05. Susani LA Manutenzione PDF

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Materiale informativo per l'esame orale di abilitazione alla professione di Ingegnere...

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Politecnico di Milano Ordine Ingegneri della Provincia di Milano LA MANUTENZIONE DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI

LA MAUTENZIONE

LA MANUTENZIONE Il termine “manutenzione”, dal latino definisce una sorta di “manipolazione”, un intervento attivo su un sistema funzionante, che ne sospende momentaneamente il funzionamento, allo scopo di riparare, modificare, migliorare, aggiornare gli elementi che lo compongono. Per “sistema funzionante” intendiamo una macchina, un impianto, un dispositivo qualsiasi. Nella conduzione di un impianto industriale si deve tener conto di interventi di manutenzione periodici, che comportano inevitabili interruzioni della produzione, possibilmente programmate, la cui durata deve essere ridotta al minimo per ovvie esigenze economiche.

LA MANUTENZIONE L'acquisto di una nuova autovettura, o di una qualsiasi apparecchiatura, normalmente comporta la consegna da parte del fornitore di un “libretto d'uso e manutenzione”. Durante una navigazione in Internet può a volte capitare di imbattersi nel messaggio “sito in manutenzione”; in questo caso si tratta di interventi fatti dal gestore, sia in campo hardware (sostituzione di componenti, schede, etc.) che software (cambio o aggiornamento di programmi...). La manutenzione ha sempre un fine migliorativo, sia che si tratti di rimettere in funzione un sistema andato fuori servizio per guasto, sia che si tratti di migliorarne le prestazioni.

MANUTENZIONE – DEFINIZIONI

Di seguito diamo alcune definizioni di MANUTENZIONE. La sequenza può apparire ridondante, ma consente un approccio graduale all'argomento che vogliamo trattare.

LA MANUTENZIONE

LA MANUTENZIONE Tutte e 4 le definizioni contengono il concetto base di “eventuale ripristino e conservazione di un complesso produttivo”. C'è però una costante evoluzione: la manutenzione, vista inizialmente come puro “intervento”, diviene “funzione aziendale”,” aspetto irrinunciabile della gestione”, “scienza che finalizza le attività umane”.

L'OGGETTO DELLA MANUTENZIONE Finora si è parlato di macchine, impianti, sistemi, unità produttive. D'ora in avanti verrà usato esclusivamente il temine “macchina”, che comprende tutti i concetti sopra enunciati. Sintetizzando: “Una macchina è un sistema, generalmente complesso, in grado di compiere un determinato lavoro”. ( S. Cinquemani, corso “L'ingegnere e la sua professione”).

AFFIDABILITA' Requisito fondamentale di una macchina è l'AFFIDABILITA': La certezza di corretto funzionamento che una macchina può dare in base alle sue caratteristiche tecniche e di fabbricazione. La caratteristica di una macchina di funzionare senza guastarsi. L'idea che una macchina sia idonea per l'impiego nel tempo. La probabilità di corretto funzionamento di una macchina, per un certo periodo di tempo, in determinate condizioni ambientali e di servizio per le quali è stata progettata.

GUASTO Il “corretto funzionamento” di una macchina può essere impedito da un “guasto”, che si può intendere come: Danno o rottura che compromette il regolare funzionamento della macchina. Annullamento delle normali capacità di funzionamento e rendimento. I guasti possono essere di svariatissimi tipi, p.e. MECCANICI ( sollecitazioni eccessive, fatica, shock termici, corrosione...); ELETTRICI ( corto circuito, sbalzi di tensione, eccessivo assorbimento di corrente...).

GUASTO/AFFIDABILITA'

Combinando il concetto di”guasto” con quello di “affidabilità”, possiamo ottenere un'espressione analitica di quest'ultima.

AFFIDABILITA' R(t) = e-λt Dove: * R (reliability)= affidabilità * λ= tasso di guasto casuale ( numero di guasti nell'unità di tempo di riferimento) * t = vita utile ( tempo di impiego per il quale è in discussione l'affidabilità

Pertanto si può definire l'AFFIDABILITA' come la PROBABILITA' che una macchina, caratterizzata da un tasso di guasto costante λ, non vada fuori servizio ( in avaria) nel corso del tempo di impiego.

Come si nota, trattandosi di una funzione ad esponente negativo, questa, ovviamente assumerà valori tanto più bassi quanto più alto sarà λ (n di guasti nell'unità di tempo), e quanto più “lungo” sarà il tempo preso in considerazione.

AFFIDABILITA' DI SISTEMI COMPLESSI

L'AFFIDABILITA' DI SISTEMI COMPLESSI ( DI N MACCHINE) DIPENDE DA QUELLA DELLE SINGOLE MACCHINE CHE LA COMPONGONO

SISTEMI COMPLESSI •SCHEMA DI SISTEMA COMPLESSO

A

B

C A1

B1

SISTEMI COMPLESSI Lo schema rappresenta uno dei tanti sistemi complessi possibili: se A e B svolgono le stesse funzioni di A e B l'eventuale guasto di un'unità, pur provocando un 1 1 rallentamento del processo, non ne compromette il funzionamento. Abbiamo però un'alterazione dell'affidabilità perché le prestazioni del complesso risultano ridotte.

LA VITA DELLA MACCHINA può essere schematizzata efficacemente dal diagramma detto “a vasca da bagno”, presentato nel 1972 a Wiesbaden al 1 congresso dell'European Federation of National Maintenance Societies. Sull'asse delle ascisse è riportato il tempo, e su quello delle ordinate il numero di guasti nell'unità di tempo.

IL DIAGRAMMA “VASCA DA BAGNO”

IL DIAGRAMMA “VASCA DA BAGNO” Osservando il ramo iniziale della curva si nota che quando la macchina entra in funzione il numero di guasti è elevato, ma decresce rapidamente. Si tratta della fase cosiddetta di “mortalità infantile”: i guasti sono dovuti a errori di progettazione, o all'inadeguatezza delle tecniche di costruzione e di controllo della qualità. Possono essere evitati, o quanto meno ridotti di numero, in sede di progettazone, di produzione o di montagggio.

GARANZIA Si noti che le macchine vengono normalmente vendute con la protezione di una garanzia, limitata ad alcuni anni dall'entrata in funzione, per tutelare gli acquirenti dai danni economici che potrebbero derivare dalle fermate per guasti iniziali.

IL DIAGRAMMA “VASCA DA BAGNO” Il ramo successivo della curva ha un andamento parallelo all'asse delle ascisse. Si tratta della fase di “vita utile “ della macchina : il numero di guasti si mantiene basso. Si tratta di “guasti casuali”, che in parte si possono prevenire con un'accurata conduzione , introducendo in sede di progettazione degli adeguati coefficienti di sicurezza, e programmando degli opportuni interventi di manutenzione.

IL DIAGRAMMA “VASCA DA BAGNO” Il ramo finale ha un andamento quasi speculare rispetto all'inizale: il numero dei guasti torna a crescere rapidamente, finché la macchina non va fuori uso. Siamo nella fase dei “guasti per usura”. Col termine “usura” si intende “fatica”, “logoramento”,... conseguenze dell'invecchiamento della macchina.

REGOLE D’AFFIDABILITÀ LE 4 REGOLE BASE PER AUMENTARE L’AFFIDABILITÀ DI UNA MACCHINA: ACCURATA PROGETTAZIONE CORRETTA COSTRUZIONE RIGOROSO COLLAUDO OPPORTUNA

LA MANUTENZIONE : DANNO ECONOMICO (MANCATA PRODUZIONE) DANNO ALLA PERSONA (INFORTUNIO) DANNO ALLA POPOLAZIONE/AMBIENTE (INQUINAMENTO, BLACK-OUT) CATASTROFE (INCIDENTE AEREO, ESPLOSIONE DI UN IMPIANTO)

LA MANUTENZIONE

MA COME PUÒ ESSERE LA MANUTENZIONE?

MANUTENZIONE ORDINARIA

Si esegue secondo un programma stabilito e prevede interventi, in genere di routine, a intervalli regolari.

MANUTENZIONE STRAORDINARIA Ha il carattere dell'eccezionalità, comporta la riparazione o sostituzione di parti essenziali della macchina, con un tempo di fuori servizio anche piuttosto lungo.

MANUTENZIONE ORDINARIA Restando nel campo della MANUTENZIONE ORDINARIA, possiamo distinguere diversi tipi di interventi, dipendentemente dalle condizioni e dalle modalità secondo le quali vengono programmati ed effettuati.

MANUTENZIONE PREVENTIVA Prendiamo innanzi tutto in considerazione la “famiglia “ della MANUTENZIONE PREVENTIVA A) TMB: TIME BASED MAINTENANCE, cioè la manutenzione finalizzata a prevenire guasti che comporterebbero la fermata improvvisa della macchina, con i conseguenti danni economici per la produzione.

MANUTENZIONE STATISTICA A/1 Manutenzione Statistica: pianificata in base a rilievi media dei dei singoli componenti dellla macchina.

sulla vita

Ovviamente presuppone il possesso di dati storici ricavati dall'osservazione della vita della macchina.

MANUTENZIONE PREDITTIVA A/2 Manutenzioe Predittiva (CBM: CONDITION BASED MAINTENANCE): si basa sul monitoraggio continuo di determinati fenomeni che possono verificasi durante il funzionamento della macchina. Per esempio: controllo delle vibrazioni analisi dell'olio lubrificante misura della temperatura di determinati organi misura del consumo (combustibili, en. elettr.) misura della rumorosità …............................ Si interviene quando uno di questi parametri supera un limite stabilito.

MANUTENZIONE OPPORTUNISTICA

A/3 MANUTENZIONE OPPORTUNISTICA: si effettua in tempi nei quali non è richiesta la disponibilità della macchina per la produzione.

MANUTENZIONE INCIDENTALE Nella famiglia delle “manutenzioni non preventive”:

B/1: MANUTENZIONE INCIDENTALE: BREAK DOWN MAINTENANCE (“A GUASTO”). La macchina viene lasciata funzionare finché non si verifica un guasto. Dal punto di vista dei costi di manutenzione, a volte potrebbe risultare più economica della preventiva, ma bisogna sempre tener conto dei rischi di danno alla produzione.

MANUTENZIONE MIGLIORATIVA

B/2: MANUTENZIONE MIGLIORATIVA (PROATTIVA): ha lo scopo di migliorare le prestazioni della macchina.

MANUTENZIONE PRODUTTIVA

T. P. M.:TOTAL PRODUCTIVE MAINTENANCE (Seiichi Nakajima, Toyota, anni ’70 -’80) Insieme di azioni volte alla prevenzione,al miglioramento continuo e al trasferimento di funzioni elementari di manutenzione al conduttore dell’impianto, avvalendosi del rilevamento di dati e della diagnostica dell’entità da mantenere

LA MANUTENZIONE FARE MANUTENZIONE, PERTANTO, NON SIGNIFICA SOLTANTO INTERVENIRE SECONDO NECESSITA’ PER CORREGGERE UN GUASTO, MA ANCHE, E SOPRATTUTTO, TRASFERIRE AL CONDUTTORE DELL’IMPIANTO E AL PROGETTISTA LE INFORMAZIONI RACCOLTE IN MODO CHE VENGA REALIZZATA UNA MACCHINA SEMPRE PIU’ AFFIDABILE

LA MANUTENZIONE *

L'INGEGNERE DI MANUTENZIONE Nell'organizzazioni industriale l'ingegnere di manutenzione non si colloca specificamente né nella produzione, né nella progettazione; il suo contributo consente alla prima di migliorare i propri risultati, e alla seconda di evolvere costantemente nell'innovazione.

L'INGEGNERE DI MANUTENZIONE ASSICURA LA CONTINUITÀ DEL PROCESSO PRODUTTIVO CONTRIBUISCE ALLA PROGETTAZIONE FORNENDO TUTTE LE INFORMAZIONI E I SUGGERIMENTI NECESSARI PER IL MIGLIORAMENTO DELLA QUALITÀ DELLE APPARECCHIATURE,PER LA CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI E PER LA PREVENZIONE DEI GUASTI

DISPONE DI UNA PREPARAZIONE TECNICA LA PIÙ AMPIA POSSIBILE DISPONE DI UN’ELASTICITÀ MENTALE CHE GLI PERMETTE DI MUOVERSI CON DISINVOLTURA NELLE SITUAZIONI PIÙ DISPARATE...