4 Marcha Ensayo

Tema 4Instalación y puesta en servicio de motores

Comprobación de motores

ÍNDICE

1. Generalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12. Instalación y puesta en servicio de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63. Alineación del motor con la máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104. Máquinas de corriente alterna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155. Máquinas de corriente continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156. Motores con anillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157. Inducido de motores para corriente continua y universales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168. Comprobación de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179. Chapa de características de los motores y generadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Curso Virtual: Electricidad Industrial

Módulo 3 Tema 4 Instalación de motores, ensayos Página 1 de 18

Tema 4

Instalación y puesta en servicio de motoresComprobación de motores

1. GENERALIDADES

Los motores, junto con las dinamos y los alternadores son máquinas rotativas. Todaslas máquinas rotativas tienen una parte común que las igualan: los cojinetes, sobre losque se apoyan los extremos de los ejes.

En la figura 1 se muestra la tapa de un motor y las piezas que mantienen en su posiciónde trabajo el rodamiento del rotor.

Figura 1 DESPIECE DE LA TAPA Y RODAMIENTO



En la figura 1, y de izquierda a derecha, se observa:

1. Aro de tope interior con cuatro roscas2. Rodamiento a bolas3. Prensa estopa4. Arandela de presión5. Tapa del motor6. Aro topón exterior7. Prensa estopa8. Tornillo de sujeción

Mediante el apriete de los cuatro tornillos, se consigue colocar el cojinete en sualojamiento exacto, centrado con la tapa. Si uno de estos cuatro tornillos, se queda flojo,la grasa del cojinete escapa impulsado por la fuerza de rotación de las bolas, estoprovocará faltas de engrase, calentamiento del rodamiento y deterioro. Se nota estedeterioro por el ruido que provoca el roce directo de las bolas en su rodadura, al faltarlela fina capa de grasa, se dice entonces que las bolas están cuadradas, una forma muyexagerada de expresar que hay que reponer el cojinete con otro nuevo.

Si los tornillos de sujeción del cojinete se aprietan demasiado, se corre el peligro depasar la rosca. Una rosca pasada produce el mismo efecto que un tornillo flojo.

Figura 2 ESTATOR DE MOTOR TRIFÁSICO

Las tapas de un motor, se colocan golpeandolas con martillo de bocas de nailon, paraevitar partirlas, la tapa debe de asentar bien en todo su perímetro, y frente a los taladrosroscados donde meter los tornillos de apriete. La tapa suele tener posición del ladosuperior y el interior, también se distingue la tapa delantera de la posterior.



Cuando sé desmontar un motor, se suele dar un granetazo en la tapa delantera y en elestator, justo al lado del primer granetazo, luego en la tapa trasera se dan dosgranetazos y otros dos en el estator justo al lado. De esta forma al montar, no habráerror de posiciones.

En la figura 2 se muestra el estator con las dos tapas quitadas y se puede observar queno existe diferencia entre el lado de la polea y el lado del ventilador. En la figura 3 esfácil ver con qué facilidad se puede confundir las tapas.

Figura 3 ESTATOR Y TAPAS DEL MOTOR

El inducido de un motor de coriente alterna, de rotor en jaula de ardilla, tiene unasaletas que hacen de ventilador (figura 4)

Figura 4 INDUCIDO DE JAULA DE ARDILLA



En la figura puede observase como el eje tiene distintos diámetros, con ello se consigueque los cojinetes ocupen siempre su lugar exacto. También se puede observar elfresado para la colocación de la chaveta, una larga para la polea y otra corta en elextremo opuesto del eje para el ventilador exterior.

Además de las pequeñas aletas del inducido, que sirven de ventilador interior, existeotro ventilador principal, más potente, que refrigera el bobinado. Cuando el motor escerrado, no es posible refrigerarlo con ventilador interior, entonces se construye demayor diámetro y se cubre con una chapa de forma que el aire ventile las aletas delestator.

Figura 5 DIVERSOS INDUCIDOS Y VENTILADORES

En la figura 5 se observa el despiece de diversos rotores y la tapa motor con distintostipos de ventiladores



Otra característica común de las máquinas rotativas, es la caja de bornes, en la figura6 se observa una caja de bornes de un motor trifásico con los puentes en conexióntriángulo

Figura 6 CAJA DE BORNES CON PUENTES EN CONEXIÓN TRIÁNGULO

Modernamente, los motores llevan sistemas de protección para cuando el bobinado secaliente, se desconecte antes de que se queme. Este sistema es complementario delrelé térmico y no viene a sustituirlo, la caja de bornes es similar a la de la figura 7, enla que puede observase cierta diferencia con la anterior

Figura 7 CAJA DE BORNES DE UN MOTOR MODERNO



2. INSTALACIÓN Y PUESTA EN SERVICIO DE MOTORES

Nociones de mecánica para electricista

Los motores eléctricos, aparte de las condiciones de arranque y funcionamientoeléctrico, han de cumplir unas condiciones mecánicas, de estabilidad y seguridad.Como toda máquina rotativa debe de estar bien sujeto en su anclaje y la transmisión delmotor a la máquina ha de hacerse en perfectas condiciones, sin vibraciones nioscilaciones. Conseguir que esto sea así es misión del mecánico electricista, que,aparte de conocer la técnica del electricista, ha de conocer los principios de lamecánica.

La sujeción de los motores se efectúa con tornillos generalmente de cabeza hexagonal,arandela y tuerca, y en algunos casos, contratuerca. En la figura 8, se muestra lasdiferencias más comunes que define a la tuerca y el tornillo.

Figura 8 TORNILLOS TUERCAS Y ARANDELAS

Roscas

La denominación del tornillo se hace por la medida de la rosca y el largo del tornillo (ej.Métrico 4 x 45), luego se añade el tipo de cabeza, en este caso hexagonal.

La tuerca se denomina sólo por la rosca, la medida entre caras no se especifica, sefabrica con arreglo a unas medidas que se adaptan las de las llaves que se usa enmecánica.



Para evitar que la tuerca se afloje debido a las vibraciones, se usa la contratuerca.

Las arandelas se llaman planas, sin son lisas. Cuando la arandela tiene estrías o sonen forma de muelle de una sola vuelta se denominan de presión, estas estrías “seclavan” en la tuerca y evitan que el la tuerca se afloje con la vibración.

El motor se fija siempre con tornillos, pues de otra forma no se podría desmontarfácilmente, convine saber que hay varios tipos de roscas, y que si la tuerca no tiene elmismo paso de rosca que el tornillo, entonces no rosca, anque entre un poco, llega unmomento que se frena y no entra más aunque se obligue. Apretando con una lleve, seconsigue que entre unos milímetros más, pero no debe de insistirse, porque se correel peligro de “pasar la rosca”. Una rosca está pasada cuando la punta del filete de roscase descabeza, quedando plana la rosca y por tanto, sin aprieto.

Existen varios tipos de rosca, el más dominante es el llamado “métrico” o “métrica”,donde la rosca es proporcional al diámetro del tornillo en milímetros. La rosca que lesigue es el sistema Whitworth, pero también existen otros sistemas de rosca comoson:

< Métrico sistema internacional (S.I.)< Whitworth< Rosca fina sistema internacional (I.S.A.)< Rosca corriente sistema internacional (I.S.A.)< Rosca corriente Whitworth B.S.W.< Rosca de gas Whitworth B.S.P.< Rosca americana Sellers (U.S.S.)< Rosca British Association B.A. para relojería< Rosca para bujía de automóviles< Rosca Edison para lámparas y tapones fusibles< Rosca para grifos (ADM. F)< Rosca “Briggs” para tubos de gas y agua< Rosca C.E.I para bicicletas y motos< Rosca S.A.E. (Standard) para aviación< Rosca Lowenherz para instrumentos de óptica< Rosca Stauffer para engrasadores



Hallar el paso de rosca

La similitud de los diámetros de roscas hace caer en el error, por lo que se debe decomprobar el paso de rosca. Para el paso de rosca, existen las galgas de rosca, enforma de peine figura 9

Figura 9 GALGA PARA MEDIR PASO DE ROSCA

Se procede como se indica en la figura 10, teniendo la precaución de limpiar antes muybien la basura o grasa acumulada en el fondo de rosca

Figura 10 COMPROBANDO QUE EL PASO DE ROSCA ES

La comprobación de la rosca con el peine se hace mirando al trasluz el asentamientode la galga sobre el tornillo a todo el largo del peine de modo que no se vea ninguna luz(ver figura 11)

Figura 11 a PASO MENOR; b PASO MAYOR



Suponiendo que entre dos peines consecutivos ocurra lo que se aprecia en la figura 11en que no coincide el paso exactamente, uno por ser menor y otro por mayor, estoquiere decir que la rosca es otro sistema de rosca distinto.

Figura 12 GALGAS SISTEMA WHITWORTH

Figura 13 GALGAS SISTEMA MÉTRICO UNIVERSAL

Orden de apriete para sujeción de un motor

La sujeción de un motor suele hacerse con cuatro tornillos, el tornillo debe de tenerel mismo diámetro que el agujero de las “patas” del motor. Utilizar un tornillo de lamitad del diámetro que el taladro hace que el motor pueda tener holgura, que cabeceey se mueva. En el asentamiento de un motor a su base se suelen utilizar comosuplementos de altura unas finas placas de hierro o acero, de forma que antes deapretar el motor se vea que no “cojea”. Caso de que no asiente bien, a lo mejor solohace falta suplementar una sola de las cuatro patas, a veces dos del mimo lado y otrasveces puede ser de lados opuestos. En todo caso, para comprobar esto será necesariotener los cuatro tornillos de sujeción colocados, pero sin apretar del todo, una vezafianzado el motor se procederá al apriete, pero uno por uno, sino los cuatro al mismotiempo; esto se consigue alternando de un tornillo al de enfrente y cambiando de unoa otro hasta conseguir él apriete máximo de todos los tornillos, siguiendo la disposiciónde cruz.

Figura 15 ORDEN DE APRIETE DE TORNILLOS



En la figura 15 se ve que el primer tornillo que debe de apretarse es el que esté masalto, para que ayude a soportar el peso. No se aprieta nunca hasta el final, se deben detener todos los tornillos colocados y semi apretados, el siguiente tornillo es el de abajomás alejado al primero, luego cruzando siempre, se va alternado uno de arriba con otrode abajo, hasta que se llega de nuevo el primero. Entonces se aprieta definitivamentetodos. Esta forma de proceder garantiza que la unión es plana y completa; De no seguirun orden de flechas cruzadas puede ocurrir, que el motor, quede un lado más levantadoque del otro, y cuando comience a trabajar las correas se desgastarán más rápidamentede lo previsto debido a un roce lateral, o en caso de engranajes los dientes se partiráno al menos producirán chirridos debido al la pequeña inclinación del motor en su asiento

3. ALINEACIÓN DEL MOTOR CON LA MÁQUINA

Tanto el motor como la máquina se colocan sobre vigas de hierro, que sirven de baseal conjunto, a esta base se le llama “bancada” (figura 16). En montajes antiguos, lasbancadas se anclaban al suelo por medio de largos pernos asegurados con cemento.Hoy día, las bancadas llevan unas gomas antideslizantes que hace innecesario tomarotras precauciones, la máquina no se moverá.

Figura 16 PUNTOS DE INTERÉS DE UN MONTAJE



La máquina de fábrica viene perfectamente alineada, y no es preciso hacer ajustes.Estos ajustes habrá que hacerlos si se desmonta el motor para una reparación o si sesustituye por otro. Al colocar el motor se ha de tener cuidado que todas las correasquede tensas y rectas. Los principales defectos de un montaje son:

Motor desplazado lateralmente

Si el motor está desplazado lateralmente, la correa en vez de trabajar sobre su centro,lo hará lateralmente, produciendo desgaste lateral de uno solo de los lados, por lo quese desgastará a doble velocidad de lo previsto y además la transmisión patinará,impidiendo que la máquina marche a su velocidad normal.

Correas flojas

Normalmente las correas suelen tener un tensor, que como en el caso de las lavadorassuele ser el propio peso del motor, pero en el caso de la figura 8 el tensado de lascorreas se hace quitando los suplementos del motor y aumentandolo en la base de lamáquina, las correas flojas producen frenado de la máquina y desgaste de las correas,se nota porque interiormente la correa brilla mucho.

Correas muy tensas

Cuando el tensor de las poleas está muy apretados, los ejes tienden a doblarse, loscojinetes trabajan con dificultad y se suelen partir, una correa demasiado tensa, tambiénsuelen partirse, aunque lo normal es que estropee antes el cojinete que la correa, poreso, cuando se coloca un nuevo rodamiento, conviene cerciorarse si la correa estáconvenientemente apretada. Una correa muy tensa puede producir vibraciones, debidoa que dobla los ejes, por esto se parten los cojinetes.

Sentido de la marcha

En toda máquina, incluso en aquellas que tienen doble sentido de giro, existe juntoal motor, o junto al volante principal, una flecha pintada sin letrero alguno, paraindicar cual es el sentido en que ha de girar el motor en la primera posición delinterruptor de marcha (figura 9). Cuando se conecta por primera vez el motor trifásico,se da marcha durante unos segundos, para comprobar que el giro es correcto y una vezcerciorado se para, se cierran todas las protecciones y ya está lista la máquina parahacer la primera prueba.

Chavetera

El movimiento del motor se transmite a la máquina a través de su eje, generalmente pormedio de una polea, otras veces, se utiliza un engranaje, tanto en el primer caso comoen el segundo hace falta que la polea o engranaje no patine sobre el eje del motor.



Para conseguir que entre el eje y el sistema de transmisión utilizado no hayadeslizamiento, se coloca una especie de cuña que hace solidarias estas dos piezas. Aesta pieza se le llama chaveta, y al alojamiento donde se coloca chavetera o chavetero.

La chaveta, no es en forma de cuña, sino de caras planas y paralelas. Es muyimportante que esta pieza no se pierda, en todo motor nuevo viene incluida la chaveta,cuya forma más común es la de figura 17.

Figura 17 CHAVETERO Y CHAVETA

Existen otras formas de chaveta, como las de tacón, de la figura 18

Figura 18 CHAVETA DE TACÓN



Otras formas menos frecuentes son las chavetas que se emplean en los ejes detransmisión de grandes potencia, como por ejemplo en los grupos electrógenos, muysimilares al palier de un vehículo con chavetas paralelas

Figura 19 CHAVETAS PARALELAS

Aún menos frecuente son las chaveteros en V, como el de la figura 20

Figura 20 CHAVETERO EN V

Tanto unos como otros, lo que se pretende es que no existan deslizamientos entre elmotor y la máquina. Los chaveteros en V, suelen llevar entre el eje del motor y el eje dela máquina un taco de goma sintética que absorba las vibraciones que se producenen los arranques y paradas, a fin de evitar ruidos de golpeteo que se suelen originar,incluso en la marcha normal.



Holgura de las correas

El fabricante indica, en el libro de mantenimiento, la forma de medir la holgura de lascorreas (figura 21), no todas tiene el mismo juego de espacio, a mayor distancia entrevolante y motor, corresponde mayor holgura. Cuando la correa es muy corta apenastiene recorrido, pero todas deben de permitir que al apretarla en el centro del vano entrepoleas, al menos se mueva un poco, caso de no moverse nada sin duda estádemasiado tensa.

Figura 21 HOLGURA DE UNA CORREA DE TRANSMISIÓN

Puesta en servicio

El libro de instrucciones indica como se hace la primera prueba, hay máquinasque no pueden funcionar en vacío porque se deteriora, como ocurre con losmicroondas, y las bombas de agua; otras máquinas deben de arrancar siempre envacío, y una vez pasado el período de arranque, que suele ser de escasos minutos(menos de cinco) entonces se mete en carga. En caso de que se observe que lamáquina no hace bien el trabajo, compruebese, antes de nada, que no trabaja ensentido inverso al previsto.

Comprobado que el funcionamiento mecánico es el correcto, se puede pasar a verificarconsumos y ajustar los relés térmicos al consumo con carga de trabajo arendimiento normal.

Después de un período de prueba se deben de verificar toda la tornillería que se hatenido que utilizar en el montaje, para cerciorarse de que no ha quedado ningún tornillomal apretado, también las conexiones de los conductores de corriente.



4. MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA

La característica principal de los motores de corriente alterna es que necesitan unmantenimiento mecánico mínimo, el engrase, aunque hoy día ni siquiera necesitanengrase, al estar formado por cojinetes «empaquetados».

El mantenimiento eléctrico, no reviste ninguna diferencia con el de cualquier otrosistema eléctrico, como apriete, secciones o aislamientos.

5. MÁQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA

A los cuidados antes descritos se añaden los derivados de la existencia de lasescobillas, que se desgastan y es necesario reponerlas por otras de similarescaracterísticas.

Las escobillas usadas corrientemente (figura 22) son electrografíticas ymetalografíticas.

Las escobillas electrografíticas están construidas de carbón y un aglomerante, que,mediante un recocido al horno eléctrico, se transforma en grafito artificial.

Las escobillas metalografíticas son una mezcla de carbón, grafito, cobre y otrosmetales, todos ellos finamente pulverizado y aglomerado en un proceso al hornoeléctrico. Se distingue de las anteriores por ser de un color más rojizo y tener mayorbrillo metálico.

Figura 22 Escobilla

6. MOTORES CON ANILLOS

Los motores de corriente alterna con rotor bobinado llevan anillos en vez decolector. Los anillos, al ser liso, no desgasta las escobillas; la duración de estasescobilla se prolongan, no sólo por este hecho, sino que además, permite emplearseescobillas metálicas de cobre o latón, preparadas en forma de láminas o telametálica bien comprimidas y remachadas entre sí.



7. INDUCIDOS DE MOTORES PARA CORRIENTE CONTINUA Y UNIVERSALES

El roce continuo de escobilla con el colector, provoca un doble desgaste. Por un ladode la escobilla, que se convierte en fino polvo que se deposita entre delga y delga. Porotra parte, las delgas también se desgastan formándose un escalón en la superficie dela delga.

Figura 23 ZONAS DEL INDUCIDO QUE NECESITAN REPARARSE

La reparación de las zonas marcadas en rojo, se hace utilizando una hoja de sierra,preparada en la piedra de afilar(figura 23). Se amuela la traba de la hoja hasta dejarlalisa, y sin ahondar mucho, se limpia, con esta operación bastará en la mayoría de loscasos.

Cuando la superficie presenta escalones de desgaste, es necesario llevar el inducidoen un torno y pasarle la cuchilla para dejar cilíndrica la superficie, esta operación debede hacer con un tornero experto, porque una pasada de la cuchilla demasiado profundapuede inutilizar el colector (figura 23). Después de pasada la cuchilla, se precederá arepasar delga por delga con la hoja de sierra preparada la rebaba que haya quedadopor la acción de la cuchilla.

La limpieza del inducido se hace con brocha y un líquido que sea volátil, como lagasolina o el alcohol, nunca gasoil o detergentes, se busca no dañar el aislamiento yque no queden restos líquido del limpiador usado. Por supuesto que nunca se usaráagua.

Caso de usarse papel de lija deberá ser del doble cero para metales.



8. COMPROBACIÓN DE MOTORES

Todas las bobinas que lleven un motor acabarán en los seis bornes de conexión parapoder conectarse en estrella o triángulo, para comprobar el motor lo primero que hayque hacer ver si da derivación a masa, si lo hay el motor debe ser rebobinado

Si no es así derivación a masa se quitan los puentes, y se comprueba que no haycontinuidad entre dos bornes de un mismo lado (principios o finales de bobina). Si dosbornes contiguos dan continuidad el motor está quemado.

Una vez comprobado que no hay derivaciones se comprobará si hay bobina cortada,cada principio de bobina tiene que tener un final, situado en cualquiera de los trestornillos de abajo menos en el de enfrente (figura 24).

Figura 24 PRINCIPIOS Y FINALES BOBINAS MOTOR TRIFÁSICO

Solo cabe dos posibilidades que la del centro se corresponda con el de la derecha (A)o con el de la izquierda (B). Si no hay continuidad con ninguno de los dos, la bobinaestá cortada y la solución también será rebobinar el motor.

9. CHAPA DE CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES Y GENERADORES

A fin de conocer el consumo de un motor, identificarlo y facilitar su recambio por otroidéntico, en caso de avería. Cada motor lleva una placa con un número de serie y unasletras que indica el modelo. Además, para calcular la línea, el contactor y el relé térmicoha de llevar obligatoriamente el consumo y la tensión de trabajo. El los motoresprimitivos estas placas eran muy resumidas y el consumo venía marcado por la fuerzaen caballos de vapor que podía desarrollar este (figura 25).



Figura 25 PLACA DE CARACTERÍSTICA DE UN MOTOR ANTIGUO

Hoy día la placa de características de un motor son muchos más precisos, y se haeliminado la referencia en CV indicándose, no solo el consumo en KW sino el consumoen amperios y el factor de potencia. Además cuando se trata de un generador seañaden los datos necesarios para la corriente de excitación (figura 26)

Figura 25 PLACA DE CARACTERÍSTICA DE UN MOTOR MODERNO

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