =
vida
útil de los mismos y tomar muestras de cantidades determinadas=
de
rodamientos determinando la cantidad de defectuosos por lote analizado, con=
el
objetico de conocer si es posible determinar el control de calidad de estos
elementos por el número de defectos. Los resultados conseguidos
mostraron una reducción significativamente en la vida útil de=
los
rodamientos, mostrando defectos que pudieron ser cuantificados y registrado=
s en
las tablas por atributos np, para posteriormente ser analizados en la
gráfica característica de control de calidad. Después =
de
realizar el análisis de la gráfica de control se observ&=
oacute;
un desgaste prudente de los 10 lotes analizados a excepción del
número 7, que se muestra un desfase de la línea central y un
excedente de los rangos, determinados por la línea inferior y superi=
or
respectivamente, conduciendo el estudio a suponer que los rodamientos parte=
de
este lote pudiesen se rechazados antes de su operación en el caso hi=
potético
de ingresar a producción y manufactura. Cabe señalar qu=
e en
el presente análisis hubo factores de lubricación que no fuer=
on
considerados y que puede ser objeto para futuras investigaciones enfocadas =
en
los cambios que pueden surgir bajo cambios en las condiciones del lubricante
aplicado a los rodamientos
Palabras claves: Rodamientos, calidad,
módulo de prueba de vida acelerada, vida útil.
Introducción.
En
la actualidad casi cualquier equipo dinámico usa rodamientos, es por=
eso
que Las fallas en rodamientos es uno de los problemas más comunes en=
los
generadores síncronos. Aproximadamente 40% de las fallas en las
máquinas eléctricas rotativas. (Sin, Soong, Ertugru=
l,
2013 )
Es
por esta razón que es de vital importancia el uso de rodamientos que
cumplan con las características de funcionamiento adecuadas, ya que =
un
fallo en los mismo puede parar la producción de una fábrica
completamente, Entre las causas más probables de fallas en rodamient=
os se
encuentran distribuidas: 36% del resultado de una lubricación
inadecuada; 34% resultado de una operación inadecuada como pudiera s=
er:
cargas dinámicas excesivas sobre el rodamiento, producto de una fall=
a de
diseño de la máquina o de la presencia de fuerzas externas co=
mo
desbalance y desalineamiento; 14% se debe a la contaminación, incluy=
endo
humedad; y cerca de 16% son defectos originados en el proceso de montaje, (=
Duluth, Matthews 2013)
Conociendo
estas cifras es inevitable no tomar medidas al momento de la selecció=
;n
de rodamientos, es por eso que mediante la presente investigación se
busca encontrar un método con el cual poder determinar el porcentaje=
de
rodamientos defectuosos. (Budynas, Nisbett, Shigley 2015)
En
una investigación desarrollada por fabricantes, se determinó =
que
los rodamientos operan aproximadamente 80% de su vida útil libres de
defectos y cuando una falla ocurre, generalmente se encuentran en alguna de=
las
cuatro diferentes etapas de falla
Etapa 1: Se
tiene una vibración con componentes de alta frecuencia (generalmente
mayores a 5 kHz), producto=
de la
generación de ondas de esfuerzo y de otros tipos, las que, a su vez,
excitan frecuencias naturales del soporte y las pistas del rodamiento,
así como del sensor con el cual se realiza la medición. En es=
ta
etapa la temperatura no se incrementa y las grietas no son visibles y con
frecuencia ocurren debajo de la superficie de las pistas. En esta etapa
aún no es necesario el cambio del rodamiento. (Norton 2013)
Etapa 2: Las
grietas empiezan a ser visibles al ojo humano y el rodamiento presenta
emisión acústica, además de que la temperatura en algu=
nos
casos se incrementa. En esta etapa aparecen componentes frecuenciales
relacionadas con las frecuencias de falla de los rodamientos en la zona de
frecuencia baja e intermedia y hay un incremento de ruido audible. (Nieto 2=
017)
Etapa 3: Conforme
la grieta avanza, pueden aparecer gran cantidad de bandas laterales alreded=
or
de las frecuencias de falla relacionadas con la velocidad de rotació=
n y
modulación entre las diferentes frecuencias de falla cuando la griet=
a se
ha extendido a pistas y elementos rodantes. En esta etapa se hace necesario
comenzar a programar el cambio del rodamiento.
Etapa 4: Se encuentra ce=
rca
de una falla catastrófica, la emisión acústica aumenta
significativamente y se produce sobrecalentamiento. En esta etapa, la
vibración en la región de alta frecuencia disminuye, crece la
componente a la velocidad de rotación y las vibraciones tienden a ser
aleatorias. En este momento, será necesario el cambio inmediato del
rodamiento. (Norton, 2013
).
Como
un caso real se puede tomar como ejemplo un tupí de banco en una car=
pintería,
debido a los imperiosos requerimientos de la industria, en los últim=
os
tiempos se ha incrementado la búsqueda de técnicas que permit=
an
diagnosticar el estado de los rodamientos. Dentro de toda industria es cono=
cido
que los rodamientos son elementos fundamentales dentro de los activos
industriales más utilizados como lo son bandas, generadores, motores,
etc. Es conocido tambn que son elementos críticos en la mayorí=
;a
de procesos en los cuales son utilizados, por lo cual es necesario y
fundamental una lubricación óptima para que su ciclo de vida
útil de trabajo sea lo más extensa posible y evitar los fallos
antes de tiempo como son fatiga, vibraciones, desbalance o
desalineación.
“Una
herramienta eléctrica que se usa para fresar y agujerear un á=
rea
determinada de piezas duras como la madera o el plástico. En la
actualidad, el tupi, es una máquina muy habitual en los talleres gra=
cias
a su versatilidad que permite diversas operaciones como el galceado, el
moldurado y el pulido de molduras. Se compone por una mesa con un sist=
ema
rotativo con fresa para realizar perfiles en la madera”.
(Martínez, Yoza 2019)
“Las
máquinas han sido automatizadas en gran medida y los procesos han me=
jorado,
pero la máquina tupí sigue conservando su funcionamiento
tradicional que es el de realizar molduras, espigas, etc., es decir,
fresar” (Martínez, Yoza 2019)
Otro
factor importante al momento de determinar la vida útil de los
rodamientos es la tribología misma que es la ciencia que estudia la
lubricación, desgaste y fricción de dos cuerpos sólido=
s en
movimiento relativo, (Aguilera 2010). Los fenómenos tribológi=
cos
básicos: fricción, desgaste y lubricación: todos
están relacionados con la confiabilidad de los equipos, (Holmberg, 2=
001)
en otros casos las fallas en rodamientos se basan en el empleo de registros=
de
señales de vibración que juega en la actualidad un papel
importante en el mantenimiento para analizar su comportamiento, (Medrano,
Tello, Sarduy, Vera 2016).
Los
rodamientos al ser uno de los componentes más críticos, son
elementos que se usan ampliamente para evaluar el estado de una máqu=
ina
rotativa. Cualquier falla inesperada del rodamiento desviaría el sis=
tema
mecánico del estado normal, como la pérdida de precisió=
;n,
la reducción de la productividad e incluso el aumento de los riesgos=
de
seguridad. (Yuanhang Chen, 2019) Más del 90% del número total=
de
rodamientos están lubricados con grasa. El resto está lubrica=
do
con aceite. Las grasas lubricantes son coloides altamente estructurados,
compuestos de aceite base, espesante y aditivos que mejoran el rendimiento.
(Sathwik 2019)
Es
por eso que actualmente los rodamientos son analizados mediante cálc=
ulos
y análisis de vibraciones una vez que estos se encuentran en
funcionamiento, por eso se ha decido estudiar el comportamiento de los
rodamientos una vez que estos son fabricados y antes de que los mismos sean
distribuidos, mediante las gráficas de control de calidad se busca s=
acar
provecho de una de sus ventajas en el empleo de casos raros y en eventos con
baja incidencia, en los cuales sería necesario obtener una muestra y=
un
tiempo de seguimiento amplio, imposible en determinados casos, mediante
métodos estadísticos convencionales. También por ello,=
son
útiles para estudiar curvas de aprendizaje, la introducción de
nuevas tecnologías y, en general, para valorar la calidad de los pro=
pios
resultados asistenciales, porque su perfil es sensible a cambios de tendenc=
ias
(positivas o negativas) muy sutiles en los resultados, que no se
observarían con otros métodos. (Fortea 2019).
Las
gráficas de control de calidad son ampliamente usadas para determina=
r el
comportamiento de elementos en ciertos procesos, y variaciones de los mismo=
s a
través del tiempo sin que su calidad se vea afectada se utiliza graf=
icas
de control estadístico, para un mejor monitoreo del proceso (De=
vore
2008). El control estadístico de calidad aparece en la década=
de
los 30 gracias a los laboratorios Bell, desarrollando con el tiempo t&eacut=
e;cnicas
eficaces para monitorear, evaluar, y poder observar el avance de la
producción y mejorar las técnicas de calidad dentro de la
empresa; reconociendo que con el tiempo se deberá dar variació=
;n a
los procesos sin que estos afecten a la calidad del producto.
Teniendo
como base los conceptos anteriores se desarrolló métodos
estadísticos para establecer de una mejor forma los límites y
graficas de control donde los resultados pudiesen ser monitoreados de una m=
ejor
manera; a la vez que Dodge y Roming avanzaban en la práctica del
muestreo permitiéndonos inspeccionar el producto de una manera
más veloz. Junto con sus teorías la necesidad de armamento de=
los
EEUU en cantidades masivas en la segunda guerra mundial favoreció es=
tos
procesos ayudando a la aplicación con mayor amplitud de los conceptos
previamente desarrollados (Garza 2007).
Con
la información anterior podemos deducir que la calidad del producto
depende exclusivamente del estado de los rodamientos al momento de realizar=
un
análisis de calidad de los mismos, denotando que, en la industria, l=
as
máquinas y la producción dependen de los elementos constituti=
vos
de ensambles y equipos industriales tales como los rodamientos.
Al
acelerar la vida útil del rodamiento podemos tener un margen m&aacut=
e;s
amplio para su estudio, así como también para determinar en m=
ayor
medida los problemas que los mismos puedan tener antes de que estos sean
distribuidos.
Un
módulo de prueba de rodamientos, genera una aceleración de fa=
llos,
con el objetivo de cuantificar las
características de vida útil del rodamiento en condiciones no=
rmales.
Mediante el presente estudio, se podrá ejecutar un análisis de
calidad de los rodamientos resultantes del módulo de prueba y de esta
manera generar una predicción futura por lote. (González 2016=
).
En nuestro caso particular el módulo de pruebas será un siste=
ma
de pulido eléctrico, mismo que es utilizado en microempresas
convencionales, en este caso particular se utilizó el equipo de una
carpintería aledaña.
Figura 1
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image053.jpg")
Fuente:
Autónoma (gráfico en SolidWorks)
Mediante
un análisis de control de calidad es posible determinar y desechar
muestras defectuosas (Hernández, Fernández & Baptista 201=
7).
Por ende, al existir rodamientos defectuosos en una muestra se los puede
clasificar y priorizar, antes de que estos sean usados en equipos rotativos,
aumentando de esta forma la eficiencia de máquinas, evitando as=
í, que
los rodamientos con fallas de fábrica causen problemas en las empres=
as.
Por tal motivo después de ser sometidos a nuestro módulo de
prueba se debe realizar el análisis de calidad, verificando los defe=
ctos
de cada rodamiento.
Sin
embargo, hoy en día éstos análisis son muy extensos ya=
que
se requiere evaluar a los rodamientos en condiciones de trabajo reales, por=
lo
que en la mayoría de los casos determinar si un rodamiento se encuen=
tra
defectuoso antes de su adquisición es casi imposible. (Suarez, Omar
& Estupinan 2010).
El
estudio de los rodamientos en esta investigación, se basa en un mues=
tro
tomado mediante un módulo de pruebas de vida acelera, para determina=
r de
esta forma que lotes rechazar de acuerdo con la una vida útil promed=
io
calculada.
Por
lo tanto, se busca reducir la velocidad de desgaste de los rodamientos y
analizar las fallas mecánicas causadas por el comportamiento del sis=
tema
de lubricación, para de esta manera conseguir la mantenibilidad de la
vida útil del sistema. (Flores, Obed 2017)
Con
el presente análisis y mediante diagramas de control de calidad se v=
a a
determinar de manera prematura rodamientos con defectos antes de que los mi=
smos
sean distribuidos, cuando éstos pierden energía cinéti=
ca
considerable por efectos de transmisión y elevadas cargas aplicadas.
(Silva, Andrianoely, Manin, Ayasamy, Santini, Besnier, Remond, 2018).
Metodología
Para
analizar el comportamiento de los rodamientos se les sometió a las
siguientes condiciones de trabajo las cuales encontramos en una
carpintería como alto nivel de partículas en suspensió=
n en
el ambiente (viruta de madera), sobrecargar al rodamiento por mal tensado d=
e la
banda que gira a la polea conducida la cual está conectada al rodami=
ento
estudiado y también encontramos un alto contenido de virutas de made=
ra
en el lubricante del rodamiento.
El
módulo de pruebas usado es el mostrado en la Figura 1, los elementos
principales se encuentran montados en una placa base de acero AISI 1020 de =
10mm
de espesor. La energía mecánica se suministra mediante un mot=
or
trifásico jaula de ardilla de 373 W y 4 polos cuyo eje conductor de
acero inoxidable austenítico se encuentra acoplado a otro eje de
similares características mismo en el cual se encuentra montada una
polea de 125 mm que gira a una velocidad 1875 rpm con una relación de
transmisión de 1 a 2.
La
polea conducida de 64 mm acoplada a un tercer eje gira a una velocidad de 3=
750
rpm, la transmisión de movimiento entre poleas se lo realiza gracias=
a
una banda de tipo correa en V de perfil AP24 pulgadas con doble cubierta e
impregnada con neopreno.
Figura 2
Banco de pruebas de vida acelerada de rodamientos.
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image054.gif")
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image055.jpg")
Fuente: Autónoma
Las
chumaceras son elegidas después de elegir el diámetro del eje,
este procedimiento tomó tiempo ya que las chumaceras deben ser acord=
es
al tamaño del eje y de los rodamientos que serán parte del
estudio. Las chumaceras seleccionadas fueron las siguientes: marca CMB
con designación HCP204 de la serie HC204,
El
rodamiento que se utilizó fue el siguiente: rígido de b=
olas
SKF 6205-2RS con las dimensiones que se detallan en la Figura 2, mismo que =
se
encuentra montado en el módulo de pruebas como muestra la figura 1,
mismo que al girar a muy altas velocidades el daño del rodamiento se
consigue en un tiempo muy reducido.
Tabla1. Dimensiones
del rodamiento SKF 6205-2RS
|
DIMENSION |
VALOS NUMERICO |
UNIDAD |
|
d |
25 |
mm |
|
D |
52 |
mm |
|
B |
15 |
mm |
|
peso |
0,13 |
kg |
|
cr |
14,8 |
N |
Fuente. Catálogo de rodamientos SKF
Cálculo de la fuerza aplic=
ada
al rodamiento
Para
el cálculo de la fuerza se usarán dispositivos llamados galgas
extensiométricas. Son sensores que generan resistencia de acuerdo la
fuerza que se aplica, generando pulsos eléctricos medibles.
Según
la norma ISO 281 la duración de la vida nominal del rodamiento en ho=
ras
es igual a la razón de una constante igual a 10 elevado a la sexta y=
60
veces la velocidad de giro en rpm todo esto a su vez multiplicado por la
razón entre la capacidad de carga dinámica base en kN y la ca=
rga
dinámica equivalente del rodamiento en kN elevado a un exponente de
ecuación de vida útil.
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image056.gif")
=
&nb=
sp;
=
(1)
Donde
L10 es la vida nominal básica, C es la capacidad de carga
dinámica básica, P es la carga dinámica equivalente de
rodamiento, p es un exponente de la ecuación de la vida útil =
(3
para rodamientos de bolas y 10/3 para rodamientos de rodillos) y n es la
velocidad de giro.
La
capacidad de carga dinámica C la conseguimos de los catálogos=
de
SKF de acuerdo con el tipo de rodamiento a utilizar.
La
carga dinámica equivalente P será el valor determinado median=
te
las galgas extensiométricas.
Para
la investigación se ha decido utilizar un sistema de muestreo consta=
nte,
con el módulo se busca simular un sistema de testeo para determinar =
si
el rodamiento es adecuado para su distribución, si el rodamiento lle=
gase
a fallar antes del tiempo límite determinado, significará que=
el
rodamiento no se encuentra en condiciones para trabajar y por ende el mismo
deberá ser rechazado.
Es
por eso que se ha decido utilizar las gráficas de control por tipo n=
p,
mismas que nos ayudarán a analizar el número de los defectuos=
os
por subgrupo, el cual manifiesta que la línea central será ig=
ual
al tamaño del lote multiplicado por la media de la proporción=
de
defectos.
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp; =
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image057.gif")
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
(2)
El
límite de control superior será igual al límite central
más una constante igual a 3 que multiplica a la raíz cuadrada=
del
límite central multiplicado a su vez con la diferencia entre 1 y la
media de la proporción de defectuosos.
=
&nb=
sp; =
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image058.gif")
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
(3)
El
límite de control inferior será igual al límite central
menos una constante igual a 3 que multiplica a la raíz cuadrada del
límite central multiplicado a su vez con la diferencia entre 1 y la
media de la proporción de defectuosos.
=
&nb=
sp; =
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image059.gif")
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
(4)
Pará
la gráfica serán usados los límites y se ubicará=
;n
los puntos con el número de rodamientos defectuosos en función
del lote.
Resultados
Para determinar cuándo un rodamiento se encuentra defectuoso primero debe= mos calcular la vida útil del mismo cuando este se encuentra sometido a cargas de trabajo reales, analizando como base el comportamiento de los rodamientos bajo cargas de trabajo reales y registrando las medidas en la T= abla 1, tomando como primera medida, usando las galgas extensiométricas, = al módulo sin ajuste del sistema de tensado, consiguiendo así una carga de trabajo dinámica equivalente (P), las siguientes medidas fu= eron tomadas ajustando el sistema de tensado variando su distancia (D) cada 5mm hasta llegar a los 50mm consiguiendo así la mayor carga de trabajo.<= o:p>
Tabla 2
|
D (mm) |
P (kN) |
|
0 |
1,27 |
|
5 |
2,54 |
|
10 |
3,81 |
|
15 |
5,08 |
|
20 |
6,35 |
|
25 |
7,62 |
|
30 |
8,89 |
|
35 |
10,16 |
|
40 |
11,43 |
|
45 |
12,7 |
|
50 |
13,97 |
Fuente.:
Autónoma
Para
determinar la capacidad de carga dinámica base nos ayudamos de los d=
atos
del rodamiento que se pueden conseguir en los manuales SKF como se detalla =
en
la Figura 5.
Tabla 3
Fuente.
Autónoma
|
CAPACIDAD DE CARGA DINAMICA BASICA |
C |
13,5 |
KN |
|
CAPACIDAD DE CARGA ESTATICA BASICA |
Co |
6,55 |
KN |
Fuente.:
Autónoma
Tabla 4
Vida útil del rodamiento en horas en función de la carga.
|
D
(mm) |
P (kN) |
(h) |
|
0 |
1,27 |
5338 |
|
5 |
2,54 |
667,27 |
|
10 |
3,81 |
197,7 |
|
15 |
5,08 |
83,4 |
|
20 |
6,35 |
42,7 |
|
25 |
7,62 |
24,71 |
|
30 |
8,89 |
15,56 |
|
35 |
10,16 |
10,42 |
|
40 |
11,43 |
7,32 |
|
45 |
12,7 |
5,33 |
|
50 |
13,97 |
4,01 |
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
Fuente. Autónoma
Una
vez tenemos la estimación de los datos sabemos que la vida út=
il
promedio de un rodamiento en buen estado es de 5338 horas, gracias al
módulo de pruebas de vida acelerada conocemos también que pod=
emos
reducir a 4,01 horas la vida útil de los rodamientos, con esta medid=
a es
mucho más fácil evaluar mediante diagramas de control de cali=
dad
el comportamiento de los rodamientos.
En
la Tabla 3 se detallan los resultados obtenidos al realizar pruebas en 10 l=
otes
(N) con muestras de 45 rodamientos cada uno (n), mismos que serán
sometidos a pruebas con la máxima distancia de tensado 50 mm para
conseguir una carga de trabajo aproximada de 13,97 kN esto debido a que
realizar pruebas en rodamientos en condiciones normales tomaría 5338
horas por rodamiento lo que haría imposible un análisis de co=
ntrol
de calidad, considerando así que un rodamiento se encuentra en perfe=
cto
funcionamiento si éste llega o supera las 4,01 horas de trabajo, en =
caso
contrario será considerado como defectuoso (D).
Tabla 5
Rodamientos defectuosos encontrados en cada muestra.
|
LOTE |
TAMAÑO DEL LOTE |
DEFECTUOSOS |
|
N |
n |
D |
|
1 |
45 |
7 |
|
2 |
45 |
9 |
|
3 |
45 |
8 |
|
4 |
45 |
10 |
|
5 |
45 |
9 |
|
6 |
45 |
11 |
|
7 |
45 |
20 |
|
8 |
45 |
11 |
|
9 |
45 |
8 |
|
10 |
45 |
9 |
Fuente.
Autónoma
Una
vez tenemos los datos del muestreo el siguiente paso es realizar los
cálculos para determinar la gráfica de control de calidad tipo
np, se empieza por determinar la porción de defectos (Pi), misma que
será igual a la división entre el número de rodamientos
defectuosos (D) con el tamaño del lote (n) que en este caso es
constante, los valores se detallan en la Tabla 4.
Tabla 6
Rodamientos defectuosos encontrados en cada muestra.
|
LOTE |
TAMAÑO DEL LOTE |
DEFECTUOSOS |
PROPORCIÓN DE DEFECT=
OS |
|
N |
n |
D |
Pi |
|
1 |
45 |
7 |
0,16 |
|
2 |
45 |
9 |
0,2 |
|
3 |
45 |
8 |
0,18 |
|
4 |
45 |
10 |
0,22 |
|
5 |
45 |
9 |
0,2 |
|
6 |
45 |
11 |
0,24 |
|
7 |
45 |
20 |
0,44 |
|
8 |
45 |
11 |
0,24 |
|
9 |
45 |
8 |
0,18 |
|
10 |
45 |
9 |
0,2 |
Fuente. Autóno=
ma
Al
determinar la proporción defectos procedemos a calcular los
límites de control central, superior e inferior, para el lími=
te
central usamos la ecuación (2) donde n es el tamaño del lote =
y es
el promedio de la proporción de defectos Pi, para determinar el
límite de control superior e inferior usamos las ecuaciones (3) y (4)
respectivamente, en donde LC es el límite central y es el promedio d=
e la
proporción de defectos Pi.
&nbs=
p;
=
&nb=
sp;
=
&n=
bsp; =
&nb=
sp; =
&nb=
sp; =
(5)
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
(6)
=
=
&nb=
sp; =
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image060.gif")
=
&nb=
sp; =
&nb=
sp;
Mediante
la aplicación de estas fórmulas conseguimos los datos de la T=
abla
5.
Tabla 7
Rodamientos defectuosos encontrados en cada muestra.
|
PROMEDIO
Pi |
LÍMITE CENTRAL LC |
LÍMITE DE CONTROL SUPERIOR LCS |
LÍMITE DE CONTROL INFERIOR LCI |
|
0,23 |
10,2 |
18,63 |
1,77 |
&=
nbsp;
Fuente: Autónoma
Con
los datos anteriores podemos elaborar la gráfica de control tipo np =
que
se detalla en la Figura 6, en la cual se colocarán el número =
de
lotes N en el eje de las abscisas y el número de rodamientos defectu=
osos
D en el eje de las ordenadas.
Tabla 8
Gráfico de control por atributos tipo np.
|
PROMEDIO Pi =
|
LÍMITE CENTRAL LC |
LÍMITE DE CONTROL SUPERIOR<= o:p> LCS |
LÍMITE DE CONTROL INFERIOR<= o:p> LCI |
|
0,23 |
10,20 |
18,63 |
1,77 |
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image061.gif")
Fuente: Autónoma
Con
los datos anteriores podemos elaborar la gráfica de control tipo np =
que
se detalla en la Figura 6, en la cual se colocarán el número =
de
lotes N en el eje de las abscisas y el número de rodamientos defectu=
osos
D en el eje de las ordenadas.
Figura
3
Gráfico de control por atributos tipo np.
![](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image062.gif")
Fuente:
Discusión de resultados
Con
la ayuda de las tablas de SKF se puede apreciar un aproximado de la vida
útil de los rodamientos en condiciones normales que como se pudo obs=
ervar
nos da un valor de 5338 horas, valor muy elevado en caso de querer realizar
muestreos y gráficas de control de calidad, por tal razón se
utilizó un módulo de vida acelerada para poder disminuir
significativamente la vida útil del rodamiento, consiguiendo as&iacu=
te;
que la evaluación de la calidad de los rodamientos sea mucho m&aacut=
e;s
rápida.
El
módulo de vida acelerada ayudo a observar el daño significati=
vo
que puede causar la falla de los rodamientos cuando están en
funcionamiento en máquinas industriales tomando en cuenta que si n
rodamiento falla afecta directamente a la función requerida del equi=
po y
por lo tanto al paro del mismo
Como
pudimos observar en la tabla 1, con la mayor carga el tiempo de vida del
rodamiento se redujo a 4,01 horas logrando de esta manera, mayor eficacia al
momento de realizar los muestreos, gracias a esto, la toma en los 10 lotes =
se
pudo hacer en un tiempo aproximado de 3 meses.
Para
este caso de estudio se decidió usar un diagrama de control tipo np,=
ya
que fueron analizados 10 lotes, cada uno con una muestra de 45 rodamientos,=
y
como se detalla en la Figura 4, se determinó el comportamiento de los
rodamientos notando un excesivo incremento en el número de defectuos=
os
(20), específicamente el lote número 7, denotando que dicho l=
ote
debería ser rechazado.
En
la figura 4 se puede observar claramente en la gráfica de control de
calidad que en el lote número 7 género un alto número =
de
defectuosos por el cual se tomó la decisión de rechazar el lo=
te
completo, otros lotes que se tomaron en cuenta fueron el lote 6 y 8 que
llegaron a generar un numero de defectuosos considerable pero no lo suficie=
nte
para rechazarlos. Este análisis se realiza considerando el
comportamiento de las curvas, denotando que mientras más cercanas a =
la
línea central estén, son más estables y menos
desproporcionadas, y mientras más alejadas de la línea centra=
l,
muestran desperfectos o problemas en la calidad de los rodamientos
Por
cuestiones de diversos factores se decidió en el presente caso de
estudio utilizar un lubricante multipropósito con las mismas
características para cada rodamiento por lo cual todos lo rodamientos
analizados llegaron a tener un tipo de desgaste característico por la
utilización de este tipo de lubricante.
Conclusiones.
·
Como se observa en las Tablas 1 y 2, existe una gran
diferencia entre las cargas aplicadas al rodamiento a medida que se increme=
nta
la distancia de aplicación del módulo de tensado, notando
así una reducción de la vida útil de los rodamientos
inversamente proporcional a la aplicación de carga.
·
Al reducir considerablemente la vida útil de los
rodamientos se puede conseguir un mayor margen de estudio al momento de
realizar pruebas de calidad, esto debido a que se pueden evaluar muchos
rodamientos en un tiempo muy corto permitiendo así sacar grandes
muestras en varios lotes.
·
De acuerdo con las observaciones plasmadas en la Figura 6,
notamos que, para el presente caso de estudio, el lote número 7
sobrepasa el límite de control superior con un valor en la cantidad =
de
rodamientos defectuosos muy elevado, por consecuente se decide rechazar dic=
ho
lote.
·
El lubricante es una parte importante al momento de reali=
zar
análisis de desgaste, en el presente artículo no se
realizó dicho análisis ya que implicaría nuevos
métodos de inspección y verificación, mismos que
serán analizados para un próximo estudio
·
El módulo de prueba fue probado y analizado, toman=
do
en cuenta el ajuste de los ejes y todas las partes constitutivas. Todas las
chumaceras estuvieron ubicadas de tal manera que el desgaste de los ejes se=
a el
mismo en todas las partes del módulo de prueba
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![3Deditorial1.png](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image063.jpg")
PARA CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.=
Hui= lca Alvarez, W. A., & Arregui Toro, C. D. (2020). Análisis de calidad basado en la vida útil de los rodamientos SKF 6205-2RS, mediante un módulo de prueba de vida acelerada. ConcienciaDigital, 3(2.1), 145-161. https://doi.org/10.33262/concienciadigital.v3i2.1.1228
![3Deditorial1.png](3D"10analisis-de-calidad-AlejandroHuilca_archivos/image064.jpg")
El
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es y
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El artículo qu=
eda
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