Alineación de ejes de maquinaria rotativa emgesa

ALINEACIÓN DE EJES

EN MAQUINARIA ROTATIVA

1. Objetivo

Presentar los procedimientos más comunesempleados para la alineación de ejes de máquinasrotativas con el fin de aplicarlos en la vida prácticapara disminuir o minimizar las fallas ocurridas pordaño prematuro en rodamientos, cojinetes, sellosmecánicos, acoplamientos, al igual que garantizaruna mayor confiabilidad y menor consumo deenergía de los equipos en funcionamiento.

2. Introducción

El desalineamiento es un problema o una “plaga” delas máquinas que aparece con la necesidad detransmitir un torque desde un aparato mecánico aotro. Las primeras máquinas en la industria nopresentaban mayores problemas de alineacióndebido a sus bajas velocidades, bajas potencias ysimplicidad en sus diseños. Con el desarrollo de lamaquinaria se ha incrementado igualmente losrequerimientos en la alineación de los equipos. Lostrenes de máquinas modernos consisten usualmentede un equipo conductor directamente acoplado a unequipo conducido. Los motores de inducción en losprocesos de bombeo, las turbinas de gas en loscompresores de varias etapas y las turbinas devapor en generadores son algunos ejemplos. Todaesta maquinaria requiere alineación de suscomponentes internos y en el acoplamiento de susejes para dar confiabilidad en la operación.

De igual forma, se encuentra la necesidad demejorar las técnicas de alineación de maquinaria.Una de las técnicas sencillas utiliza instrumentaciónelectrónica y fue empleada por Charles Jackson en1968. Más recientemente John Piotrowski crea lasherramientas láser de medición empleadas para esteproceso. Esta técnica ha ido mejorando con el usode computadoras portátiles conectadas directamentecon los elementos de medición.

Debería ser patentado que una correcta alineaciónes crítica en la vida de una máquina, y que lasconsecuencias de desalineamiento puedenobservarse a través del tren de maquinaria.Desgaste o falla en los acoplamientos, falla en losrodamientos, rotores o ejes doblados o agrietados,daños en las chumaceras son algunos de losresultados de una incorrecta alineación. Laconsecuencia o extensión de los daños estádirectamente relacionada con la magnitud deldesalineamiento.

3. Consideraciones de Prealineación

Antes de iniciar cualquier proceso de alineación,debe analizarse y evaluarse la instalación de lamaquinaria y seleccionar el método, herramienta yprocedimiento a aplicar. Cada instalación demaquinaria difiere en tamaño, velocidad, potencia,localización y funcionamiento y es necesario integrartodas estas variables en un plan coherente antes deemprender cualquier trabajo. Los aspectosfundamentales a tener en cuenta son:

a) Montaje o ensamble de la máquina, tipo,configuración de rodamientos y disposición.

b) Tipo de acoplamiento, condición, runout,velocidad y torque.

c) Dilatación o contracción térmica.d) Esfuerzos de tuberías.e) Condiciones de la fundación, placa base

(estructura civil), placa de soporte (estructurametálica) y pernos de fijación.

f) Ubicación y condiciones de pernos nivelación(gatos de elevación).

g) Selección de shims y chequeo y corrección deapoyos falsos o suaves.

h) Corrección de condiciones que obstaculicen laalineación.

i) Tolerancias y compensaciones de alineación demaquinaria.

El montaje o ensamble de la máquina confrecuencia determina el proceso y método dealineación. En cualquier tren de maquinaria esnecesario identificar la máquina fija y la máquinamóvil. El equipo fijo es la unidad que no puede sermovida durante el trabajo de alineación. La maquinamóvil es aquella que es movida para obtener lacorrecta alineación. Una aplicación típica es un tren motor – bomba, en el cual la bomba permanece fija yel motor es la máquina que se debe mover. El criteriopara determinar cual máquina es fija o móvil se basaen definir sobre cual de ellas actúan fuerzas externaso esfuerzos de tuberías y cual puede ser fácilmentemovida.

Alineación de maquinaria rotativa

Fernando Enrique Cèspedes G Página 1 09/18/08

El tipo de máquina y específicamente laconfiguración de cojinetes tienen gran influencia en el proceso de alineación debido a requerimientoso condiciones especiales. La mayoría de las técnicasde alineación son realizadas con velocidad cero omáquina detenida, pero es necesario anticiparse ytratar de analizar el comportamiento de las máquinasdesde cero hasta velocidad nominal. El cambio delcentro del eje en cojinetes planos y la variación de lapelícula de aceite son alguno de los ejemplos a tenere cuenta. De igual forma los cojinetes dealmohadillas inclinables pueden presentar problemasdurante el proceso de alineación.

Fi gura 1: Cambio de posición del ejeen cojinetes planos

Ladisposición delamáquina a seralineada escrítica. Los conceptos fundamentales arriba – abajo,derecha – izquierda y antes – después no tienenningún sentido de no definirse un punto deobservación o de emplearse un punto de referencia.Este punto de observación debe ser establecido enel inicio mismo de los trabajos de alineación y debeser mantenido a través de todo el trabajo. Al final delos trabajos, este punto de referencia debe sercitado.

El tipo de acople tiene una influencia significativa enel trabajo de alineación y por lo tanto es muyimportante conocer como trabaja un acople enparticular. Esto es, espaciamiento entre ejes,holguras, tolerancias de alineación, etc.

La condición del acoplamiento puede afectarenormemente la alineación. Un acople roto o en malestado puede producir errores en las lecturas oproducir altos runouts. Fácilmente se puedeconfundir un dato de vibración que indiqueproblemas de desalineamiento cuando el problemareal es daño en el acoplamiento. En todo caso, elestado del acople debe ser verificado antes de iniciarun trabajo de alineación. Se deben chequear losdientes, los shims, los pernos y cualquier otrocomponente que exista en el acople. La deformaciónde los huecos de los pernos, señales decalentamiento excesivo o cualquier evidencia dedaño o aumento de temperatura debe serconsiderado para realizar el cambio del acople.

El runout del acoplamiento o eje puedeninfluenciar las lecturas de alineación y puede reflejar

condiciones de máquina erradas o mostrar otrosproblemas mecánicos. Los runouts deben serverificados con anterioridad al trabajo de alineación.Un eje con runout puede reflejar problemasmecánicos internos como el caso de una grieta o ejedoblado. Si el runout original del eje se debe a malafabricación por rugosidad inadecuada en lasuperficie o superficie sucia, esta puede serlimpiada o pulida.

Figura 2: Verificación de eje doblado

A través de las siguientes ecuaciones se puedeestablecer que el torque es una función de lavelocidad y de la potencia. En otras palabras, latransmisión de potencia es producto de la velocidady el torque. Un incremento en la velocidad o en eltorque da origen a un aumento de la potenciatransmitida

Torque (libra-pie) = 5252 x HP / RPM

Torque (libra-pie) = 7043 x KW / RPM

La experiencia en algunas máquinas dictamina queexisten cambios entre las condiciones defuncionamiento en frío y las condiciones defuncionamiento en proceso. Típicamente, lascondiciones de alineación en frío deben serajustadas o compensadas para anticiparse a loscambios físicos en las dimensiones, dilatación ocontracción térmica . Conociendo el tipo de materialy el diferencial de temperatura se puede determinarmediante la siguiente ecuación el cambiodimensional:

<<<<L = <<<<T x L x C

<L = Dilatación o contracción térmica (mils)<T = Diferencia de temperatura (°F)L = Longitud o tamaño del área afectada por el calor(pulgadas)



C = Coeficiente de expansión térmico (mils / pulg °F)

El servicio en caliente o frío presenta un potencialpara generar esfuerzos de tubería sobre lasmáquinas. Este es un problema en tres dimensionesque combina potencialmente las fuerzas y momentosen las uniones bridadas de las máquinas. Estascargas ejercidas por las tuberías varían desde latemperatura ambiente hasta las condicionesnormales de funcionamiento. Este esfuerzo de lastuberías puede hacer imposible alcanzar unaalineación con precisión y puede ocasionar seriosdaños en los equipos asociados. Por lo tanto, en eldiseño y configuración final de una tuberíausualmente se incluye una serie de elementos desuspensión, soportes, juntas de expansión,amortiguadores o desaireadores para disipar laenergía del sistema de tubería.

Figura 3: Distorsión de carcaza coninfluencia de la temperatura

Figura 4: Método de detección tensión de tuberías sobre equipos

La fundación de la máquina (placa base y placasoporte) siempre debe ser inspeccionadavisualmente para detectar grietas, fisuras o pérdidasde concreto. La función principal de la fundación es

soportar el peso y las cargas dinámicas producidaspor la maquina. Una debilidad o daño en la fundación puede ocasionar que la máquina no se comportecomo un miembro rígido y puede permitirmovimientos inaceptables. La contaminación deaceite y químicos pueden ocasionar debilidad ocorrosión de la fundación con una evidencia mínimade destrucción de la superficie. En algunos casos esnecesario verificar el estado del concreto conprocedimientos especiales.

Antes de iniciar un trabajo de alineación esaltamente aconsejable realizar una inspección decondición de los pernos de anclaje , con el fin dedetectar algún daño. Pernos rotos o sueltos debenser reemplazados y ajustados al torque adecuado.Algunos pernos se rompen en la superficie de lafundación. Esto usualmente es causado porcorrosión, sobre torque, huecos desalineados osoltura de equipo. Esta falla como está bajo lasuperficie únicamente se puede detectar soltando lamáquina. Existen técnicas de inspección severaspara determinar si los pernos de anclaje presentanalguna falla. Este procedimiento es el ultrasonido(UT), mediante el cual se puede detectar la longitudexacta a la cual se encuentra alguna fisura oindicación.

Un diseño e instalación apropiado de la placa base yla placa soporte es imperativo para un buendesempeño de la maquinaria. Con el diagnósticoinicial de corrosión o erosión se puede detectardebilidad de la placa base y/o placa soporte. En loshuecos o sitios bajos es más fácil de provocarsecorrosión por agua o químicos, provocando dañosen la placa base.

Figura 5: Fundación con grietas



Los pernos de nivelación (llamados también gatosde elevación) son considerados importantes durantela instalación inicial de la placa base. Estos pernosdeben permitir el movimiento de la máquina de formasuave y controlada. Con frecuencia son instaladosen la parte superior de la placa metálica que está encontacto directo con la fundación de concreto. Estospernos deben ser dispuestos en número y losuficientemente rígidos para soportar la placa base.Igualmente pueden también ser embebidos en elconcreto. La ubicación de estos pernos es tal quepueda facilitar el movimiento de la maquinariahorizontal, vertical o axialmente. Estos pernos se deben colocar a una distancia aproximada de ¼pulgada del apoyo de la máquina. El concepto quelos pernos de nivelación son para mantener lamáquina en línea durante la operación es incorrecto.

Los shims deben ser siempre inspeccionadosdurante todo el trabajo de alineación. Shimsarrugados, corroídos, dañados o separados debenser reemplazados. En ocasiones es recomendableno usar estos elementos más de una vez. Se debenalistar los shims en diferentes espesores, desde 1,5hasta 250 mils (38 hasta 6350 µm). La selecciónapropiada del material del shim es muy importante.Shims en acero al carbón no deben ser utilizados yaque la formación de óxido varía el espesor de lalámina. En su gran mayoría se emplean shims deacero inoxidable o en latón, siendo más apropiadoslos de acero inoxidable por la mejor resistencia alcorte y mejor resistencia al ataque con agentesquímicos. En pequeñas máquinas se puede aceptarel uso de shims de menores espesores (0,125 o1/8”). En grandes máquinas, el espesor mínimo delos shims a emplear es 0,375 a 0,500 pulgadas (3/8a ½ pulgada). Polvo, pintura y óxido pueden causarmovimientos impredecibles en la máquina. Paraobtener una buena alineación, es necesario limpiar obrillar debidamente los apoyos, las placas base y losshims. El número de shims instalados bajo un apoyode una máquina no debe ser superior a 5. En casode requerirse más de 5 se debe fabricar una piezaespecial que equivalga en espesor a los shimsremovidos. Cuando se tienen varios shims, se puedetener un efecto resorte. El área mínima que debetener el shim es el 75% del área del apoyo.

En algunas máquinas, uno o más apoyos puedenestar más altos o más bajos que los otros. Estacondición anormal es llamada apoyo falso o suavey puede causar algunos problemas durante laalineación y la operación. Este tipo de defecto puedeser detectado con un comparador de carátula o concalibres planos. Esto se chequea antes de iniciar laalineación, retirando los shims de cada uno de losapoyos y verificando la planitud con la placa base.Se pueden emplear calibres planos para verificar laholgura y el paralelismo existente entre el apoyo y laplaca base con los pernos sueltos. Una holgura

menor que 2 mils (50 µm) es considerada aceptable.Seguidamente, se ajustan todos los pernos defijación de la máquina. Una vez ajustados los pernos,se suelta uno, midiendo con un comparador decarátula o con calibres planos el movimiento quesufre el apoyo liberado. Posteriormente se ajusta yse procede a soltar otro apoyo. Se realiza estemismo procedimiento para todos los apoyos de lamáquina. Con las medidas tomadas se puedencorregir los apoyos falsos. Se pueden tener dos tiposde apoyos falsos: paralelos y angulares. Paracorregir los angulares es necesario colocar shimscortados de tal forma que corrijan el ángulo formadoentre el apoyo y la placa base.



Figura 7: Medición de apoyos falsos

Durante el proceso de alineación es necesariorealizar mediciones, rotar ejes, ajustar y soltarpernos, etc. Físicamente pueden existirobstrucciones u obstáculos que dificulten oimpidan este trabajo. En cuanto sea posible debenretirarse estos objetos (guardas, tuberías, paredes,instrumentos, etc.) para facilitar la tarea dealineación.Cuando todos los anteriores ítems son resueltos, sepueden incluir los valores de tolerancias ycompensaciones de alineación aceptables parauna normal operación de la máquina.

4. Técnicas de alineación Existen técnicas de alineación para partes estáticasy partes dinámicas o móviles.

Dentro de las técnicas de alineación para partesestáticas están la alineación óptica de posición, laalineación láser de posición y la alineación concuerda templada.

Para tratar el tema de alineación de partes dinámicaso móviles, inicialmente se estudiará el concepto dealineación de ejes y posteriormente se tratarán lastécnicas de alineación con comparadores oindicadores de carátula borde – cara e invertidos ylas alineaciones ópticas, láser y con cuerda paraejes. En la parte final se dará a conocer la técnica dealineación en caliente.

4.1 Alineación de partes estáticas

4.1.1 Alineación óptica de posición

La alineación de posición es un problematridimensional de localización de la maquinaria conrespecto a marcas estáticas. Esto incluye lainspección inicial de estabilización y localización de

la fundación, el posicionamiento preciso de la placabase como también la posición de revestimientos.Este tipo de trabajo de alineación es necesariodurante construcciones nuevas y también esrequerido durante el mantenimiento de algunos tiposde máquinas. Las herramientas ópticas son los tiposmás comunes de equipos de medición usados para alineación de posición. Sin embargo, lasherramientas láser también son utilizadas para estetipo de trabajos.

El principal instrumento empleado para la alineaciónóptica es el telescopio óptico, el cual consiste en untubo que contiene un lente objetivo, un lente foco,retícula con líneas cruzadas o algún otro patrón similar y una pieza ocular. El lente foco es unelemento móvil localizado entre el lente objetivo y laretícula

Se emplean para establecer un plano simple. Idealpara medir elevaciones y chequear niveles deplanitud.

4.1.2 Alineación láser de posición

En 1975 aparecen los primeros equipos dealineación láser. Estos equipos ofrecen mayoresventajas como el alto grado de precisión y exactituden grandes longitudes.

Figura 8: Nivel de inclinación K&E SerieParagon

4.1.3 Alineación con cuerda templada

La alineación con cuerda se empleó por años parachequear equipos, compresores y camisas decilindros. Esta técnica se adapta a cualquiersituación donde la cuerda pueda ser tensionada,centrada y leída. El equipo de alineación por cuerda es simple, compacto y con un costo razonable.



Igual que cualquier otro sistema de medición, laalineación con cuerda tiene sus limitaciones. Aunquela cuerda es tensionada, existe una flecha debida ala gravedad. Para una longitud de 35 pies (10metros) la flecha es considerable. Esta flecha debeser determinada y compensada durante un procesode alineación con cuerda. La cuerda debe estar librede nudos, torceduras o corrosión. Igualmente, lavibración de la cuerda ocasionada por toques inadvertidos o inducidos por equipos vecinos puedeincurrir en errores en la medición. La cuerda estambién sensible a los cambios de temperatura.

Para la alineación con cuerda es necesario emplearlos siguientes elementos: cuerda, anclajes, oscilador,micrómetro y tensiómetro. El tensiómetro se empleapara precargar la cuerda. Se emplean dos métodospara tensionar la cuerda como son el resorte y elpeso muerto. La cuerda que emplea Dresser – Randtiene un diámetro de 18 más o menos 0,3 mils (457µm). Durante el inicio de la actividad la cuerda debeser inspeccionada para asegurarse que está limpia yrecta. Si es descubierto cualquier problema físico enla cuerda, deberá ser reemplazada. La cuerda debeser soportada entre dos apoyos o anclajes , uno fijoy uno ajustable. Los anclajes son diseñados pararetener la cuerda y permitir el ajuste de su posicióndentro de un agujero. Los anclajes y la cuerda debenser eléctricamente aislados de la carcaza de lamáquina. El anclaje fijo es diseñado para ajustar yretener la cuerda con cuatro tornillos para facilitar elposicionamiento vertical y horizontal. El anclajeajustable o de tensión provee un ajuste horizontal yvertical y debe tener un sistema de calibración(resorte) para tensionar la cuerda. Dresser – Randutiliza una tensión de 60 libras.

Las medidas físicas de alineación son obtenidasentre la cuerda y el agujero empleando unmicrómetro de interiores. El truco para la alineacióncon cuerda es no provocar ninguna desviación enesta durante el proceso de medición. Una maneraexperta de realizar esta tarea es conectando unoscilador de baja potencia eléctrica entre lacarcaza de la máquina y la cuerda aislada. Duranteel proceso de medida, el micrómetro cierra el circuito entre la cuerda y tierra y se genera un tono audibleque puede ser detectado a través de un audífonoconectado al oscilador. Esta misma información sepuede obtener conectando un multímetro digitalentre la cuerda y la carcaza de la máquina. En estatécnica, cuando el micrómetro cierra el circuito, elmultímetro chequea la continuidad y emite un tonoaudible. Empleando cualquiera de los anterioresmétodos, la cuerda es sometida a un estiramientoentre el punto fijo y el ajustable. La cuerda puede sercentrada y referenciada en cada punto y la flecha encada caso puede ser determinada. Para establecerla flecha debida a la fuerza de gravedad, esnecesario conocer la distancia longitudinal entre el

centro del punto de referencia y el punto de medida.La máxima deflexión ocurre en el punto medio. En elsistema Dresser – Rand, empleando una cuerda depiano de 18 mils (0,5 mm) de diámetro y una tensiónde 60 libras se obtiene una deflexión como semuestra en la figura 9, para una longitud de 400pulgadas (10 m).La flecha puede ser calculada empleando lasiguiente ecuación planteada por Dresser – Rand:

Ybet = 0,0006 x D x (S – D).Ybet = Flecha de la cuerda entre el centro y la distanciaD del punto de medida (mils).D = Distancia axial entre el punto centro y el puntode medida (pulgadas).S = Medida axial total de la cuerda entre centros(pulgadas).0,0006 = Constante de flecha para una cuerda de 18mils de diámetro y 60 libras de tensión (mils / pulg2).

Figura 9: Flecha de cuerda 18 mils y 60libras de tensión

Estacorrecciónúnicamenteserealiza para las mediciones verticales. Las medidashorizontales no tienen corrección. La mayoría de losequipos se miran o son referenciados vistos desdeel equipo conductor hacia el conducido, quedandoclaramente identificado el lado izquierdo y elderecho. De todas formas, siempre se debereferenciar el equipo e incluirse en el informe final.

Finalmente, se deben presentar los datos en unatabla en la cual debe informarse las correccionesque se deben hacer y las unidades de medida (mils omicras).

Parámetro 1 2 3 4 5

Vertical abajo 72,0 70,5 70,0 70,5 72,0

Flecha 0,0 2,0 2,0 1,0 0,0

Corrección vertical 72,0 72,5 72,0 71,5 72,0

Offset vertical 0,0 0,5 abajo 0,0 0,5 arriba 0,0

Horizontal derecha 72,0 71,5 72,5 72,5 72,0

Horizontal izquierda 72,0 72,5 72,5 72,0 72,0

Offset horizontal 0,0 0,5 izquierda 0,0 0,25 derecha 0,0

Identificación del Apoyo



4.1 Alineación de ejes

El desalineamiento de ejes es la causa principal delas fallas de los equipos rotativos. La alineación demaquinaria inicia desde el posicionamiento de lasbases del equipo, en el cual se debe consideraradecuadamente los niveles y planitud.

La alineación de ejes es hacer que dos ejes quedenen posición coaxial, es decir, en un eje común.Idealmente, la línea centro de un eje debe coincidircon la línea centro del otro. En la realidad, este tipode perfección es raramente alcanzado, debido ainfluencias térmicas, tolerancias de fabricación,holguras de ensamble, runouts y diferentes cargasde operación. Una alineación se considera aceptablecuando cumple con las tolerancias admisibles delacoplamiento. xisten 3 tipos elementales dedesalineamiento: paralelo (offset), angular ycombinado.

El desalineamiento en offset o paralelo, es aquel enel cual la línea centro de los dos ejes se encuentranperfectamente paralelas.

Figura 10: Desalineamiento paralelo

Una regla fundamental para identificar y cuantificar lacantidad de desalineamiento que se muestra en elejemplo se expresa mediante la siguiente ecuación:

Vert o = (Inferior – Superior) / 2

Vert o = Offset vertical (mils)Inferior = lectura del indicador en el lado inferior delbarrido (mils)Superior = lectura del indicador en el lado superiordel barrido. Usualmente esta lectura es cero, ya queallí se ajusta el indicador (mils)

De la misma forma se emplea para hallar el offsethorizontal:

Horiz o = (Derecha – Izquierda) / 2

Horiz o = Offset horizontal (mils)Derecha = lectura del indicador en el lado derechodel barrido (mils)

Izquierda = lectura del indicador en el lado izquierdodel barrido (mils)

El tipo de desalineamiento angular es cuando lalínea centro de un eje interseca o forma un ángulocon la línea centro del otro eje.

Figura 11: Desalineamiento angular

El tercer tipo de desalineamiento de ejes es el quecombina el offset y el angular.

Figura 12: Desalineamiento combinado

Conel findedisminuirelefectoqueocasionacualquiera de los anteriores desalineamientos, sehace una alineación ruda o aproximada antes deemplear un método que involucre indicadores y

elementos de mayor precisión.

4.2.1 Alineación ruda o aproximada

En este método no se realizan medidas radiales deprecisión, ni se hacen cálculos matemáticos paracorrección de los equipos. Las medidas que sehacen son simples, sobre los bordes, empleandocalibres planos y los movimientos de corrección sondeterminados por el mecánico que visualiza el error ylo corrige en las cantidades medidas.

Con este método se pueden tener excelentesvalores, haciendo caso omiso del nombre con el quese conoce esta técnica. El término “rudo” hace másreferencia al empleo de ensayo y error que convergeen una baja posibilidad de alcanzar un buen



alineamiento. Esta baja convergencia se debe a laimperfección de los acoples. Algunas de las herramientas a emplear en estemétodo son:

Figura 13: Instrumentos de mediciónempleados en el método rudo

El procedimiento es el siguiente:

� Colocar la máquina sobre la fundación.� Disponer de bloques para levantamiento.� Ajustar el espacio axial � Taladrar para colocar pernos de movimiento de

equipos.� Realizar la alineación aproximada o ruda.� La máquina conducida es colocada al lado

donde se encuentran dispuestos los tubos oductos. En este momento cualquiera de las dosmáquinas puede ser movida. El objetivo esminimizar la acción o tensión que puedaocasionar las tuberías sobre los equipos.

� Verificar el paralelismo y planitud de los apoyos.Se considera aceptable 2 mils. Cualquier Gapsuperior a este valor debe ser corregido.

� El espaciamiento axial de las máquinasprecisión en el espacio axial se requiere en losextremos de los ejes. Este Gap es ajustado paraEstos 22 mils son removidos o adicionados de

� los apoyos delanteros o traseros basados en losespesores medidos. El objetivo es disminuir laobtener el Gap apropiado entre usualmenteespecificado por el fabricante y es

aproximadamente 1/8” (3 mm). � Una mayor máquinas que tengan cojinetes

planos, consideraciones de desplazamientoaxial y centros magnéticos.

� Se procede ahora a usar el método de los cuatropasos de Nelson:

1. Medición de la angularidad vertical.

Figura 14: Calibres planos empleadospara medir Gap superior e inferior

Insertar un medidor de espesores entre el espacio ogap del acople y medir en la parte superior e inferior.Esta medida también se puede obtener empleandoelementos de precisión para medir interiores oexteriores. Corregir el desalineamiento angularsubiendo o bajando la máquina móvil de adelante oatrás hasta obtener un gap igual. Un estimativo decambio requerido de shims es una simple relaciónproporcional entre distancia de pernos y diámetro deacople. La relación de angularidad se puede calcularpara aplicarse. Por ejemplo, si el acoplamiento es de5” de diámetro y la diferencia en el gap es 6 mils, laangularidad es:

6 mils / 5 pulg = 1,2 mils/pulg

Ahora, si la distancia desde el perno de adelantehasta el de atrás es 18”, el cambio de shims es:

18 pulg x 1,2 mils/pulg = 21,6 mils ≈ 22 mils



angularidad y tener dos ejes paralelos..

2. Med

ición del offset vertical.

Se mide colocando una regla con cantos rectos en laparte alta del acople y tomando la distancia paralelaentre los dos ejes, tal como se muestra en la figura

Figura 15: Medida del offset empleandoregla y medidor de espesor

Para hacer la corrección se debe subir o bajar elequipo móvil de acuerdo con los resultadosobtenidos, adicionando o retirando shims denivelación. Esto no debe afectar la medida deangularidad efectuada en el paso 1. El objetivo estener dos ejes coaxiales en el plano vertical.

3. Medición de la angularidad horizontal.

El gap se mide ahora en cada lado del acople. Ladiferencia en gap es una indicación del ajusteangular que se requiere. La unidad se debe mover

hacia los lados hasta hacer que el gap sea igual.Este ajuste se hace usualmente de manerasimultanea con el paso 4.

4. Medición del offset horizontal.

Se hace de manera similar al paso 2, empleando unaregla con cantos rectos y midiendo el espesor. Lacorrección se hace desplazando el equipo móvilhacia los lados hasta tener los ejes coaxiales.

Con el método de alineación “rudo” se asume que elacople es redondo, concéntrico con relación a losejes y se encuentra montado con las carasperpendiculares a la línea centro del eje. Una simplemedición del runout de las caras y la separación delos ejes, con un indicador de base magnética, puededar una idea del grado de perfección geométrica delacople. Cualquier imperfección geométrica detectadapuede resultar en un error igual a la cantidadmedida. Generalmente con un runout de menos de0,002 pulgadas (2 mils) se puede obtener comoresultado una alineación satisfactoria empleandoeste método.

Antes de emplear un método cualquiera, láser oindicadores, se debe ejecutar la alineación por elmétodo rudo o aproximado.

4.2.2 Alineación con indicadores borde – cara

Otras técnicas de alineación involucran el uso deindicadores y sus respectivos soportes. Estossoportes se colocan y ajustan directamente al eje dela máquina o a los acoples. Posteriormente se montaun indicador dial sobre en el extremo del soporte. Ensu gran mayoría, estos soportes se construyen enbarras sólidas de tubo de aluminio. Un soporte más rígido involucraría mayor peso. Parael diagnóstico se debe luchar por emplearsesoportes con alta rigidez y bajo peso. En todo caso,los soportes de los indicadores se flexionan debido alpeso mismo y del indicador. Para longitudespequeñas la deflexión es mínima. En longitudesmayores, la flecha tiende a ser grande. En todo caso,el valor de esta deflexión o flecha debe ser calculadopara corregir las mediciones durante la alineación. Elprocedimiento a ser empleado es el siguiente:

1. Determine el sitio donde se montarán lossoportes en el equipo que se alineará.

2. Mida y anote las longitudes entre los planos dealineación.

3. Ajuste los indicadores y soportes.4. Ajuste el cero en el indicador y golpee

suavemente la superficie a chequear con elindicador para verificar su estabilidad. Si esnecesario retorne a cero el indicador y repita laanterior acción. Si el indicador no retorna a cero



es necesario cambiar el indicador y/o el soporte.5. Mantenga el ensamble frente a usted.6. Verifique que el indicador radial permanece

inmóvil en cero.

Figura 16: Montaje de indicadores ysoportes

7. Gire el ensamble a la posición 6 horas cuidandoque el soporte y el indicador no caigan.

8. Lea la lectura en el indicador y anote este valor.9. Gira ahora el conjunto hacia la posición 3 y 9

horas y lea los indicadores. El valor en estamedida debería ser la mitad de la flecha en laposición 6 horas.

10. Retorne el conjunto a la posición 12 horas ychequee que el indicador quedó en cero.

La medida de la flecha se encuentra aplicando lasiguiente ecuación:

Flecha del soporte = Lectura abajo / 2

El valor de la flecha siempre es un valor negativo. Encaso de presentar un valor positivo, el mandril puedeser más flexible que el soporte y deberá sercambiado. Cuando el valor de la flecha es menor de20 a 25 mils puede ser omitida esta corrección,aunque se considera mejor involucrar estacorrección en todos los casos.

Figura 17: Flecha de soporte

La técnica de alineación borde – cara puede serutilizada en los siguientes casos:

� En equipos donde un eje no puede ser rotado ogirado durante el proceso de alineación.

� En máquinas con acoples que son axialmentecerrados.

� En máquinas con grandes diámetros de acoples(cuando el diámetro es mayor que la longitud delacople).

� En general en máquinas pequeñas, conpotencias menores a 5 HP.

Dentro de las desventajas de este método seencuentran las siguientes:

� El runout del acople puede inducir un error enlas lecturas de alineación. Si el runout esexcesivo puede ser muy difícil de compensarse.

� En máquinas con cojinetes de manguito puedehaber errores en las lecturas de la cara, debidoal comportamiento flotante del rotor axialmente.

� Generalmente, las piezas de los acoples debenser removidas.

� Provee una precisión marginal en unidades conpequeños diámetro de acoples y/o espacioslargos. El diámetro es menor que la longitud delacople.

� Cualquier flecha en el indicador de cara puededificultar la compensación y esto puedeinfluenciar adversamente la corrección angular.

� En longitudes grandes los soportes pueden sercomplejos y muy flexibles.

Las consideraciones de prealineación con la técnicaborde cara requiere unos pasos adicionales másseveros, específicamente al existir la necesidad dedesmontar las piezas del acople para hacer que un



eje permanezca estático y el otro pueda girar. Existegran inconveniente cuando el eje de alguna máquinano puede ser rotado y por lo tanto no se le puedemedir el runout. Esto puede inducir errores en lamedida. Runout excesivos (mayor a 2 mils) puedenser indicios de otros problemas en la maquinaria ydebería ser estudiado y corregido con anterioridad.De manera similar, runout excesivos en la cara(mayor que 0,5 mils) deberían ser corregidos.

Los indicadores recomendados para este procesodeben tener como mínimo una graduación de 1 milpor división. La carátula de graduación debe tener unpunto cero con una escala circular en aumentopositivo en la dirección de las manecillas del reloj ynegativo en la dirección contraria a las manecillasdel reloj. Cuando el palpador es deprimido la agujamueve en la dirección de las manecillas del reloj ycuando es extraído la aguja mueve en direcciónopuesta a las manecillas del reloj. Debe disponerse de un inclinómetro montado sobreel eje para determinar los grados de rotación(horizontal o vertical) del eje.Para girar el eje se puede emplear una llave decadena o una llave de atrapamiento. No se debenemplear objetos que produzcan alguna avería en elequipo, tales como martillos y llaves de golpe.

.

Figura 18: Disposición general paraalineación borde – cara

A = Diámetro del acople (pulgadas)B = Distancia entre la cara del acople y el centro delapoyo más cercano de la máquina móvil (pulgadas)C = Distancia entre la cara del acople y el centro delapoyo más lejano de la máquina móvil (pulgadas)

Todas las actividades importantes, detallesespecíficos y requerimientos de chequeo,documentos y correcciones de maquinaria sonpresentados en el siguiente procedimiento:

1. Realice la alineación con el método rudo o deaproximación empleando reglas rectificadas yescalas de precisión.

2. Ejecute y anote las medidas A, B y C. Tome lamedida de longitud el acoplamiento.

3. Basado en las dimensiones de la maquinadetermine los soportes de fijación y la fecha delos mismos. Se deben tomar y anotar algunasmedidas del equipo de la manera más exacta,ya que dicha exactitud es proporcional a losresultados finales

4. Chequee y corrija los apoyos falsos.5. Marque las posiciones 3, 6, 9 y 12 horas en

ambos cubos del acople con pintura o marcador.Es importante mantener la orientación de losdos ejes, especialmente cuando es necesariocompensar el runout.

6. Monte los soportes e indicadores sobre el eje dela máquina móvil. Este eje se debe mover paratomar las medidas de alineación. Si el indicadorde la cara no puede ser empleado, establezcaotra alternativa de medición como pueden sermicrómetro de interiores o calibres planos.

7. Posiciones los dos indicadores, el de borde y elde cara en la parte superior del acople. Elindicador del borde debe quedar perpendicularal eje y el indicador de cara debe quedarperpendicular a la cara del acople. Verifique quelos dos indicadores se encuentren en la mitadde su rango de medida.

8. Si es posible, gire el eje de la máquinaestacionaria y anote los resultados de runoutcada 90°. Si el rotor de la máquina estacionariano puede ser girado alterne métodos paradeterminar este runout.

9. Gire una vuelta completa el eje de la máquinamóvil y chequee el movimiento adecuado de losindicadores. Siempre es una buena ideaacompañar visualmente el movimiento delpalpador sobre la superficie de contacto con eleje y verificar su polaridad.

10. Reposicione los indicadores a la parte superior o12 horas y verifique que se encuentran en ceros.

11. Gire el eje de la máquina móvil a través de lasposiciones 3, 6 y 9 horas y anote las medidas y polaridad en cada punto. La referencia esmirando desde la máquina fija hacia la móvil.Las medidas son usualmente presentadas en uncírculo. Las medidas externas corresponden alas del indicador del borde y las internas a lasdel indicador de la cara.

12. Verifiqueelpromedi



o de las lecturas de los indicadores. En todos loscasos debe satisfacer la siguiente ecuación: superior + inferior = izquierda + derecha. Nodebe existir una diferencia superior a 1 o 2 mils.

13. El promedio de las lecturas del paso 11 puedeser ahora corregido por el valor de la flecha delsoporte. Como el valor de la flecha es negativo,se puede sustraer de la lectura del indicador. Elvalor a corregir es para la lectura inferior lamitad de la lectura tomada (6 mils) y para loslados izquierdo y derecho la mitad del anteriorvalor, es decir 6 mils/2 = 3 mils

Izquierda = (+7) – (-3) = +10Derecha = (+5) – (-3) = +8Inferior = (+12) – (-6) = +18

Estos valores de corrección se muestran en lasiguiente figura. Inicialmente el valor de la flecha espequeño y puede no considerarse, sin embargo,estos valores serán empleados para determinar loscambios de alineación vertical.

14. Es posible realizar simultáneamente losmovimientos de ajuste vertical y horizontal, sinembargo, las máquinas tienden a deslizarsehorizontalmente cuando se realiza la correcciónvertical. Le mejor manera de realizar estosmovimientos es primero hacer los ajustesverticales y después proceder a los ajusteshorizontales. Para las medidas de la cara, lasiguiente ecuación puede ser usada paracalcular la corrección que se requiere en cadaapoyo del equipo móvil para corregir ladesalineación angular.

Ang nf = (Cara) x (B/A)

Ang ff = (Cara) x (C/A)

Angnf = Cambio de shims en apoyos delanteros paradesalineación angular vertical (mils)Angff = Cambio de shims en apoyos traseros paradesalineación angular vertical (mils)Cara = Lectura del indicador de la cara en la posición6 horas (mils)

A = Diámetro del acople (pulgadas)B = Distancia entre la cara del acople y el centro delapoyo más cercano de la máquina móvil (pulgadas)C = Distancia entre la cara del acople y el centro delapoyo más lejano de la máquina móvil (pulgadas)Si la medida del indicador de la cara marca cero, noexiste desalineamiento angular, y el problema sebasa únicamente en desalineamiento paralelo. Elsigno más de la ecuación indica la necesidad deadicionar shims y el signo menos la necesidad deretirar shims

15. La corrección del offset vertical en el borde y enla cara es determinada por la lectura corregidadel indicador en la parte inferior. Si se combinanlas ecuaciones de angularidad con las de offsetse puede calcular la corrección vertical total paracada apoyo de la máquina móvil.

Vert nf = (Cara) x (B/A) – (Borde/2)

Vert ff = (Cara) x (C/A) – (Borde/2)

Vertnf = Cambio de shims en apoyos delanteros paradesalineamiento angular vertical y offset (mils) Vertff = Cambio de shims en apoyos traseros paradesalineamiento angular vertical y offset (mils)Borde = Lectura del indicador en la posición 6 horas(mils)

De igual forma, un signo positivo indica que lamáquina móvil debe ser levantada y un signonegativo indica que la máquina móvil se debe bajar.

Como ejemplo se cita el valor de las gráficasanteriores, donde se tiene un valor inferior en elindicador de cara de –6 mils y un valor corregido deborde de +18 mils. Asumiendo un diámetro de acoplede 8 pulgadas como valor A, una distancias B de 21pulgadas y C de 40 pulgadas, se calculan los valoresde corrección:

Vertnf = (-6) x (21/8) – (18/2) = -15,75 – 9 = -24,75 ≈-25 mils

Vertff = (-6) x (40/8) – (18/2) = -30 – 9 = -39 mils

Con los resultados obtenidos se determina que lamáquina móvil debe ser bajada 25 mils de losapoyos delanteros y 39 de los traseros.

16. Después de efectuadas las correccionesverticales de los dos apoyos de la máquinamóvil los indicadores del borde y de la caradeben ser colocados en ceros nuevamente. Eneste momento el desalineamiento angular y eloffset verticales deben encontrarse corregidos,sin embargo existe un desalineamiento residualque persiste y se puede corregir o disminuir



repitiendo los pasos 9 al 15.17. Una vez realizadas las correcciones verticales

se pueden realizar las correcciones horizontales.Si la máquina no ha sido movidahorizontalmente, las anteriores medicionespueden ser utilizadas para calcular losmovimientos de corrección horizontales. Lasmedidas superiores e inferiores se usan paracalcular las correcciones verticales y lasmedidas izquierda y derecha se usan paracalcular las correcciones horizontales.

18. De todas formas, es aconsejable retomar lasmedidas de los indicadores, es decir, volverlos acero y realizar unas nuevas mediciones. Lascorrecciones se pueden calcular de la siguientemanera:

Horiz nf = (Cara) x (B/A) – (Borde/2)

Horiz ff = (Cara) x (B/A) – (Borde/2)

Los términos Cara y Borde empleados en lasanteriores ecuaciones están basados en las lecturashorizontales de los indicadores.

Si el resultado de las anteriores ecuaciones espositivo la máquina móvil debe ser movida hacia laizquierda y si por el contrario el signo es negativo, lamáquina móvil debe ser desplazada hacia laderecha.

19. Después de realizado el cálculo de lascorrecciones horizontales que se requieren sedebe colocar indicadores en los cuatro apoyosde la máquina móvil, para tener monitoreado elcambio de posición de la máquina durante elproceso de corrección.

20. Repetir los pasos 18 y 19 hasta tener un valordeseado de desalineación horizontal.

21. Una vez finalizados los anteriores pasos, lascondiciones de alineación se deben haberalcanzado.

4.2.3 Alineación con indicadores invertidos

La alineación con indicadores invertidos es similar ala técnica borde – cara. Este método mide el offsetde las líneas centros de ejes adyacentes oacoplamientos. En la mayoría de los casos los dosejes deben ser rotados para realizar las medicionessobre el borde. Un montaje típico se muestra en lasiguiente figura 19.

Figura 19: Disposición general paraalineación con indicadores invertidos

Los soportes e indicadores dial son colocados en eleje o el acople de una máquina y el indicador esposicionado en contacto con el eje o el acoplamientode la otra máquina. Este tipo de técnica dealineación es más popular debido a las siguientesventajas:

� Provee mejor precisión para diámetros deacople pequeños y largas longitudes ( eldiámetro del acople es menor que la longitud del acoplamiento).

� No requiere desarmar el acoplamiento.� En la mayoría de los casos ambos rotores

deben ser girados y el runout no influencia laslecturas de los indicadores.

� El movimiento axial no influenciasignificativamente las medidas de alineación.

� Unicamente se monta uno solo indicador porsoporte, lo cual reduce el peso sobre el soportey por lo tanto la deflexión del mismo.

� Se puede generar fácilmente una gráfica deposición relativa de los ejes, que sonvisualmente significativas.

Dentro de las desventajas que presenta elmétodo de indicadores invertidos están:

� Requiere que ambos ejes sean girados. En casoque en una máquina no se pueda girar uno desus rotores, este método no se puede aplicar.

� Provee una precisión marginal en acoplamientoscerrados con diámetros de acoplamientos muygrandes (el diámetro del acople es mucho másgrande que la longitud).

� No se puede emplear en máquinas pequeñascon espacios reducidos, ya que es necesarioinstalar dos soportes de indicadores con susrespectivos accesorios.

� En máquinas con diámetros de acoples grandesy extremadamente largos, los soportes de losindicadores traen dificultades de manipulación ypor lo tanto datos inconsistentes.

� Las herramientas y equipos empleados para losindicadores invertidos son los mismos que losempleados para el método borde – cara.



El procedimiento detallado de este método es elsiguiente:

1. Inspecciones el acoplamiento para verificar que

se encuentre debidamente ensamblado y lospernos correctamente torqueados.

2. Realice una alineación de aproximación.3. Mida y anote las siguientes distancias: D

distancia entre los planos de los indicadores, Bdistancia entre el plano del indicador en lamáquina fija y el centro del apoyo más cercanode la máquina móvil, C distancia entre el planodel indicador en la máquina fija y el centro delapoyo más lejano de la máquina móvil.

4. Basado en las medidas tomadas coloque lossoportes de acuerdo con lo tratado previamente.Verifique que se los soportes e indicadoresencuentran perfectamente fijos.

5. Posicione debidamente los indicadores(perpendiculares a la línea centro del eje).Ambos indicadores deben quedar en la mitad desu recorrido total y en ceros.

6. Gire el eje una vuelta completa y chequee quelos indicadores trabajen correctamente, siempreen contacto con el eje, no debe haberobstrucciones ni imperfectos sobre la superficiede medida, etc. Verifique que los indicadoresvolvieron a su lectura cero.

7. Reposicione los indicadores en la posición 12horas. En caso que los indicadores no retornena su lectura cero verifique cualquier posibleaflojamiento de los soportes o movimiento de losmismos. Repita el procedimiento.

8. Gire ambos ejes a las posiciones 3, 6 y 9 horasy anote los datos en cada una de estasposiciones anotando su polaridad o dirección.Emplee un inclinómetro para determinar demanera precisa cada una de estas posiciones.En caso de sobre pasar una posición, espreferible continuar girando en el mismo sentidohasta alcanzar nuevamente la posición, en lugarde parar y devolver la cantidad que sesobrepasó.

9. Documente los valores obtenidos. Siempre debereferenciar las lecturas, es decir, indicar elsentido como se mira el conjunto. En la gráfica19 se aprecia que la referencia es mirandodesde la máquina fija hacia la máquina móvil.

10. Chequee la validez de las lecturas de losindicadores sumando las lecturas izquierda yderecha, la cual debe ser igual a la suma de laslecturas superior e inferior. Se permite unavariación de 1 a 2 mils. En caso de existir unavariación superior se debe suspender elprocedimiento hasta tanto no se determine laanomalía.

11. Corrija por deflexión las lecturas encontradas enel paso 11.

Inferior = (-36) – (-6) = -30Inferior = (+12) – (-6) = +18Derecha = (-21) – (-3) = -18Derecha = (+5) – (-3) = +8Izquierda = (-15) – (-3) = -12Izquierda = (+7) – (-3) = +10

Máquinamóvil

Máquina fija

12. Basados en la geometría de la máquina(dimensiones B, C y D) y en las lecturas

corregidas por deflexión, se pueden calcularahora los movimientos de alineación tantoverticales como horizontales o a través de unasolución gráfica.

Vofix = [(Inferior – Superior)/2] fix = [inferior/2] fix

Vomov = [(Inferior – Superior)/2] mov = [inferior/2] mov

Hofix = [(Derecha – Izquierda)/2] fix

Homov = [(Derecha – Izquierda)/2] mov

Vofix = Offset vertical del eje de la máquina fija (mils).Vomov = Offset vertical del eje de la máquina móvil(mils).Hofix = Offset horizontal del eje de la máquina fija(mils).Homov = Offset horizontal del eje de la máquina móvil(mils).Inferior = Lectura del indicador en la parte inferior(mils).Superior = Lectura del indicador en la parte superior.Usualmente es igual a cero (mils).Derecha = Lectura del indicador en l derecha (mils).Izquierda = Lectura del indicador en la izquierda(mils).

Como ejemplo:



Vofix = (Inferior/2)fix = (18/2) = +9 mils

Vomov = (Inferior/2)mov = (-30/2) = -15 mils

Hofix = [(Derecha – Izquierda)/2]fix = [(8-10)/2] = -1mils

Homov = [(Derecha – Izquierda)/2]mov = {[(-18) –(-12)]/2} = -3 mils

13. Basados en los offset verticales y horizontales,las siguientes ecuaciones pueden serempleadas para calcular los movimientosrequeridos en los apoyos de la máquina móvil:

Vert nf = [(Vo fix ++++ Vomov) x (B/D)] – [Vo fix]

Vert ff = [(Vo fix ++++ Vomov) x (C/D)] – [Vo fix]

Horiz nf = [(Ho fix ++++ Homov) x (B/D)] – [Ho fix]

Horiz ff = [(Ho fix ++++ Homov) x (C/D)] – [Ho fix]

Para continuar con el ejemplo:

Vertnf = [(9 - 15) x (21/8)] – [9] = -24,75 mils ≈ -25mils

Vertff = [(9 - 15) x (40/8)] – [9] = -39 mils

Horiznf = [(-1 -3) x (21/8)] – [-1] = -9,5 mils

Horizff = [(-1 -3) x (40/8)] – [-1] = -19 mils

Una vez realizados los cálculos se determina que ala máquina se le deben retirar shims y además debeser movida hacia la derecha.

Verticalmente el signo positivo indica que debe sermovido hacia arriba y negativo hacia abajo.Horizontalmente, el signo positivo indica que debeser movido hacia la izquierda y negativo hacia laderecha.

Como las convenciones y los signos pueden serfácilmente confundidos, es aconsejable desarrollaruna solución gráfica.

14. La solución gráfica se basa en los cálculos deoffset realizados. El eje horizontal es utilizadopara definir las distancias axiales de ambosindicadores.

15. Es aconsejable dibujar los offset verticales y

horizontales en diferentes gráficos para evitarconfusión. Cuando se localicen los puntos de lamáquina fija, los valores positivos son encima dela línea centro deseada y los negativos debajode la línea centro deseada. Cuando se localicenlos puntos de la máquina móvil, los valorespositivos son debajo de la línea centro deseaday los negativos encima de la línea centrodeseada.

16. Como ejemplo se hace el siguiente desarrollográfico del mismo acoplamiento calculado:

18. Se observa que la solución gráfica presenta resultados iguales a los de la solución numérica.

19. Como se discutió anteriormente, es recomendable realizar primero las correcciones verticales y

posteriormente las correcciones horizontales.20. Para las correcciones horizontales se deben

colocar 4 indicadores sobre los apoyos con el fin de realizar movimientos suaves y controlados.

21. Repita los pasos 10 al 20 si desea mejorar laalineación.

Figura 20: Solución gráfica dealineación vertical



Figura 21: Solución gráfica dealineación horizontal

22. Una vez finalizado este proceso realice unaúltima medición corrigiendo por deflexión, yanote estos datos como último valor dealineación en el informe final.

4.2.4 Técnicas de alineación en caliente

Como se mencionó anteriormente, en algunos casoses necesario incluir offset de compensación porexpansión o contracción térmica de la máquina encondiciones normales de funcionamiento.Típicamente, los movimientos térmicos soncalculados o medidos y estos valores se convierten ointroducen en el offset vertical y horizontal delacoplamiento. Por ejemplo, si la posición final que sedesea quede la máquina móvil es 10 mils arriba y 4mils a la derecha, las lecturas de los indicadoresdeberán corresponder a los siguientes valores:

En general, el offset deseado tanto vertical comohorizontal puede ser calculado empleando lasecuaciones ya vistas de offset:

Vdfix = [inferior/2] fix

Vdmov = [inferior/2] mov

Hdfix = [(Derecha – Izquierda)/2] fix

Hdmov = [(Derecha – Izquierda)/2] mov

Vdfix = Offset vertical deseado en la máquina fija(mils).Vdmov = Offset vertical deseado en la máquina móvil(mils).Hdfix = Offset horizontal deseado en la máquina fija(mils).Hdmov = Offset horizontal deseado en la máquinamóvil (mils)

Para validar las lecturas de los indicadores seaplican las anteriores ecuaciones:

Vdfix = (Inferior/2)fix = (20/2) = +10 mils

Vdmov = (Inferior/2)mov = (-20/2) = -10 mils

Hdfix = [(Derecha – Izquierda)/2]fix = [(6-14)/2] = -4mils

Hdmov = [(Derecha – Izquierda)/2]mov = {[(-6) – (-14)]/2}= +4 mils

Ahora se aplican las siguientes ecuaciones pararealizar las respectivas correcciones:

Vert nf = [(Vo fix - Vd fix ++++ Vomov - Vdmov)x (B/D)] – [Vo fix-Vdfix]

Vert ff = [(Vo fix - Vd fix ++++ Vomov - Vdmov)x (C/D)] – [Vo fix-Vdfix]

Horiz nf = [(Ho fix - Hdfix ++++ Homov - Hdmov)x (B/D)] –[Ho fix- Hdfix]

Horiz ff = [(Ho fix - Hdfix ++++ Homov - Hdmov)x (C/D)] –[Ho fix- Hdfix]

Aplicando las anteriores ecuaciones al ejemplotenemos:

Vertnf = [(9 – 10 – 15 – (-10)) x (21/8)] – [9 - 10] =-14,8 mils

Vertff = [(9 – 10 – 15 – (-10)) x (40/8)] – [9 - 10] = -29mils

Horiznf = [(-1 – (-4) – 3 -4) x (21/8)] – [-1 – (-4)] =-13,5 mils

Horizff = [(-1 –(-4) –3 - 4) x (40/8)] – [-1 – (-4)] = -23mils

Con los resultados anteriores, a la máquina móvil sele deben retirar 15 mils de los apoyos delanteros y29 de los traseros y debe ser desplazada a laderecha 14 mils de la parte delantera y 23 de la partetrasera. Estas correcciones se deben hacer en caso



de necesitarse el offset del ejemplo citado.

4.2.5 Ejemplo de aplicación

Alineación de un conjunto motor bomba multietapasen el proceso de alimentación de agua a unacaldera.

Motor de inducción de 2 polos, 400 HP. El motor estáequipado con rodamientos de bolas y opera a 3570r.p.m. a plena carga. La temperatura en la succiónde la bomba es 150°F constante y en la descargapresenta unas condiciones de presión 650 psig y250°F. La bomba está equipada con cojinetes planosy cojinete de empuje con lubricación por película deaceite. Se espera que el motor tenga una expansiónmínima, pero la elevada temperatura de operaciónde la bomba sugiere incluir un offset de alineaciónpor efectos térmicos. Los soportes exteriores de labomba presentan un cambio de temperatura de 80°Fmientras que los interiores tienen un cambio de52°F. Las dimensiones del acoplamiento y demás semuestran en la figura:

Figura 22: Disposición de conjuntomotor bomba

Debido que la bomba se encuentra sujeta a lastuberías, se considera este equipo como fijo y elmotor como móvil.

Con base en la altura desde la base hasta la líneacentro del acoplamiento de 20” se puede calcular elcrecimiento térmico en los apoyos de la siguientemanera:

∆Lbombanf = ∆T x L x C = (52°F) x (20 pulg) x (0,0063mils/pulg °F) = 6,5 mils

∆Lbombaff = ∆T x L x C = (80°F) x (20 pulg) x (0,0063mils/pulg °F) = 10,1 mils

El anterior cálculo podría realizarse midiendofísicamente la dilatación térmica sobre el equipo, conindicadores ubicados sobre los apoyos de lamáquina estacionaria.

Se ubican los valores encontrados en el gráfico, 10mils a 30” y 6,5 mils a 12“. Se unen estos dos puntosy se extiende la línea obteniéndose dos puntos deintersección con las líneas de los planos de losindicadores.

Figura 23: Solución gráfica dealineación vertical del ejemplo

Del gráfico se obtienen los valores de offsetverticales deseados leyendo directamente el valor encada punto de intersección. Vdfix = -4 mils y Vdmov =+2,5 mils. Es importante tener claridad en lapolaridad o signo de cada valor. Asumiendodespreciable el offset horizontal, el valor deseado deloffset vertical puede ser fácilmente convertido enlecturas de los indicadores como se muestra acontinuación:

En otras palabras, cuando el conjunto motor bombase encuentre correctamente alineado lacompensación esperada deberá marcar los valores



mostrados.

Losvaloresinicialesobtenidos en

los indicadores del ejemplo fueron los siguientes:

De estos valores se obtiene el valor para corregir ladeflexión o flecha de los soportes así:

Inferior = (-36) – (-3) = -30Inferior = (+12) – (-6) = +18Derecha = (-21) – (-3) = -18Derecha = (+5) – (-3) = +8Izquierda = (-15) – (-3) = -12Izquierda = (+7) – (-3) = +10

Equipo móvilEquipo fijo

Los valores iniciales corregidos por la flecha sonentonces:

De la anterior figura se obtienen fácilmente losvalores de offset verticales Vofix = 9 mils (18/2) y elvalor Vomov = -15 mils (-30/2). Estos valores puedenser combinados con los valores obtenidos de offsetdeseados Vdfix = -4 mils y Vdmov = 2,5 mils yaplicados en la siguiente ecuación para obtener lasrespectivas correcciones:

Vertnf = [(9 – (-4) –15 – 2,5) x (21/8)] – [9 – (-4)] =-24,8 milsVertff = [(9 – (-4) –15 – 2,5) x (40/8)] – [9 – (-4)] =-34,5 mils

De los resultados obtenidos se deduce que puedenser retirados del motor 25 mils de los apoyosinteriores y 35 mils de los apoyos exteriores. Estemismo resultado se puede obtener del gráfico. Lacorrección horizontal de la máquina puede serobtenida como se hizo anteriormente a través delejemplo.

5. Herramientas y equipos empleados

Dentro de las herramientas empleadas podemosdiferenciar aquellas que se utilizan para realizar lasmedidas de alineación y aquellas que se empleanpara realizar los movimientos de corrección.

Entre las herramientas o equipos empleados paratomar las mediciones tenemos:

Figura 24: Indicadores varios

Dentro de las herramientas empleadas para realizarlos movimientos de corrección de la alineaciónpodemos encontrar:



Figura 25: Herramientas generales paramover maquinaria

El tiempo estimado de falla de maquinaria rotativadebido al desalineamiento se presenta en lasiguiente figura:

Figura 26: Tiempo estimado de falla por desalineamiento

Figura 27: Tolerancias dedesalineamiento angular

Figura 28: Tolerancias dedesalineamiento offset

6. Tipos de acoplamiento

El propósito de cualquier acoplamiento es transferirla potencia desde la máquina conductora a lamáquina conducida. Los acople rígidos permiten



este trabajo en un espacio mínimo. Sin embargo, losacoples tienen funciones adicionales tal como elamortiguamiento de vibraciones y permitir algo dedesalineamiento entre los ejes. Las principalesfunciones de un acople son:

� Transmisión de potencia.� Amortiguamiento de vibración.� Acomodación de desalineamiento.� Influenciar en la frecuencia natural de torsión del

sistema.� Permitir transientes en el arranque y parada y en

algunos casos proteger el equipo contrasobrecargas.

� Partes móviles con holguras.� Componentes que doblan en una sola dirección

únicamente.

� Tornillos únicamente.� Tornillo y cuña.� Ajuste por contracción.� Buje de husillo.� Presión hidráulica.

Se emplean para equipos de mayor tamaño quetransmiten altas potencias. Igualmente la alineacióntiene que realizarse lo mejor posible. Toda lapotencia se transmite a través de los tornillos.

3.Rígido de compresión

Son más cerrados y cortos que los eje flexible. Sediseñan para transmitir altas potencias, sobre 240HP. Permiten una desalineación de 4° angular y 1/8”en paralelo. No se requiere mayor precisión en la



alineación.

Figura 30: Acople de resorte

7. Resorte metálico

Son torsionalmente rígidos. No presentan backlash.Se emplean para torques máximos de 30 libra –pulgada. Permiten una desalineación angular de 9° y¼” en paralelo.

8. Acople de manguito

Es fabricado a partir de una barra metálica sólida,con una ranura helicoidal. No presenta backlash. Seemplean en velocidades superiores a las 25000r.p.m. con límites de torque. No requierenlubricación.

9. Cadena de rodillos

Permite grandes desalineamientos angulares yparalelos. Es un acoplamiento silencioso y necesitagrandes cantidades de grasa para lubricación.Transmite grandes torques a bajo costo. Transmitepotencias aproximadas de 3000 HP.

Figura 31: Acoples de resorte metálico,de manguito y de cadena de rodillos.

10 Acople de engranaje.

Figura 32: Acople de engranaje

Permite una desalineación de 0,71 miliradianes parapermitir la lubricación de los engranajes. Dentro delas grandes ventajas que presenta es la transmisiónde torque. Presenta una desventaja como es el altomantenimiento que demanda.

11. Acople de rejilla de acero

Requiere lubricación. Transmiten torques moderados a velocidades mayores a 6000 r.p.m.



Figura 33: Acople rejilla de acero

12. Acople de eslabón

Permiten algo de desalineación en paralelo.

Figura 34: Acople de eslabón

13. Acople de disco flexible

Permiten algo de desalineación angular y paralelo.Debido al bajo peso se pueden emplear en altasvelocidades.

Figura 35: Acople de disco flexible

14. Acople de diafragma

Figura 36: Acople de diafragma

Se emplea para transmitir torques a altas potencias yvelocidades (100000 r.p.m.). Es de simpleconstrucción.

15. Acoples de bloque y disco

Figura 37: Acoples de bloque y disco

Diseñados para bajas velocidades y altos torques,con la menor desalineación.

16. Acople de eslabones rotantes

Permiten una desalineación proporcional a lalongitud de los eslabones.

17. Acople cardan

La velocidad de salida varía enormemente con eángulo de rotación.

18. Acople de elastómero a compresión

Es ideal para máquinas reciprocantes. No requierenlubricación. Se limita a 5000 HP y 5000 r.p.m. Contipos especiales de elastómeros se alcanzanpotencias de 100000 HP.



Figura 38: Acoples de eslabonesrotantes, de cardan y de elastómero de

compresión

19. Acople de elastómero a corte

Su principal uso es a 3600 r.p.m. y 2000 HP. Permitedesalineación en todas las direcciones.

Figura 39: Acople de elastómero acorte



Documents

Alineación de ejes de maquinaria rotativa emgesa