En el transcurso de la utilización de equipos mecánicos, es inevitable que se produzcan situaciones de desgaste, rotura, corrosión, fatiga, deformación, envejecimiento y otras, que hacen que el rendimiento de los equipos se degrade y pierdan sus funciones especificadas o incluso su capacidad de producción.
Este fenómeno de degradación del rendimiento del equipo y de pérdida de funciones especificadas es el "fallo" o "mal funcionamiento".
En general, "fallo" y "mal funcionamiento" son sinónimos. Sin embargo, en sentido estricto, según la norma GB 3187-1994, "el mal funcionamiento se refiere a que el producto pierde su función especificada, lo que suele denominarse fallo en el caso de los productos reparables".
El significado de fracaso se ha aclarado anteriormente, sin embargo, el fracaso no puede determinarse únicamente por un sentimiento intuitivo, sino que debe basarse en ciertos criterios de juicio.
En primer lugar, es necesario aclarar cuál es la "función especificada" que mantiene el producto, o hasta qué punto la pérdida de la función del producto se considera un fallo.
Algunas funciones especificadas son muy claras y no darán lugar a interpretaciones diferentes, como los daños en los cilindros del motor que obligan a parar para repararlos.
A veces es difícil determinar la función especificada, especialmente cuando el fallo se forma debido a la disminución gradual de la función, por ejemplo, si el desgaste del motor supera un cierto límite, se agravará el desgaste, causará la reducción de potencia, aumentará la tasa de consumo de combustible, y cuando se produce esta situación, se puede considerar un fallo.
Sin embargo, es difícil determinar el límite de desgaste en uso, como en la situación del motor antes mencionada, si se reduce la carga, aceite lubricante se incrementa, un motor con cierto desgaste puede seguir utilizándose a duras penas y no considerarse un fallo, lo que requiere establecer normas de antemano.
En segundo lugar, a la hora de determinar si se trata de un fallo, también hay que analizar sus consecuencias, principalmente para ver si afecta a la producción del producto y a la seguridad de los equipos y las personas.
Además de utilizar cualquier incumplimiento de los límites permitidos especificados en los parámetros técnicos como criterio de fallo, también debemos considerar si se producirán consecuencias de fallo inaceptables si el trabajo continúa en este estado.
Por tanto, a la hora de juzgar el fallo de un producto, no sólo depende de la "función especificada" del producto, sino que también hay que tener en cuenta las consecuencias del fallo.
En términos generales, el fallo de un producto se refiere a: en condiciones especificadas, no puede completar sus funciones especificadas; en condiciones especificadas, uno o varios parámetros de rendimiento no pueden mantenerse dentro de los límites superior e inferior especificados; cuando el producto funciona dentro del rango de tensión especificado, provoca diversas grietas, fugas, desgaste, óxido, daños y otros estados en piezas o componentes mecánicos.
Los distintos productos tienen normas de valoración de fallos diferentes, y el punto de partida de los trabajos de investigación es diferente, por lo que los fallos definidos también son diferentes y es difícil unificarlos. Sin embargo, dentro de un mismo departamento de usuarios, debería haber normas unificadas.
En conclusión, a la hora de determinar los criterios de juicio de fallo, deben seguirse los siguientes principios: No puede perder la función en condiciones de uso; los criterios de juicio de fallo "determinan según el rendimiento aceptable"; los diferentes productos pueden medirse según los principales indicadores de rendimiento del producto.
Según GB 3187-82, el modo de fallo se refiere a la "manifestación del fallo (mal funcionamiento) del producto".
Los modos de fallo se obtienen a través de los sentidos humanos o de instrumentos de medición.
En general, cuando se investiga el fallo de un producto, se suele partir del fenómeno del fallo del producto, para luego averiguar la causa del fallo a través del fenómeno, por lo que es necesario aclarar los modos de fallo del producto en varios niveles funcionales.
Los modos de fallo de los equipos mecánicos y sus componentes pueden dividirse a grandes rasgos en las siguientes categorías:
En la gestión del mantenimiento de equipos mecánicos y el análisis de averías, es fundamental comprender y dominar las clasificaciones de las averías. Esto ayudará a aclarar los conceptos físicos de las distintas averías y a abordarlas sistemáticamente.
Los métodos de clasificación de fallos varían en función de los objetivos de la investigación.
1) Según la naturaleza de las fallas, éstas se dividen en fallas naturales y fallas provocadas por el hombre.
Los fallos provocados por el hombre se deben a acciones intencionadas o no intencionadas de los usuarios de la máquina.
2) En función de la ubicación de los fallos, se clasifican en fallos globales y localizados.
La mayoría de los fallos se producen en las partes más débiles del producto, y estas zonas deben reforzarse o modificarse estructuralmente.
3) En función del momento en que se producen los fallos, se clasifican en periodo de rodaje, periodo de uso normal y periodo de desgaste.
A lo largo del ciclo de vida del producto, la probabilidad de que se produzcan fallos es mayor durante el periodo de desgaste.
4) Según el ritmo de aparición de los fallos, éstos se dividen en repentinos y progresivos.
Los fallos repentinos se caracterizan por la ausencia de signos detectables antes del fallo del componente. Por ejemplo, las piezas pueden desarrollar grietas por deformación térmica debido a una lubricación interrumpida, o pueden producirse fracturas de componentes debido a un uso inadecuado de la máquina o a una sobrecarga. Los fallos repentinos son el resultado de diversos factores adversos e influencias externas inesperadas, y su aparición es impredecible y no está relacionada con el tiempo de uso.
Los fallos progresivos, por su parte, son el resultado del deterioro gradual de determinadas piezas de la máquina, lo que provoca que sus parámetros de rendimiento superen el rango admisible. La mayoría de los fallos de equipos mecánicos entran en esta categoría. Las causas de estos fallos están estrechamente relacionadas con el desgaste del material del producto, la corrosión, la fatiga y la fluencia. Estos fallos se producen en las últimas etapas de la vida útil efectiva de un componente, durante el periodo de desgaste, y pueden prevenirse. La probabilidad de que se produzcan estos fallos está relacionada con el tiempo de funcionamiento de la maquinaria.
Existe una relación entre las averías repentinas y las progresivas. Puede decirse que todas las averías son progresivas, ya que los cambios en las cosas siguen un proceso que va del cambio cuantitativo al cualitativo.
5) Los fallos se clasifican en no relacionados y relacionados en función de su correlación.
Las averías no relacionadas son las que no están causadas por el fallo de otras piezas de la máquina. En cambio, los fallos relacionados son los causados por el fallo de otros componentes.
Por ejemplo, la adherencia de un cojinete del cigüeñal en un motor debido a un fallo en el suministro de aceite es un fallo relacionado. Sin embargo, si un fallo en el mecanismo de distribución de las válvulas del motor no está relacionado con un fallo en los componentes de la transmisión, se clasifica como fallo no relacionado.
6) En función de las características externas, los fallos se dividen en visibles y ocultos.
Los fallos visibles son los que se observan a simple vista, como fugas de aceite o agua. Por el contrario, los fallos ocultos son aquellos que no son fácilmente visibles, como la rotura de una válvula del motor.
7) La gravedad de los fallos se divide en fallos completos y parciales.
La gravedad de un fallo se mide por la posibilidad de seguir utilizando el producto. Un fallo completo implica que el rendimiento del producto ha superado un determinado límite, provocando una pérdida total de su función designada. Un fallo parcial indica que el rendimiento del producto ha superado un determinado límite, pero no ha perdido totalmente su función especificada.
8) Los fallos se clasifican en los causados por el diseño, el proceso de producción y el uso.
Las razones de estos fallos incluyen errores de diseño o cálculo que conducen a una estructura del productoLa calidad de los materiales no es la adecuada, los métodos de mecanizado son inadecuados, la precisión del equipo de mecanizado es insuficiente, el montaje no cumple los requisitos técnicos, no se respetan los procedimientos operativos durante el uso o no se realizan las tareas de mantenimiento, transporte o almacenamiento de acuerdo con los requisitos técnicos.
9) En función de las consecuencias, los fallos pueden clasificarse en fatales, graves, generales y leves.
La gravedad de las consecuencias de un fallo se refiere principalmente a su impacto en el conjunto, el sistema, la máquina y la seguridad personal. Los fallos mortales ponen en peligro el equipo y la seguridad personal, provocan el desguace de piezas importantes, ocasionan importantes pérdidas económicas o causan graves daños al medio ambiente circundante.
Los fallos graves pueden provocar daños graves en los componentes principales, afectar a la seguridad de la producción y no pueden eliminarse en poco tiempo ni siquiera con piezas sustituibles.
Los fallos generales provocan una disminución del rendimiento del equipo, pero no provocan daños graves en los componentes principales y pueden eliminarse sustituyendo las piezas consumibles en poco tiempo.
Por lo general, los fallos menores no provocan una disminución del rendimiento del equipo, no requieren la sustitución de piezas y pueden eliminarse fácilmente.
10) En función de las consecuencias, los fallos también pueden clasificarse en fallos funcionales y fallos de parámetros.
Los fallos funcionales son los que impiden que el producto cumpla su función, como que un reductor no gire y transmita potencia, que un motor no arranque o que una bomba de aceite no suministre aceite.
Los fallos de parámetros son los que provocan que los parámetros o características del producto superen el límite permitido, como que una máquina dañe su precisión de mecanizado o no alcance su velocidad máxima.
A la hora de realizar análisis cualitativos o cuantitativos de los fallos, es esencial predefinir los niveles de fallo. Sólo así se podrá juzgar el impacto y las consecuencias de cada modo de fallo en el sistema.
De hecho, la clasificación de los niveles de fallo consiste esencialmente en aplicar el principio del efecto de las consecuencias del fallo en el sistema. Los fallos mortales suelen clasificarse como fallos de Nivel I, los graves como de Nivel II, los generales como de Nivel III y los leves como de Nivel IV.
Los factores considerados para clasificar los niveles de fallo son los siguientes:
En resumen, la clasificación de los niveles de fallo debe tener en cuenta factores como el rendimiento, el coste, el ciclo, la seguridad, etc. Entre ellos se incluye el impacto global del fallo de un componente en la seguridad personal, la finalización de la tarea, las pérdidas económicas y otros aspectos.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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