La correcta alineación 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, fallos prematuros de los rodamientos y una menor eficiencia, lo que a la larga resulta en paradas imprevistas y costosas reparaciones. Con el avance de la tecnología, las técnicas de alineación han evolucionado desde métodos sencillos con herramientas básicas hasta sofisticados sistemas láser que proporcionan una precisión inigualable.
En esta entrada del blog, analizaremos en profundidad los tres tipos principales de desalineación de motores: angular, paralela y combinada. A continuación, exploraremos las técnicas de alineación más comunes, desde el sencillo método de regla y galga de espesores hasta los sistemas avanzados de alineación láser, analizando las ventajas y limitaciones de cada método.
Tipos de desalineación del motor
La desalineación entre el eje del motor y el equipo impulsado puede provocar una serie de problemas, entre los que se incluyen 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 motor y del eje impulsado se intersecan, pero no son paralelas. Imagine dos líneas que se cruzan en ángulo.
Este ángulo de cruce entre los ejes genera un momento de flexión en el acoplamiento durante cada rotación. El acoplamiento se flexiona constantemente hacia adelante y hacia atrás para compensar la desalineación.
La desalineación angular suele deberse a máquinas que no están en el mismo plano horizontal debido a calces inadecuados o a una base desnivelada. Imagine una máquina ligeramente más alta que la otra.
La tensión causada por la flexión repetida puede provocar una falla prematura del acoplamiento. Además, transmite fuerzas cíclicas dañinas al motor y al equipo. cojinetes y sellos.
Desalineación paralela (desplazamiento)
En la desalineación paralela, también conocida como desalineación descentrada, las líneas centrales del motor y del eje accionado son paralelas, pero están desplazadas entre sí. Imagine dos líneas que están en el mismo plano, pero no se intersecan.
Este desfase entre los ejes provoca que el acoplamiento se estire y comprima constantemente al girar, como un acordeón. El acoplamiento siempre intenta compensar la separación entre los ejes.
La desalineación paralela suele deberse a que el motor y el equipo accionado se desplazan horizontalmente entre sí. Esto podría 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, imponen cargas alternas de tracción y compresión sobre los ejes, cojinetes y sellos con cada rotación.
Desalineación de combinación
En la práctica, la mayoría de las desalineaciones de ejes son una combinación de desalineación angular y paralela. El eje del motor forma un ángulo con respecto a la línea central del eje accionado y existe un desfase entre ambos.
La desalineación combinada incorpora los efectos perjudiciales de la desalineación angular y paralela. El acoplamiento sufre distorsión angular y desplazamiento axial simultáneamente al girar.
Al igual que con los tipos de desalineación individuales, la desalineación combinada puede deberse a una instalación imprecisa, cimientos degradados o calces inadecuados. Somete todo el sistema mecánico a tensiones cíclicas perjudiciales.
Técnicas de alineación motora
Método de borde recto y calibre de espesores
Uno de los métodos más básicos de alineación de motores utiliza herramientas sencillas: una regla y un juego de galgas de espesores. La regla, generalmente una regla metálica rectificada con precisión, se coloca sobre el acoplamiento que conecta el motor al equipo accionado. Las galgas de espesores, que son hojas metálicas delgadas de grosor preciso, se utilizan para medir cualquier espacio entre las caras del acoplamiento y la regla.
Al tomar medidas en la parte superior, inferior y laterales del acoplamiento, tanto del lado del motor como del equipo, se puede determinar el desplazamiento y la desalineación angular. Posteriormente, se añaden o retiran 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 la galga de espesores puede ser eficaz en algunas aplicaciones, pero su precisión es limitada, especialmente en equipos que requieren una alineación precisa.
Método del indicador de cuadrante
El método de alineación con reloj comparador ofrece una mayor precisión que las reglas y las galgas de espesores. Los relojes comparador son herramientas de medición con un émbolo que mueve la esfera para mostrar el desplazamiento, generalmente en incrementos de 0.001 pulgadas o menos.
Para realizar la alineación, se montan dos relojes comparadores en soportes fijados a una mitad del acoplamiento. Los émbolos se posicionan de forma que toquen la cara y el borde de la otra mitad del acoplamiento. A medida que los ejes giran juntos, los relojes comparadores muestran el grado de desalineación angular en diversas posiciones, lo cual puede registrarse en una hoja de datos de alineación.
Se aplican calzas y ajustes al motor o equipo hasta que los indicadores de carátula 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 indicadores de carátula proporciona una mayor precisión, ideal para muchas aplicaciones industriales. Sin embargo, las distancias largas 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, así como la desalineación. A continuación, proporciona una lectura visual que muestra con precisión la cantidad y el lugar de las cuñas o ajustes necesarios 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 crucial, la inversión puede resultar rentable con una mayor vida útil del equipo, menor vibración y ahorros en mantenimiento a largo plazo. Muchos sistemas láser también ofrecen capacidades adicionales, como mediciones geométricas de orificios de turbinas y guías de máquinas herramienta.
