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NDICE

INTRODUCCIN... 2 1. CAPITULO I ACOPLAMIENTOS2 1.1. Conceptos bsicos y fundamentales de acoplamientos. 2 1.2. Acoplamientos rgidos.. 3 1.3. Acoplamientos flexibles.3 1.4. Acoplamientos mecnicamente flexibles...3 1.5. Acoplamientos elastomricamente flexibles.4 1.6. Fallas en acoplamientos flexibles...4 1.7. Solucin a desperfectos por fallas del acoplamiento...4 2. CAPTULO II CONCEPTOS BSICOS DE ALINEAMIENTO...5 2.1. Conceptos bsicos y fundamentales de alineamiento en equipos rotatorios...5 2.2. Desalineamiento6 2.3.Condiciones previas al desalineamiento6 2.4. Factores externos que afectan el alineamiento7 2.5. Niveles permisibles de alineamiento..7 2.6. Desalineamiento de ejes.7 2.7. Planos y formas de desalineamiento7 2.8. Tipos y formas de desalineamiento...8 2.9. Apoyo desigual.....9 2.10. Desalineamiento producido por cambio trmico.10 2.11. Alineamiento de acoplamientos..11 2.12. Seleccin de un mtodo de alineamiento de acoplamientos.....11 2.13. Rellenos (lainas)...12 2.14. Determinacin del pie suave y su correccin.......13 3. CAPTULO III ALINEAMIENTO LASER.13 3.1. Fundamentos y consideraciones en el alineamiento lser..13 3.2. Mtodo lser...13 3.3. Componentes principales, ventajes y limitaciones...15 3.4. Seguridad en el trabajo con lser....16 3.5. Clasificacin del lser17 3.6. Principio de alineamiento por rayo lser18 4.- BIBLIOGRAFA..25

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INTRODUCCIN

Este material didctico, Este captulo analiza primero los acoplamientos y luego los

principios y cuidados de alineamiento por sistema lser ha sido preparado para ayudar a que los trabajadores, as como de

actualizacin de los conocimientos requeridos para realizar tareas de alineamiento encomendadas. Como su nombre lo indica, el presente manual tiene por objetivo entregar conocimiento y entregar las herramientas terico tcnicas, formas de uso del equipo, as como inspecciones pre y post alineamiento CAPTULO I. ACOPLAMIENTOS 1.1 Conceptos bsicos y fundamentales de Acoplamientos

Los acoplamientos se usan para unir dos ejes y transmitir potencia de una fuente impulsora a una mquina impulsada. Los diferentes modelos de acoplamientos son:

Acoplamientos rgidos que requieren una posicin positiva de los ejes

Acoplamientos flexibles que permiten una ligera desalineacin y juego horizontal del eje

Uniones cardnicas (uniones en U) que conectan los ejes con el desalineacin angular y/o descentrado.

Acoplamientos centrfugos que se usan cuando se requiere que la transmisin alcance una cierta velocidad antes de acoplarse. Tambin se consideran los embragues para est funcin.

Los acoplamientos se fabrican con materiales ferrosos y no ferrosos. Los aceros inoxidables y los materiales no ferrosos son usados en atmsferas corrosivas.

Las condiciones de desalineacin que surgen cuando se acoplan dos ejes, se ilustra en el Dibujo 1. Cuando se elige un acoplamiento, se debe considerar la cantidad y tipo de desalineacin que puede tolerar, y cun probable es que ocurra.

Dibujo 1 Desalineacin angular, desalineacin paralela (descentrado) y

desalineacin axial (juego horizontal)

Este captulo analiza primero los acoplamientos y luego los principios y cuidados de alineamiento por sistema lser.

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1.2 Acoplamientos rgidos Los acoplamientos rgidos son diseados para conectar dos ejes en una posicin fija. Slo se pueden usar cuando:

la desalineacin descentrada es menor que la holgura del rodamiento

no exista desalineacin angular

las mquinas no se calientan mientras funcionan (creando un movimiento de eje axial) Los acoplamientos rgidos pueden ser acoplamientos de manguito, bridas o abrazadera.

Acoplamientos de manguito Acoplamientos con bridas (flange)

Acoplamiento embridado con espigas y ranuras Acoplamiento de compresin

Acoplamientos con bridas de montaje

Acoplamientos de abrazadera

1.3 Acoplamientos flexibles

A baja velocidad, los ejes de aplicaciones de baja energa pueden ser conectados usando ejes de metal flexible y manguitos de plstico o caucho. Tambin puede ser usados los ejes de poca rigidez en su composicin. En la transmisin de la energa, los acoplamientos flexibles son usados para unir dos ejes cuando existe un desplazamiento lateral limitado o un desalineacin inevitable entre ellos. NO deben usarse cuando exista un desalineacin mayor.

Durante el uso, un acoplamiento flexible permite los efectos de una leve desalineacin axial, desarrollo trmico y vibracin entre los miembros. Sin embargo, las presiones introducidas por cualquier desalineacin se transfiere directamente a la mquina motriz y a la mquina conducida. Esto origina una falla prematura del equipo. Cuando se usan los acoplamientos flexibles, asegrese que el equipo est alineado lo ms exactamente posible.

Las tres categoras ms comunes de los acoplamientos flexibles son:

mecnicamente flexibles.

elastomricos.

uniones cardnicas.

1.4. Acoplamientos mecnicamente flexibles

Los acoplamientos de este tipo obtienen su flexibilidad del deslizamiento y rotacin de las partes coincidentes. Las partes dentro de estos acoplamientos habitualmente requieren lubricacin. Estos acoplamientos crean una transmisin positiva de energa y torsin de las mquinas de transmisin y dirigidas. Es decir, no existe juego rotatorio.

Algunos de los modelos ms comunes de estos acoplamientos son:

mandbula y deslizador

engranaje, doble engranaje

cadena

grilla o rejilla metlica

disco metlico

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1.5. Acoplamientos elastomricamente flexibles

Un elastmero es una sustancia elstica como caucho natural o plsticos de caucho o sinttico (polmeros). Se usan diferentes modelos de elementos elastomricos en estos acoplamientos. Los acoplamientos elastomricos dan baja rigidez torsional y reducen la fuerza lateral debido a la desalineacin.

Acoplamientos elastomricos de mandbula

Acoplamientos de inserto flexible

Acoplamientos elastomrico con abrazadera

Acoplamientos de neumtico con abrazadera

Acoplamientos de pasador con alojamiento flexible

Acoplamiento descentrado

1.6. Falla de acoplamientos flexibles

Todos los ejes de transmisin rotatoria operan mejor cuando estn alineados con precisin. No es recomendable usar acoplamientos muy flexibles en lugar de ensamblar cuidadosamente ejes de transmisin. Una desalineacin excesiva puede destruir los acoplamientos flexibles as como el equipo acoplado. El acoplamiento flexible puede actuar como fusible: cuando existe un problema, falla antes que las partes ms costosas y permanentes de la lnea de transmisin. No se debe confiar en esto si la falla es peligrosa como la de una gra o un ascensor. En estos casos, el freno debe estar entre el acoplamiento y la carga.

1.7. Solucin a desperfectos por falla del acoplamiento

Cuando se investiga la falla del acoplamiento, revise el equipo y el elemento flexible cuidadosamente y estudie las mazas cuidadosamente tambin. La Tabla 1 de la pgina siguiente muestra algunos sntomas y posibles causas. Si estos sntomas no se presentan, analice el miembro flexible de posibles seales de sobrecarga o desalineacin. Puede ser necesario devolver el acoplamiento daado al fabricante con su historia de rendimiento para encontrar la posible causa.

Tabla 1: Solucin a desperfectos de fallas del acoplamiento flexible

Sntoma principal Sntomas secundarios Posible causa

Dimetro interior de maza fracturada muestra marcas de rozadura

Marcas de fuerza marca en el exterior

El dimetro interior era muy pequeo para el eje y fue forzado

El metal laminado se desprende en el dimetro interior y marcas de martillo en el exterior

La maza fue torsida rotativamente cuando se instal

El chavetero de la maza est deformado

El chavetero se extendi radialmente en slo una direccin de rotacin

sobrecarga o frecuente alta torsin de arranque

El chavetero se extendi en Mal ajuste de la chaveta para

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ambas direcciones de rotacin la carga en reversa Slo una parte de la longitud de

la chaveta est deformada Una chaveta corta o chaveta

deslizada Marcas internas en el dimetro interior

Anillos de grasa, suciedad, xido o corrosin

La maza no fue acoplada con el eje en toda su longitud

Dimetro interior, orificios del chavetero de los pernos de conexin muestran ondulaciones

Vibracin torsional

Elongacin o desgaste de las horquillas perifricas, orificios de los pernos y punto de enganche

Excesivo desalineacin o vibracin torsional

Carga pesada, no controlada (carga de vibracin)

Uniones cardnicas Acoplamientos centrfugos

Acoplamientos de fluido CAPITULO II: CONCEPTOS BSICOS DE ALINEAMIENTO 2.1. Conceptos bsicos y fundamentales de alineamiento en equipos rotatorios.

Las unidades de mquinas generalmente se instalan con sus ejes paralelos, a un ngulo de 90, o en lnea uno con el otro. Los ejes se alienan de manera precisa para permitir que las mquinas y sus componentes trabajen de manera pareja, incrementando as su vida til. Las mquinas y sus componentes se alinean por medio del ajuste de sus posiciones hasta que ellas presenten una relacin de alineacin aceptable. Componentes como los engranajes, las poleas acanaladas, las ruedas dentadas, los flanges, las uniones, las manivelas y las piezas coincidentes, etc., deben estar alineadas en el momento de su instalacin. Las revisiones adicionales de la alineacin se realizan a intervalos regulares de servicio, y despus del mantenimiento de la mayora de las mquinas.

En casi todas las nuevas instalaciones de maquinarias, la unidad primaria se identifica

e instala primero. La unidad primaria se alinea contra puntos de referencia o lneas como los ejes centrales o marcas en los bancos.

Todas las otras unidades de mquinas y componentes que comparten un relacin

comn estn alineadas con la primera unidad, o con unidades que hayan estado previamente alineadas a la unidad primaria (ver Dibujo 20). Muy a menudo las unidades de mquinas que estn alineadas con la unidad primaria son unidades motrices, tales como las unidades generadoras y unidades de transmisin. En este captulo el trmino unidad motriz se aplica a la unidad alineada. Existen tambin unidades con transmisin de poleas y correas en V, estas unidades pueden alinearse con equipos lser.

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Dibujo 2 Alineamiento de unidades rotatorias

El procedimiento de alineacin empleado y el grado de precisin de la alineacin usualmente dependen del los tipos de componentes que conectan las unidades. Los ejes en-lnea (ejes coaxiales) usualmente se ajustan con acoplamientos y son alineados empleado un procedimiento conocido como alineacin por acoplamiento. Este procedimiento determina el alcance de la desalineacin y la corrige. Los detalles sobre los procedimientos de alineacin de otros componentes se analizan en los captulos dedicados a esos componentes.

2.2. Desalineamiento.

Es la causa que tal vez supere la mitad de los problemas vibracionales de maquinaria rotativa, se presenta cuando los ejes de giro de 2 partes que se acoplan no coinciden. El desalineamiento puede ser angular, paralelo o una combinacin de ambos - Las causas ms comunes de desalineamiento son: Defecto de acoplamiento de mquinas durante el montaje Expansiones trmicas en el proceso de trabajo Fuerzas transmitidas a la maquina desde tuberas y miembros de soporte Fundaciones irregulares o que han cedido. Bases dbiles

2.3. Consideraciones previas al alineamiento 1. Definir el conjunto de mquina 2. Instalar pernos de ajuste de posicin 3. Disponer de calzas shims 4. Realizar la nivelacin de la mquina 5. Revisar pies cojos o soft foot 6. Revisar excentricidades 7. Comprobar desplazamiento axial 8. Comprobar tensin de tuberas 9. Considerar crecimiento trmico 10. Prever el recorrido de la mquina

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2.4. Factores externos que afectan el alineamiento 1. Fundacin y capacidad portante 2. Grouting de precisin 3. Skid y pernos de anclaje 4. Acoples 5. Acople de mquinas de diferente tipo 6. Tolerancia eje agujero inadecuada.

2.5. Niveles permisibles de alineamiento Dependen de la velocidad de giro, se sugieren:

Velocidad

1500 rpm

Velocidad

3000 rpm

Offset (paralelo)

(mm)

Excelente 0.06

Eceptable 0.09

Excelente 0.03

Aceptable 0.06

gap (angular)

(mm/ 100 mm D)

Excelente 0.05

Aceptable 0.07

Excelente 0.03

Aceptable 0.04

2.6. Desalineamiento de eje La desalineacin es la condicin en la que los ejes centrales de dos ejes coaxiales no forman una lnea recta. La desalineacin pueden provocar un acortamiento de la vida del rodamiento, daos en los acoplamientos, altos niveles de vibracin, reduccin de la vida del sello, aumento de los tiempos de parada y el incremento de los costos de re-alineacin. Las dos condiciones de desalineacin son la desalineacin angular y la desalineacin paralela. Tambin estas condiciones a menudo se presentan juntan. Se corrigen por medio de ajustes tanto vertical como horizontal.

2.7. Planos y formas del desalineamiento Para resolver exitosamente un problema de desalineacin, el mismo tendr que resolverse en dos planos, el vertical y el horizontal. Esto quiere decir que las desalineaciones se dividen por sus efectos horizontal y vertical. El Dibujo 21a muestra la desalineacin angular en los planos vertical y horizontal. La desalineacin vertical se muestra en una vista frontal y la alineacin horizontal en una vista en planta. El Dibujo 21b muestra una desalineacin paralela en similares vistas frontal y de planta.

Dibujo 3 Desalineaciones en los planos vertical y horizontal

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La alineacin en los planos horizontal y vertical se realiza separadamente para evitar confusin y error. Es una prctica normal realizar primero la alineacin vertical ya que es ms fcil alterar la alineacin horizontal cuando se estn realizando los ajustes verticales.

La desalineacin vertical se corrige agregando retirando rellenos por debajo de las patas de la unidad de mquina a alinear. La dilatacin trmica, el grosor de la pelcula de aceite, el juego de los rodamientos y la defleccin de la base pueden afectar la alineacin vertical (tanto angular como paralela).

La desalineacin horizontal se corrige ajustando la posicin de la unidad sobre su base. El uso de tornillos de alineacin (tornillos elevadores gatos) facilita este trabajo.

2.8. Tipos y formas del desalineamiento

Desalineamiento angular La cara es la parte del acoplamiento que est en ngulo recto con la lnea longitudinal del eje. En caso de desalineacin angular, las caras de los acoplamientos no son paralelas. Las lneas longitudinales de los ejes tampoco estn en paralelo (parecen estar dobladas). Esto tambin se llama desalineacin de cara, Ver Dibujo 4

Dibujo 4 Desalineacin descentrada(de cara)

La desalineacin angular horizontal se corrige mejor con tornillos de alineacin (gatos). Cuando los tornillos se ajustan manualmente, ellos producen la alineacin de la transmisin.

La desalineacin angular vertical se corrige con rellenos de un grosor apropiado insertados debajo de la base de la transmisin.

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Desalineamiento paralelo En la desalineacin paralela, las lneas medias de los ejes son paralelas, pero no estn en lnea. Esto tambin se conoce como desalineacin perifrica o desalineacin paralela. Ver Dibujo 5.

Dibujo 5 Desalineacin paralela (de bordes)

La desalineacin paralela horizontal se corrige mejor con tornillos elevadores que empujan la transmisin desde un lado. Tanto los delanteros como los traseros tienen la misma cantidad de ajuste.

La desalineacin paralela vertical se corrige con las mismas cantidades de rellenos debajo de la base de la unidad de transmisin.

Desalineacin combinada En la mayora de los casos, la desalineacin paralela y la angular coexisten (Ver Dibujo 6). Empleando variaciones de procedimientos de alineacin de acoplamientos se puede corregir cada desalineacin separadamente. Sin embargo, es ms eficiente corregir ambas al mismo tiempo.

Dibujo 6 Alineacin angular y descentrada

2.9. Apoyo desigual El apoyo desigual se presenta cuando el peso de una mquina no est distribuido equitativamente sobre los elementos de apoyo. La mquina no descansa firmemente sobre su base (pie). El apoyo desigual es unas de las principales causas de la desalineacin del eje. Puede crear esfuerzo sobre la caja de la mquina y ovalar los orificios del rodamiento. El apoyo desigual puede estar dado por una o ms de las siguientes causas:

mal fresado del pie

suciedad debajo de la fundacin de la mquina

pernos de anclaje incorrectamente apretados durante la cimentacin

diseo de la base no es adecuado

deficiente procedimiento de nivelado

la vibracin de la mquina afloja los pernos de anclaje

cimentacin y fraguado deficientes

las secciones de la mquina fueron mal ensambladas

corrosin en la base o pie de la unidad de mquina

Apoyo desigual normal y angular Existen dos tipos de apoyo desigual: el normal y el angular (ver Dibujos 7a b, y c).

El apoyo desigual normal es la magnitud de separacin pareja entre un pie de una mquina y la base o placa de asiento.

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El apoyo desigual angular es la separacin angular o irregular entre el pie de una unidad de mquina y la base o placa de asiento.

Un buen ajuste entre el pie y la base significa que debe de existir un contacto plano. No debe existir ninguna separacin entre la placa de asiento y el paquete de rellenos. Adems, la separacin entre el pie y el paquete de rellenos debe ser inferior a 0,025 mm (0,001).

Dibujo 7 Apoyo desigual

Dibujo 7. Formas de apoyos desiguales

2.10. Desalineamiento producido por cambio trmico Las diferencias en la dilatacin o contraccin trmica entre las unidades de mquinas motrices y propulsadas durante la operacin producen una desalineacin excesiva. Esto sucede en las unidades generadoras de turbinas a vapor. Debido a que la turbina est expuesta a considerables aumentos de la temperatura durante su funcionamiento, el eje se ubica ms bajo que el de la unidad propulsada en su estado estacionario.

El fabricante del equipo ofrece generalmente informacin sobre el cambio de la magnitud trmicos. Esta informacin tambin puede obtenerse en los manuales tcnicos y otras fuentes. Los cambios de la magnitud trmica pueden determinarse, adems, por medio de instrumentos de medicin como pueden ser de lser o referencias fijas. Ellos registran los cambios de la magnitud real cuando se alcanzan las temperaturas normales de funcionamiento.

Alineamiento en fro Cuando se dispone de informacin sobre el cambio de la magnitud trmica, la desalineacin premeditada de la unidad motriz en la cantidad requerida produce resultados satisfactorios. Algunas compaas usan equipos de anlisis de la vibracin cuando alinean las transmisiones que estn expuestas a variaciones trmicas. El anlisis de las lecturas obtenidas puede ayudar a determinar la mejor posicin de la alineacin en fro para la transmisin.

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Alineamiento en caliente Para realizar la alineacin en caliente, la mquina se lleva a su temperatura de funcionamiento y se detiene. Se revisa entonces la alineacin (empleando mtodos estndares) antes de enfriarla. Generalmente se acepta que esta revisin en caliente produce resultados no confiables en la alineacin de una maquinaria. Un mtodo ms confiable requiere del clculo de los cambios trmicas y desalinear premeditadamente el equipo a temperatura ambiente (la temperatura de los alrededores)

2.11. Alineamiento de acoplamiento La alineacin por acoplamiento es el procedimiento que produce la alineacin de dos

ejes coaxiales. El nombre implica que el objetivo principal es la alineacin de las caras de los acoplamientos. Sin embargo, el objetivo real es lograr la alineacin de las lneas medias de los ejes. Los acoplamientos ms flexibles pueden tolerar grados muy significativos de desalineacin. Sin embargo, los ejes deben estar alineados con la mayor precisin posible para garantizar una vida mxima de servicio de los rodamientos, los acoplamientos y de la propia mquina. Una pobre alineacin puede resultar en:

un incremento de las cargas sobre los rodamientos y fittings

deflexin de los ejes

los patrones de vibracin que se transmiten a travs de la mquina producen desgaste. La desalineacin de los acoplamientos es una de las principales causas de alta vibracin. El anlisis de la vibracin es un mtodo reconocido para establecer las tolerancias aceptables de desalineacin.

2.12. Seleccin de un mtodo de alineamiento de acoplamientos Las alineaciones de acoplamiento en mquinas de gran tamao puede ser difcil. El procedimiento de alineacin de acoplamientos seleccionado depende de los siguientes factores:

velocidad del equipo

herramientas disponibles

tiempo disponible

poltica corporativa

condicin de la mquina y su base

uso al que fue destinada la mquina

especificaciones de alineacin (tolerancias)

Mtodos de alineacin Los mtodos utilizados en la alineacin de acoplamiento son:

alineacin aproximada empleando la regla recta y una lamina calibradora (feeler)

cuadrante de borde y cara

cuadrante transversal

mtodo grfico

cuadrante de lectura inversa

lser

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Cualquiera que sea el mtodo seleccionado, observe todas las precauciones de seguridad.

PRECAUCIN! Est prohibido subir a la mquina o pararse sobre las tuberas u otros componentes de la mquinas. Siempre elija el andamiaje adecuado desde donde trabajar.

2.13. Rellenos (lainas) Los rellenos son placas metlicas, plsticas de forma plana, fabricados con precisin. Ver Dibujo 8. Pueden fabricarse en un taller o pre-cortarse. Se instalan bajo el pie de montura de la unidad motriz para alinearla en el plano vertical. Los rellenos se instalan generalmente en paquetes para permitir el preciso ajuste de esa alineacin.

Dibujo 8 Cuatro tipos de rellenos pre-cortados

Rellenos pre-cortados Se recomienda el uso de los rellenos de acero inoxidable pre-cortados para motores. Aunque su costo inicial es mayor que el de los paquetes de relleno de bronce, se pueden utilizar ms rpidamente ya que no necesitan cortarse o rebajarse. Tambin producen menos inexactitudes en la alineacin. Los rellenos pre-cortados estn disponibles en grosores estndares a partir de 0,001 hasta 0,125 y a tolerancias de grosores garantizados. Estn disponibles en cuatro tamaos estndares (clases).

Clase A que miden 2 x 2 Clase B que miden 3 x 3 Clase C que miden 4 x 4 Clase D que miden 5 x 5

Siempre utilice la clase (tamao) de relleno que cubre la mayor rea del pie, ofreciendo as mximo apoyo, y recuerde el ancho de la ranura. Despus de la alineacin, regrese todos los rellenos no utilizados a sus correspondientes cajas. Si los rellenos se mezclan pueden producir confusin en otras tareas de alineacin.

Uso correcto de los rellenos Para disminuir el efecto de resorte causado por los rellenos que se estn montando, siempre utilice la menor cantidad de rellenos para darle al grupo de relleno el grosor necesario. Esto se logra utilizando los rellenos ms gruesos que estn disponibles. Cuando inserte los rellenos, realice lo siguiente:

Ponga el relleno ms grande en la parte inferior, el segundo ms grande en la parte superior y el relleno mas delgado en medio de los otros dos.

Si la seleccin lo permite, use solo tres rellenos para lograr la elevacin

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Mantenga los rellenos bien apilados debajo del pie de montura para que el peso de la mquina se distribuya uniformemente sobre la base.

Los paquetes de rellenos no deben moverse manualmente cuando los pernos estn apretados

Desbaste las esquinas agudas y rebabas. Los rellenos no desbastados fabricados en el taller son peligros y lucen poco profesionales. Las rebabas tambin pueden producir un apoyo desigual.

2.14. Determinacin de pie suave y su correccin La desalineacin de apoyo desigual puede identificarse y corregirse antes de tratar de alinear la unidad de mquina. Muchos juegos de alineacin por lser incorporan procedimientos que permitirn no solo identificar el apoyo desigual, sino que tambin calculan la correccin por relleno requerida. Sin embargo, el mecnico de planta debe decidir el tipo de apoyo desigual utilizando mtodos que emplean calibradores de cinta o indicadores de cuadrante.

CAPTULO III. ALINEAMIENTO LASER 3.1. Fundamentos y consideraciones en el alineamiento lser

Durante muchos aos, los tcnicos de mantenimiento industrial han alineado los ejes utilizando ya sea unas galgas un comparador de cartula. Pero para muchos Tcnicos, la tecnologa lser est reemplazando rpidamente las herramientas ms antiguas y convencionales.

El alineamiento por medio de rayo lser se esta volviendo cada vez ms popular simplemente porque es ms precisa que los otros mtodos de alineamiento. Y un alineamiento preciso se traduce, con frecuencia, en vida ms larga de las partes, operacin ms confiable, reduccin del ruido, la vibracin y ahorros en energa que superan el costo de los equipos lser. Una vez que el tcnico se familiariza con los procedimientos de alineamiento por medio de rayo lser, el mtodo es ms rpido y ms fcil que los mtodos convencionales.

El mtodo de alineamiento por lser es el ms preciso que los otros mtodos como el de galgas y reloj comparador, debido a que es ms confiable en su lectura y forma de calcular las lainas de correccin y con frecuencia requiere menos de la mitad del tiempo que el mtodo del comparador de cartula. Los clculos se hacen en un computador porttil y se elimina la necesidad de hacer las lecturas en el comparador de cartula. El equipo lser es ms fcil de sujetar a la mquina y se eliminan los dispositivos de barras extensoras y los problemas del movimiento de estos elementos para tomar las medidas, y tal vez lo mejor de todo, los equipos de alineacin por medio de rayo lser funcionan sobre ejes acoplados que apenas se van a acoplar.

3.2. Mtodo lser Con el advenimiento de la tecnologa lser, se pueden lograr alineamientos con altos

niveles de precisin y sin tener que preocuparse de la defleccin en el fijador (soporte, abrazadera) del indicador de cuadrante.

Un sistema de alineamiento laser utiliza un diodo lser para producir un haz lser recto.

Estos haces pueden ser visibles o invisibles al ojo humano. Estos sistemas estn disponibles en juegos pre-empacados a travs de mltiples distribuidores. La mayora de los sistemas viene junto a una computadora de diseo especial, un transmisor de haz y unidades detectoras, fijadores (soporte, abrazaderas) de eje, manual de instruccin y varios cables y accesorios.

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Qu es un lser?

Light Amplification by Sttimulated Emission of Radiation (Amplificacin de la Luz por Emisin Estimulada de Radiacin)

MUY IMPORTANTES: NUNCA TRABAJE SOBRE EJES ACOPLES SIN

HABERLOS PRIMER BLOQUEADO TOTALMENTE

Un lser es un dispositivo electrnico que produce un rayo de luz intensa conocida como luz coherente.

Dibujo 9 Emisin lser

La luz lser tiene varias propiedades que la hacen diferente de la luz normal. La luz de una bombilla, por ejemplo, se esparce a medida que viaja. La luz lser, por el contrario, viaja en un rayo paralelo y se esparce muy poco. Adems, la luz blanca es una combinacin de muchos colores diferentes de luz los cuales tienen, cada uno, diferentes longitudes de onda. A la luz lser se le han filtrado todas las longitudes de onda exceptuando una. Dichas longitudes de onda son paralelas y se complementan entre s haciendo ms poderoso el rayo. Esto es lo que se conoce como luz coherente. Dado que el rayo es tan intenso, exponerse a el puede lastimar la piel y los ojos. El mayor riesgo es para los ojos.

Las precauciones que se deben tomar dependen de l clase de lser que se est

usando. Los rayos lser se clasifican de acuerdo con su poder y los riesgos potenciales. Existen cuatro clases de haces de lser:

Clase I (Invisible)

Clase II (Visible)

Clase III

Clase IV Los haces lser Clase I no requieren de ninguna proteccin de seguridad especial, tales como anteojos protectores barreras durante el proceso de alineamiento. Sin embargo, no se recomienda mirar directamente el haz lser sin proteccin.

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Los pasos cambian con cada sistema. Se deben observar las instrucciones del fabricante para obtener resultados confiables.

Todos los equipos lser que se comercializan en la mayora de los pases requieren la identificacin en el equipo y deben indicar la clase de lser que utilizan. Normalmente los equipos lser para alineacin de ejes son de Clase I y Clase II. Los lser de Clase I no producen a los humanos riesgos conocidos. El lser Clase I emite un rayo de muy poca energa, que puede ser visible invisible. Los lser Clase II producen una luz visible y brillante que no produce efectos cuando el contacto con los ojos es momentneo. La luz de los lser Clase II es tan brillante que la reaccin de adversin natural har que la persona mire hacia otro lado o parpadee cada cuarto de segundo, lo cual no es tiempo suficiente para que resulte en un dao permanente de la vista. Aunque en algunos casos se requiere usar proteccin especial para los ojos cuando se utilizan lser Clase II, normalmente no es necesario para los procedimientos de alineacin de ejes.

Los lser Clase III y Clase IV representan un riesgo para la piel y para los ojos. Se debe utilizar un equipo protector cuando se opera con ellos. Sin embargo, los equipos lser para alineacin no tienen lser de Clase III o Clase IV. Los equipos de alineacin por lser utilizan lser de Clase I o de Clase II. Existen cuatro normas bsicas de seguridad para estas clases de lser: 1. Nunca mire directamente el rayo lser. Cuando trabaje con equipos lser, usted debe colocar su cuerpo de tal forma que no quede mirando directamente el rayo o hacindole seguimiento con la vista. 2. Evite las reflexiones del rayo lser en superficies brillantes. El rayo puede se reflejado desde el reflector de prisma, o un vidrio hacia la pintura brillante o an a las superficies de herramientas cromadas. 3. Limite el alcance del rayo lser. Cuando estn girando los ejes con el equipo lser funcionando, siempre haga girar las pticas al tiempo para que stas contengan el rayo. Nunca opere el rayo lser con solo una cabeza ptica puesta en su sitio. Un rayo lser no controlado podra lastimar accidentalmente a una compaero de trabajo que est cerca. 4. Lea las instrucciones del fabricante. Usted debe estar familiarizado con las instrucciones especficas y con las seales de precaucin que tenga el equipo.

3.3. Componentes principales, ventajas y limitaciones del lser: 1. Medio activo para la formacin del lser 2. Energa bombeada para el lser 3. Espejo reflectante al 100% 4. Espejo reflectante al 99%

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5. Emisin del rayo lser

Dibujo 10 Componentes de un has de lser

Ventajas del alineamiento lser. es buena en caso de grandes separaciones

da resultados consistentes y precisos

puede realizar clculos de alineamiento de apoyo desigual en la mayora de los sistemas

evita que se cometan errores de clculo

se instala ms rpidamente y la mayora de los fijadores se fijan rpidamente a la mquina.

evita los problemas de defleccin de los soportes

en ocasiones se puede utilizar en otras tareas como pueden ser la verificacin de posicin de funcionamiento de mquinas, rectitud de ejes y de bases de mquinas, etc.

Limitaciones de la alineacin lser

Las desventajas del alineamiento lser son:

el equipo tiene un alto costo inicial

las fuentes de calor pueden tener un efecto negativo sobre la precisin del haz de luz lser

la calibracin de equipo debe revisarse frecuentemente

el equipo no se encuentra disponible algunas veces.

3.4. Seguridad en el trabajo con lser Proteccin ocular contra radiaciones lser El nmero de lesiones oculares y cutneas, causadas por radiaciones accidentales de lser, est aumentando debido al creciente uso de lsers en aplicaciones industriales, quirrgicas y cientficas El funcionamiento del lser queda descrito por su propio nombre. El trmino LASER est formado por las iniciales de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, es decir una, Amplificacin de la Luz por Emisin Estimulada de Radiacin. Los lseres pueden emitir radiacin desde la regin ultravioleta hasta la regin de infrarrojos lejanos, dependiendo del tipo de lser y de la funcin para la cual est diseado. Para comprender el funcionamiento de un equipo lser y las consecuencias en trminos de daos oculares que la radiacin pueda tener para los operarios, es preciso conocer el espectro electromagntico.

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Dibujo 11 Espectros electromagnticos

La banda de radiacin ptica visible por el ojo humano es el intervalo de longitudes de onda comprendidas entre 380 nm y 780 nm. La radiacin de la parte perjudicial de la luz azul se encuentra en la banda espectral visible. Su intervalo de longitudes de onda est comprendido entre 400 nm y 480 nm.

La radiacin infrarroja es la radiacin ptica cuyas longitudes de onda son superiores a las de la radiacin visible. Para la radiacin infrarroja, la banda entre 780 nm y 1 mm, se divide generalmente en:

3.5. Clasificacin de lser (EN 60825)

Los productos lser se agrupan en cuatro clases generales para las que se especifican los lmites de emisin admisibles (LEDs).

Lser Dao Riesgo Medida de

control

Clase I

Sistemas lser que no pueden emitir radiacin en exceso de los niveles mximos de exposicin permitidos.

Ninguno Ninguno Etiquetas de peligro

Clase II

Lseres emisores de luz visible que no tengan suficiente potencia para producir daos por accidente, pero pueden producir daos por una observacin directa del haz durante un perodo superior a 0,25 segundos

Ocular Crnico para

exposiciones de 1.000 segundos

Carcasa protectora

Etiquetas de peligro

Indicadores de funcionamiento

Gafas de proteccin

Clase IIIa Lseres emisores de luz visible que no producen daos por observacin indirecta, pero daan la

Ocular Crnico para exposiciones mayores de

Controles de ingeniera

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retina si se focalizan dentro del ojo 0,25 segundos Gafas de proteccin

Controles administrativos

Seales de peligro

Clase IIIb Lseres que pueden producir daos por accidente si se observa directamente el haz o sus reflexiones en distintas pticas

Ocular

Cutneo

Peligro agudo en contacto con el haz

Controles de ingeniera

Gafas de proteccin

Controles administrativos

Seales de peligro

Clase IV Sistemas lser que producen daos graves, por incidencia directa, indirecta reflexin difusa, en los ojos y la piel.

Ocular

Cutneo

Peligro agudo en contacto con el haz con su radiacin difusa

Controles de ingeniera

Gafas de proteccin Controles administrativos

Seales de peligro

Dibujo 12 Tabla comparativa de daos aculares, segn tipo de lser

Cmo afecta la radiacin al ojo humano El cuadro muestra las distintas radiaciones con sus respectivos intervalos de longitud de onda y las lesiones que pueden causar al ojo humano.

3.6. Principio del alineamiento por rayo lser Para entender la utilizacin del equipo de alineacin por lser es importante conocer y entender los componentes del equipo y como funcionan. El equipo de alineacin por lser consta de tres componentes bsicos: 1. Soporte 2. Cabezas pticas 3. Computador porttil.

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Dibujo 13 Equipo bsico de alineacin lser

Los soportes se utilizan para montar las cabezas pticas. Los soportes ms comunes son los de correas y los de cadenas, pero cuando uno o los dos ejes no se pueden hacer girar, se utilizan soportes magnticos deslizantes. Cuando se utilizan los soportes magnticos deslizantes, la precisin de la alineacin depende del acabado superficial de los ejes. Existe una variedad de soportes para ser utilizados en acoples muy grandes, lugares estrechos y otras aplicaciones difciles.

Dibujo 14 Soportes de cabezales

El computador recibe la informacin del tcnico a travs de un cable que viene del transductor. El computador calcula los valores de las desalineaciones paralela y angular y muestra en la pantalla las correcciones horizontales y verticales que se necesitan en cada una de las cuatro patas del equipo.

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Dibujo 15 Computador

Veamos ahora las cabezas pticas. Aunque las diferentes marcas de equipos lser se asemejan mucho, se pueden utilizar uno o dos rayos lser. Algunas cabezas son emisoras y receptoras y requieren de un reflector para la seal, sin embargo en ocasiones un cabezal es el emisor de la seal lser y el otro cabezal es el receptor que lleva la informacin al computador.

Dibujo 16 Cabezales pticos

Si se utiliza un rayo lser, la cabeza ptica que contiene el lser se conoce como el emisor -receptor o tambin como transductor. El dispositivo se monta la unidad estacionara o conducida. El transductor emite un rayo de luz lser que llega a la cabeza ptica que se monta en la unidad conductora, conocida como el reflector o reflector de prisma. La luz es reflejada nuevamente al detector que hace parte del emisor/receptor.

El Transductor, desde su parte superior, emite un rayo de luz lser de dimetro

muy pequeo y de baja energa. La parte inferior del transductor contiene un detector que recibe el rayo lser que regresa desde el reflector de prisma. El Transductor siempre es montado sobre el eje de la unidad conducida.

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Dibujo 17 Transductor

El reflector de prisma es montado sobre el eje la unidad conductora. Este refleja el rayo lser hacia el transductor.

Dibujo 18 Reflector de prisma

Si se utilizan dos rayos lser, ambas cabezas pticas son emisores/receptores: no se suministra el reflector. Los equipos pueden emitir y recibir una o dos seales, dependiendo del fabricante.

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Dibujo 19 Emisor-receptor

Realmente, la operacin de los equipos de alineacin por medio de rayo lser es muy sencilla. El lser emite un rayo de luz que llega a un detector.

Dibujo 20 Emisor-receptor

El computador graba primero en el detector, la posicin del rayo, habiendo colocado los soportes en la posicin de las 12 en punto (simulando un reloj), y utiliza esta posicin como referente. El computador compara la posicin original del rayo que llega al detector con la posicin del rayo que tambin llega al detector cuando los soportes han sido colocados en la posicin de las 3 en punto, las 6 en punto y las 9 en punto. Los pequeos cambios en la posicin del rayo lser son utilizados por el computador para calcular los valores de la desalineacin y las correcciones que son necesarias. En equipos modernos se puede realizar el giro de ejes en forma continua para obtener mayor iteraciones y mejorar el clculo.

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Dibujo 21 Giro de ejes en equipo lser

Tambin existen algunos dispositivos secundarios que usted debe conocer: Un inclinmetro indica cuando se ha logrado la posicin correcta para la medicin. El inclinmetro funciona de manera similar al nivel del carpintero, para indicar cuando las cabezas pticas han llegado a las posiciones de las 12 en punto, las 3 en punto, las 6 en punto y las 9 en punto de los ejes. Si la alineacin se ha de hacer con los ejes acoplados, se coloca un inclinmetro mediante una base magntica al soporte que est en la unidad conductora. Si los ejes estn desacoplados, otro inclinmetro se coloca en la unidad conducida. Sin embargo, algunos equipos de alineacin por medio de rayo lser no requieren de inclinmetro. El computador puede determinar electrnicamente la orientacin de las cabezas pticas. El equipo tambin puede que incluya un detector de rayo adicional en los equipos que emplean un rayo lser invisible. Este dispositivo contiene unas luces que se encendern intermitentemente o cambiarn de colores cuando el rayo lser est centrado entre ellas. Se usa para dirigir el rayo lser invisible hacia el detector.

Dibujo 22 Inclinmetro

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Seguridad en uso de equipo lser Como cualquier trabajo, la seguridad es el aspecto ms importante de la alineacin por lser. Si no se siguen ciertas normas de seguridad, usted o un compaero de trabajo pueden resultar lastimados. Segundo, existen precauciones especficas que se deben seguir cuando se trabaja con equipos lser.

Procedimiento rpido de alineamiento de equipos rotatorios. Paso 1. Paso 2 Paso 3. Paso 4 Paso 4. Paso 5.

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Paso 5

BIBLIOGRAFA: www.um.es/LEQ/laser/Ch-9/F9s1t1p1.htm www.um.es/LEQ/laser/Ch-6/F6s4p9.htm www.um.es/LEQ/laser/Ch-6/F6s2t1p1.htm www.pruuftechnik.com www.ispjae.cu/centros/ceim/ceim.htm