Tipos de desalineación del motor

La alineación adecuada entre el motor y el equipo accionado es fundamental en las aplicaciones de maquinaria industrial. Una desalineación, incluso de una fracción de milímetro, puede provocar problemas como vibración excesiva, falla prematura de los cojinetes y reducción de la eficiencia, lo que en última instancia da como resultado tiempos de inactividad no planificados y reparaciones costosas. A medida que avanza la tecnología, las técnicas de alineación han evolucionado desde métodos sencillos que utilizan herramientas básicas hasta sofisticados sistemas basados en láser que brindan una precisión incomparable.

En esta publicación del blog, analizaremos en profundidad los tres tipos principales de desalineación del motor: desalineación angular, paralela y combinada. Luego, exploraremos las técnicas de alineación más comunes que se emplean en el campo, desde el simple método de la regla y el calibrador de espesores hasta los sistemas avanzados de alineación láser, y analizaremos las ventajas y limitaciones de cada enfoque.

Tipos de desalineación del motor

La desalineación entre el eje del motor y el equipo impulsado puede provocar una serie de problemas, entre ellos vibración excesiva, falla prematura de los cojinetes, fugas en los sellos y daños en el acoplamiento.

Hay tres tipos principales de desalineación que pueden ocurrir:

Desalineación angular

En la desalineación angular, las líneas centrales del eje motor y del eje impulsado se intersecan, pero no son paralelas. Imagine dos líneas que se cruzan en un ángulo.

Este ángulo de cruce entre los ejes provoca un momento de flexión en el acoplamiento durante cada rotación. El acoplamiento se flexiona constantemente hacia adelante y hacia atrás mientras intenta adaptarse a la desalineación.

La desalineación angular suele deberse a que las máquinas no están en el mismo plano horizontal debido a calces inadecuados o a una base desnivelada. Imagínese una máquina que se encuentra ligeramente más alta que la otra.

La tensión producida por la flexión repetida puede provocar una falla prematura del acoplamiento. También transmite fuerzas cíclicas dañinas a los cojinetes y sellos del motor y del equipo.

Desalineación paralela (desplazamiento)

En el caso de la desalineación paralela, también conocida como desalineación descentrada, las líneas centrales del motor y del eje impulsado son paralelas, pero están desplazadas entre sí. Imagine dos líneas que están en el mismo plano, pero que no se cruzan.

Este desfase entre los ejes hace que el acoplamiento se estire y se comprima constantemente a medida que gira, como un acordeón. El acoplamiento siempre está tratando de compensar el espacio entre los ejes.

La desalineación paralela suele deberse a que el motor y el equipo accionado se desplazan horizontalmente entre sí. Esto puede deberse a una colocación incorrecta durante la instalación o a un desplazamiento de la base.

El estiramiento y la compresión constantes del acoplamiento debido a la desalineación paralela aceleran el desgaste. Además, colocan cargas de tracción y compresión alternas sobre los ejes, los cojinetes y los sellos con cada rotación.

Desalineación de combinación

En el mundo real, la mayoría de las desalineaciones de ejes son una combinación de desalineaciones angulares y paralelas. El eje del motor está en ángulo con respecto a la línea central del eje impulsado y también hay un desfase entre ellos.

La desalineación combinada incorpora los efectos nocivos de la desalineación angular y paralela. El acoplamiento sufre tanto la distorsión angular como el desplazamiento axial simultáneamente a medida que gira.

Al igual que con los tipos de desalineación individuales, la desalineación combinada puede surgir de una instalación imprecisa, cimientos degradados o calces inadecuados. Somete a todo el sistema mecánico a tensiones cíclicas perjudiciales.

Técnicas de alineación motora

Método de borde recto y galga de espesores

Uno de los más básicos Alineación del motor Los métodos utilizan herramientas sencillas: una regla y un juego de calibradores de espesores. El borde recto, que suele ser una regla de metal rectificada con precisión, se coloca a lo largo del acoplamiento que conecta el motor al equipo accionado. A continuación, se utilizan calibradores de espesores, que son hojas metálicas delgadas de espesores precisos, para medir los espacios entre las caras del acoplamiento y el borde recto.

Al tomar medidas en la parte superior, inferior y laterales del acoplamiento, tanto del lado del motor como del lado del equipo, se puede determinar el desfase y la desalineación angular. Luego se agregan o quitan calzas debajo de las patas del motor o del equipo para alinear las mitades del acoplamiento según las especificaciones del equipo. El método de la regla y el calibrador de espesores puede ser eficaz para algunas aplicaciones, pero su precisión es limitada, especialmente para equipos que requieren una alineación precisa.

Método del indicador de cuadrante

Un avance en precisión con respecto a los bordes rectos y los calibradores de espesores es el método de alineación con indicador de cuadrante. Los indicadores de cuadrante son herramientas de medición con un émbolo que mueve la cara del cuadrante para mostrar el desplazamiento, generalmente en incrementos de 0,001 pulgadas o más finos.

Para realizar la alineación, se montan un par de indicadores de cuadrante en soportes fijados a una mitad del acoplamiento. Los émbolos se colocan de modo que entren en contacto con la cara y el borde de la otra mitad del acoplamiento. A medida que los ejes giran juntos, los indicadores de cuadrante muestran la cantidad de desfase o desalineación angular en varias posiciones, lo que se puede registrar en una hoja de datos de alineación.

Se realizan calces y ajustes en el motor o el equipo hasta que los indicadores de cuadrante muestran que el acoplamiento está alineado dentro de la tolerancia durante una rotación completa. Si bien requiere más tiempo que el método de borde recto, la alineación con indicador de cuadrante proporciona una mayor precisión adecuada para muchas aplicaciones industriales. Sin embargo, los tramos largos entre el motor y el equipo pueden reducir la precisión.

Sistemas de alineación láser

Para lograr la máxima precisión, los sistemas de alineación láser son la técnica preferida. Estos sistemas utilizan transmisores y receptores láser montados en los ejes del motor y del equipo. El transmisor láser emite un plano o línea de luz láser que es captada por el receptor.

Un software especial analiza las lecturas del láser durante la rotación completa del eje para calcular la angularidad vertical y horizontal y la desalineación. Luego, proporciona una lectura visual que muestra exactamente cuánto y dónde se necesitan calzas o ajustes para alinear los ejes con precisión.

La principal desventaja de la alineación láser es el mayor costo inicial del equipo. Sin embargo, para aplicaciones de precisión donde la alineación es fundamental, la inversión puede resultar rentable en una mayor vida útil del equipo, una menor vibración y ahorros en mantenimiento a lo largo del tiempo. Muchos sistemas láser también ofrecen capacidades adicionales, como mediciones geométricas de orificios de turbinas y guías de máquinas herramienta.