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1 Universidad Técnica Federico Santa María Alineamiento mecánico Índice Página 1. Introducción al alineamiento 2 2. Tipos y condición de alineamiento 3 3. Alineamiento de ejes mediante el proceso de reglilla y feeler 6 4. Alineamiento de ejes mediante el proceso de relojes comparadores 11 5. Método de Caída Estimada 16 6. Método de Levante de peso Controlado 22 7. Método Levante de Deflexión Controlada 25 8. Alineamiento Asistido por Computador 26 9. Alineamiento de Alojamientos mediante Cuerda de Piano 36 10. Alineamiento Óptico 38 11. Tolerancias de Alineamiento 45 12. Anexo Acoplamientos Flexibles Juan Luís Romero Moraga Ingeniero Ejec. Mecánico industrial Profesor Concepción; Marzo / 2009

Alineamiento Mecanico

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Page 1: Alineamiento Mecanico

1

Universidad Técnica Federico Santa María

Alineamiento mecánico

Índice Página

1. Introducción al alineamiento

2

2. Tipos y condición de alineamiento

3

3. Alineamiento de ejes mediante el proceso de reglilla y

feeler

6

4. Alineamiento de ejes mediante el proceso de relojes

comparadores

11

5. Método de Caída Estimada

16

6. Método de Levante de peso Controlado

22

7. Método Levante de Deflexión Controlada

25

8. Alineamiento Asistido por Computador

26

9. Alineamiento de Alojamientos mediante Cuerda de

Piano 36

10. Alineamiento Óptico 38

11. Tolerancias de Alineamiento

45

12. Anexo Acoplamientos Flexibles

Juan Luís Romero Moraga

Ingeniero Ejec. Mecánico industrial

Profesor

Concepción; Marzo / 2009

Page 2: Alineamiento Mecanico

2

ALINEAMIENTO MECÁNICOS DE EQUIPOS

Introducción

Hace bastante tiempo que los profesionales dedicados al mantenimiento industrial, se han

dado cuenta en la gran importancia que tiene el correcto alineamiento de las máquinas y

equipos en servicio y de la incidencia directa que existe entre los defectos de alineación que

queda en el armado de los equipos en taller o durante la instalación de ellos en terreno en

relación con la principal causa de fallas prematura y disminución de la vida útil de estos, así

por ejemplo, un desalineamiento excesivo es considerado por los especialistas en

mantenimiento industrial como la causa directa de fallas de aproximadamente el 50% de las

fallas prematuras que ocurren en las empresas, lo que concluye que una correcta alineación

de las máquinas sigue siendo una necesidad importante en la confiabilidad de

funcionamiento de servicio continuo y vida útil esperada de las máquinas en lo que se refiere

al mantenimiento. Si a lo anterior se considera las características de las máquinas modernas

con su mayor capacidad de producción, mayores velocidades de operación y en

requerimientos cada vez más exigentes, para cumplir con las exigencias actuales, es

necesario programar su mantenimiento en un espacio menor de tiempo y menor frecuencia de

intervenciones, con un buen alineamiento no solo se genera una disminución en los costos de

mantenimiento, sino que también se evita los altos costos de perdida en producción de la

empresa producto de detención de planta no programadas.

Los problemas a nivel de falla origen generado por algún estado de desalineación de

máquinas, se puede separar en dos grandes grupos:

1. Defecto de montaje

Fallas mecánicas

Perdidas de rendimientos

2. Fallas mecánicas

Desalineamiento, emite estado anormal de vibración

Page 3: Alineamiento Mecanico

3

Tipos de alineamiento

Los diferentes tipos de alineamiento lo podemos clasificar según el siguiente esquema:

Condiciones de Alineamiento

Tiene la relación directa con el grado de especialización alcanzado, así por ejemplo, deben saber

interpretar y ejecutar las siguientes recomendaciones previas a la aplicación de cualquier sistema

de alineamiento:

1. No olvidar la desinergizacion del equipo o puesta fuera de servicio antes de comenzar

una intervención de alineamiento en terreno aunque sólo sea de verificación y por

algunos minutos.

2. Previo al alineamiento de toda máquinas es necesario realizar una cuidadosa preparación

de sus bases de instalación (fundaciones de concreto, pernos de anclaje y placa base), por

ejemplo una vez preparada la obra de albañería, la placa base deberá garantizar una buena

rigidez, paralelismo y plenitud ya que cualquier defecto superficial, suciedad o partes

corroídas, lleva en muchos casos a que la máquina sólo se apoye en forma parcial en

ALINEAMIENTO

En frío

Cuerda de piano

Óptico

Mecánico

Racional

Métodos de diales

Métodos de feeler y

regla

A temperatura de régimen

mecánico (en caliente)

Métodos de diales

Métodos de feeler y

regla

Page 4: Alineamiento Mecanico

4

algunas de sus patas, condición conocida técnicamente con pie suave o falta de apoyo

firme en una de sus partes, bajo tal condición es casi imposible alinear unas máquinas.

3. Otra condición importante es lograr una buena nivelación de las bases de hormigón o

estructura de apoyo, las cuales además de ser niveladas (nivel de burbuja con buena

resolución) debe ser rígidas, limpias y planas.

4. Por otra parte, previo al alineamiento, se recomienda hacer un montaje en blanco para

chequear los niveles de alturas, por ejemplo si se tiene una maquina-reductor – motor, lo

recomendable es dar una altura tal a la máquina conocida que permite alinear el reductor

a través de un juego de lainas, de tal forma que el motor que se debe alinear al último

frente al reductor, siempre presente la posibilidad de poner o sacar lainas y no se dé el

caso que al final del alineamiento el motor quede alto y no haya lainas que sacar.

5. Verificar la concentricidad radial y axial de las ½ coplas ensambladas en los ejes y

comparar los valores de carátula con los valores admisibles que entrega el fabricante de

la máquina. En las máquinas industriales se aceptan valores de excentricidad radial entre

0.001” a 0.002” y valores de excentricidad axial del orden de 0.0015” a 0.003”

dependiendo de la precisión y tipo de máquinas.

6. Para el montaje de los acoplamientos se recomienda un apriete de ensamblado de

aproximadamente 0.0005 pulgadas de diámetro del eje, el ensamblado se recomienda

hacerlo por calentamiento en baño de aceite o horno eléctrico a una temperatura máxima

de 150ºC.

7. Los acoplamientos mecánicos flexibles vienen balanceados dinámicamente de fábrica y

el mecánico debe ser acoplarlos con el juego de pernos de fábrica, no colocar pernos y

tuercas de otras dimensiones, no colocar tapones allen de otro tipo, el no cumplimiento

de estas recomendaciones pueden provocar desbalanceamiento dinámico del

acoplamiento.

El llenado de lubricante para el caso de los acoplamientos fast, se hace sacando el tapón

allen de lubricación y colocando el agujero de llenado a 45º del eje vertical (caso de

lubricación con aceite). En el caso de lubricación con grasa, se recomienda colocar grasa

con la mano antes de cerrar las cajas.

Page 5: Alineamiento Mecanico

5

8. Es importante realizar un buen ajuste de las chavetas en el ensamblado de las ½ coplas,

se recomienda que las chavetas tengan una superficie de contacto de un 80%, su ajuste

debe lograrse por lo menos en 2/3 de su largo a través de pasta litográfica o azul de

Prusia y el resto ensamblar con golpes suaves. Una chaveta montada en macho y mal

ajustada, deforma las coplas y ejes y no permite realizar un buen alineamiento posterior

pues las carátulas dan errores de medición.

9. Es importante considerar los desplazamientos relativos que ocurren entre los

acoplamientos debidos a efectos térmicos, condiciones dinámicas, centro magnéticos de

los motores eléctricos, etc. De tal forma, es importante en algunos casos dejar

desalineación en frío para lograr buena alineación en caliente.

Cuando la máquina motriz es un motor eléctrico se recomienda dejar éste más

bajo respecto de la máquina conducida en aproximadamente 0.003” a 0.004”; si la

máquina motriz es una turbina a vapor dejar 0.014” a 0.016” bajo la máquina conducida.

Si la temperatura de trabajo de una máquina es menor de 80ºC, se recomienda dejar más

bajo en 0.006” a 0.008”. en todo caso estas diferencias de alturas por condiciones de

temperaturas entre la máquina motriz y conducida es posible determinar a partir de una

relación simple de cálculo de dilatación térmica lineal.

10. No olvide de controlar la separación frontal entre ejes durante el alineamiento. La

separación entre ejes viene recomendada en catálogos de acoplamientos, indicada en

planos, en el manual de algunas máquinas, la razón fundamental es evitar el contacto

frontal o impacto de los ejes en condiciones de funcionamientos pues ello genera la

destrucción de rodamientos o partes internas de las máquinas.

H = 1,2 x 10-5

x H x T

Page 6: Alineamiento Mecanico

6

CONCEPTOS BÁSICOS DE TÉCNICAS DE ALINEAMIENTO PARA

LÍNEAS DE EJES

Objetivo: El objetivo de este informe es entregar los conceptos básicos las técnicas de

alineamiento para líneas de ejes. El tema será dividido en dos partes, a saber: Alineamiento de

Ejes y Alineamiento de Alojamientos.

Alineamiento de ejes mediante el proceso de reglilla y feeler, enfrentando

machones

El primer método de alineamiento consistía en enfrentar los machones y emparejarlos usando

una reglilla en la periferia de los machones. Este método de alineación de máquinas está

considerado como un método netamente práctico y plenamente válido en todos aquellos casos en

acoplamientos de máquinas en baja velocidad y caracterizados como de menor importancia, sea

por su baja precisión o porque operan en forma poco frecuente.

El método basado en la reglilla y el feeler se recomienda además como alineamiento

preliminar, en aquellos casos donde se hace necesario alinear con comparadores micrométricos o

con sistema óptico o láser debido a la precisión y alta velocidad de algunas máquinas- el

alineamiento con reglilla y feeler toma dos formas principales en su aplicación:

o Cuando se desea controlar alineación paralela de dos ejes, en cuyo caso se toman

mediciones sobre las coplas, sea en el plano vertical como en el plano horizontal.(SC)

o Cuando se desea controlar alineamientos angulares en cuyo caso se toman mediciones

entre coplas en el plano horizontal y vertical.(EC).

Page 7: Alineamiento Mecanico

7

Desarrollo del método

En la figura nos muestra las formas de mediciones SC y EC y los parámetros a, b, d necesarios

para el cálculo de lainas o desplazamientos laterales de las máquinas motriz.

EC1

EC2

SC1

MOTOR

CONDUCTOR

MÄQUINA

CONDUCIDA

b a

Máquina

conducida

d

SC2

SC1

SC3 SC4

Page 8: Alineamiento Mecanico

8

En referencia a la figura se mantiene el análisis siguiente:

a. Distancia patas (1,2) al extremo del eje

b. Separación entre patas del motor

d. diámetro de eje o coplas en zona de medición

L12 .- Lainas en patas delanteras motor

L34.- Lainas en patas delanteras del motor

Ec ( 1-2-3-4) separación entre coplas medidas con feeler en plano vertical, horizontal

Sc ( 1-2-3-4) medición sobre copla (entre reglilla y copla o eje realizado con feeller en

PV/PH).

Caso I

Si; EC1 = EC2 no hay desalineamiento angular en el plano vertical

Si; EC3 = EC4 no hay desalineamiento angular en plano horizontal

Caso II

Si; SC1 = SC2 no hay desalineamiento radial en plano vertical

Si; SC3 = SC4 no hay desalineamiento radial en el plano horizontal

Caso III

Si SC1 su valor es mayor que cero, el motor esta bajo en el plano vertical

EC1 es mayor que EC2 las traseras del motor se encuentran más bajas, significa que el

equipo se encuentra con un desalineamiento angular.

Problema típico

6”

0.010”

0.025”

a b

10”

ft bk

Ø4”

L

Page 9: Alineamiento Mecanico

9

º

Asumiendo que se han verificado las mediciones indicadas en las figuras se registraron los

siguientes valores.

a = 10” EC1 = 0.225”

b = 6” EC2 = 0.200”

d = 4” SC1 = 0.010”

Solución

Grafique en papel milimetrado los datos obtenidos considerando:

Tomando como escala 1 mm = 0.005” y 1cm = 2”

Diferencia de mediciones con feeler entre coplas EC= 0.225”-0.200”= 0.025”

(EC1)

Lectura en L12 = Nº espacio * 0.005”

Lectura en L34 = Nº espacio * 0.005”

0.025”

a b

10”

ft bk

2

1

6”

Page 10: Alineamiento Mecanico

10

L K

Para el calculo radial se tiene: ( R. radial y T tolerancia)

R12 + T = Ft =

a Ø

R34 + T = BK =

a+b Ø

R12 Ft = 10” * 0.025” R34 BK = 16” * 0.025”

4” 4”

Ft = 0.0625” BK= 0.100”

0.025”

SC=0.010”

Máquina

conducida

3 Espacio.= 6” 5 Espacio= 10”

L12

L34

Cuente aquí los espacios y

multiplique por la escala

L12 = 8 * 0.005” + 0.010” = 0.014”

L34 = 21 * 0.005” + 0.010” = 0.115”

Page 11: Alineamiento Mecanico

11

Pero el teórico subió 0.010” por lo tanto se debe restar el teórico al valor de la lainas

Ft = 0.0625” – 0.010” Ft = 0.0525”

BK = 0.100” – 0.010” BK= 0.090”

Es importante tener presente cuando hacer un alineamiento en frío o en caliente:

En Frío

1. Si la es determinada diametralmente (Ø) se utilizara para efectos de cálculos la

en su totalidad.

2. Si se determina radialmente ( R ), para tal efecto de cálculos se utilizará la / 2

En Caliente

FT = * a ± h BK = * ( a + b ) ± h

Ø Ø

h = * h * tº

h Variación de altura por expansión térmica

Coeficiente de expansión térmica del material

h distancia desde la base de la máquina al centro del eje.

tº Diferencia de temperatura entre la condición estática y dinámica de la máquina.

Alineamiento de ejes mediante el proceso de relojes comparadores, enfrentando

machones

El sistema de alineamiento de máquinas con relojes comparadores micrométricos es uno de los

más usados en la industria en todos aquellos casos de transmisiones de máquinas con ejes

contrapuestos y acoplados con “acoplamientos mecánicos flexibles”. La menor o mayor

exigencias de precisión en la alineación dependerá del tipo de máquina y de las exigencias de

servicio de confiabilidad de funcionamiento que de ella se espera; sin embargo, la calidad que se

logre en la alineación con este sistema depende entre otras cosas de la distancia entre ejes y de la

atención que se tenga en lo que refiere a instalación de los comparadores y naturalmente de la

resolución de los comparadores y de la capacidad que se tenga en la interpretación geométrica y

solución en cuanto a los cálculos de lainas y/o desplazamiento horizontal de la máquina a

alinear; de este último aspecto, el sistema de alineación con comparadores micrométricos ha sido

Page 12: Alineamiento Mecanico

12

actualizado complementándose con una calculadora especialmente diseñada para el cálculo de

alineamiento.

Procedimiento de alineamiento con un reloj comparador

Este método de alineamiento toma dos formas principales:

Método con un comparador sobre coplas con se indica en la fig. donde solo se detecta

desalineamiento radial o paralelo en una máquina, es normal que el motor se alinea a la

máquinas, pero hay ocasiones puntuales en que la máquina se alinea al motor, esta situación se

presenta normalmente en los motores diesel.

Este método consiste en colocar un reloj micrométrico con base magnética, el cual se instala en

el lado del motor y el indicador del reloj tocando el machón, pero primeramente se gira el eje en

180º, objeto verificar el runout del machón, verificando que se encuentre dentro de tolerancias

permitidas, en caso contrario debe ser corregida mediante balanceamiento del conjunto, otras de

las condiciones que se deben tener en cuenta, es que la zona donde va a pasar el puntero durante

el recorrido de los 360º, se encuentre lisa en caso contrario también debe ser corregida en torno,

con ellos logramos evitar errores durante el proceso de toma de mediciones, una vez verificada

esta condición se instala el instrumento en el punto más bajo obtenido.

Al reloj comparador, se debe aplicársele una precarga al eje del dial de aproximadamente 1 a 2

milímetros, con ello permite que las mediciones obtenidas puedan ser + o - , la indicación

positivas, se obtiene cuando la aguja del reloj gira en sentido del puntero del reloj de tiempo y

negativas cuando la aguja gira en sentido contrario. Luego de la aplicación de carga el dial

indicador, se ajusta a cero moviendo el dial exterior, antes de iniciar la medición, es buena

práctica levantar el puntero y apoyarlo nuevamente en el machón, si en está operación el puntero

no llega a cero, nuevamente se debe ajusta la carátula del reloj, este procedimiento se debe

efectuar aproximadamente dos o tres veces antes de iniciar el proceso.

Posteriormente gire el eje del lado conducido a 90º grados y registre la segunda medición y así

sucesivamente hasta que el eje complete los 360º, lo ideal es que si la indicación ajustada

Motor

Page 13: Alineamiento Mecanico

13

inicialmente era cero, el reloj al termino de la medida también se ha cero. Todos los registros

obtenidos deben que dar anotadas en la hoja de informe técnico.

Caso I Claro radial

A + C = 0.000 m/m + 0.048 m/m = 0.048 m/m dividido * 2 = 0.024 m/m y como es positivo,

indica que el eje esta más arriba en la posición vertical, en esta condición se debe dividir por dos,

debido que el reloj comparador debo ajustarlo a cero en el Pto. A.

Caso II Claro radial

B + D = - 0.020 m/m + (+ 0.058 m/m) = 0.048 m/m, esto indica que el eje se encuentra 0.048

m/m a la derecha en posición horizontal.

Toma de medición en el sentido angular

En el caso de la toma de mediciones angulares, es para determinar la cuña entre machones, se

recuerda que siempre el fabricante indica las tolerancias angulares permitidas para el

funcionamiento correcto de sus equipos fabricados, pero en caso de no figurar o que se

desconozca dicha medida, en el ámbito de ingeniería no es malo considerar 0.0015” a 0.003”, de

acuerdo al procedimiento de toma de mediciones es similar a la utilizada en la toma radial, con la

Registro de toma

de claro radial

A

B

C

D

Ejemplo:

Se verifica un alineamiento de un

equipo obtenido los siguientes valores

A. 0.000 m/m

B. – 0. 020 m/m

C. 0.048 m/m

D. 0. 058 m/m

Motor

Page 14: Alineamiento Mecanico

14

diferencia que la aguja del reloj comparador se instala en la cara frontal del machón como lo

muestra la figura.

Ejemplo:

En el caso de la figura si realizamos una verificación del claro axial o angular o cuña, se

posicionará el puntero en la posición A y luego se gira al 90º 180º 270º y se devuelve al Pto. A

que corresponde a los 360º. Para ello se ejecuta un circulo divido en cuartos, objeto dejar

registrados los valores.

Método alineamiento con dos relojes comparadores

Procedimiento:

1º Instalar dos relojes invertidos en posición cero

2º Girar ambos ejes simultáneamente 180º

3º Efectuar proyección de lectura de reloj y distancias a un plano de coordenadas

4º Efectuar calculo de FT y BK similar método de reglillas y feeler

Esta situación se puede encontrarse dos casos

Caso I

Si ambos relojes indican igual valor y signo positivo la máquina motriz alta paralela ½ del valor

obtenido.

Caso II

Si ambos relojes indican mismo valor y signo negativo la máquina motriz baja paralela ½ lectura

de los relojes.

En ambos casos no es necesario efectuar mayores cálculos.

B

C

D

A Se verificado las medidas angulares registrando los

siguientes valores:

A 0.00 m/m

B 0.03 m/m

C – 0.02 m/m

D – 0.02 m/m ; si aplicamos la formula básica los

resultados son.

En el plano A/B tenemos; 0.00 + ( - 0.02) = - 0.02m/m

Esto indica que el machón en el plano vertical se

encuentra en cuña y como el signo es negativo indica

que esta cerrada.

En el plano C/D tenemos; - 0.02 + ( - 0.02) = - 0.04m/m

Esto indica que el machón en el plano horizontal se

encuentra en cuña y como el signo es negativo indica

que esta cerrada

Page 15: Alineamiento Mecanico

15

MF MM

C A B

BK

FT K L

6 10 20

R 1 (-12)

R2 (+ 8)

Δh

0.010”

Tolerancia 0.010” Δ H

Línea Física

Línea teórica

Ft / (A+B) = Δh/C BK / (A+B+C) = Δh / C

Ft = 16 * 0.010” / 6 BK= 36 * 0.010” /6

Ft = 0.026” BK= 0.060”

Teóricamente subió 0.006”, por lo tanto debe restarse el teórico a los valores de cálculos.

Ft = 0.026” – 0.006” = 0.020” BK = 0.060” – 0.006” = 0.054”

Sacar en Ft 0.020” y en BK 0.054”

Importante:

Para todo efecto de cálculo, se debe considerar la mitad de las lecturas de los relojes

aplicable a todos los cálculos con relojes invertidos.

Δh + 0.004”

Alineamiento con dos relojes

Page 16: Alineamiento Mecanico

16

Alineamiento mecánico convencional

A continuación se utilizó el método llamado alineamiento mecánico convencional, que consiste

en dejar los descansos y machones en línea recta, para lo cual se debe compensar la caída o

deflexión producida en los extremos en voladizo de los ejes.

Se han utilizado tres métodos para compensar esta caída de los extremos de los ejes:

Caída Estimada:

Este procedimiento describe el primer método básico involucrado en el alineamiento y montajes

de ejes para transmitir potencia, la caída es estimada directamente desde tablas que entregan los

fabricantes de componentes de transmisión de potencia., como la que se muestra a continuación:

Para lo cual se utiliza la tabla donde se indica la deflexión que se produce en los extremos de los

ejes cuando estos se encuentran en voladizo. Para calcular se debe medir la distancia desde el

centro del descanso al extremo libre del eje, luego se mide el diámetro del eje central del machón

de acoplamiento antes del sector del flange.

Estas tablas deben ser utilizadas cuando el cuociente entre el diámetro del núcleo del machón de

acoplamiento es de:

1. La TABLA Nº1, para cuocientes entre 1.40 a 1.74 veces.

2. La TABLA Nº 2, para cuocientes entre 1.74 a 1.99 veces

3. La TABLA Nº 3, para cuocientes entre 1.99 a 2.25 veces

Page 17: Alineamiento Mecanico

17

Ejemplo

Si el diámetro del núcleo de un machón de 4” y el diámetro del eje es de 2.5”el cuociente es de

1.6 , lo que indica que debemos usar la tabla de 1.40 a 1.74, consideramos el largo del eje de

22.5”. la L/D= 9, con este valor y el diámetro del eje de 2,5”, nos vamos a la tabla obteniendo la

deflexión de 0.001”, es lo que se debe levantar el lado en voladizo del eje, para lo cual se debe

colocar un reloj comparador objeto controlar la milésima de pulgada.

TABLA Nº1

EJE DIAMETRO DEL EJE EN PULGADAS

L / D 2 2.5 3 3.5 4 4.5

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

0.001

0.001

0.001

0.002

0.003

0.003

0.004

0.006

0.007

0.009

0.011

0.014

0.016

0.020

0.023

0.028

0.033

0.038

0.044

0.051

0.058

0.067

0.076

0.001

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.007

0.009

0.011

0.014

0.017

0.021

0.026

0.031

0.037

0.043

0.051

0.059

0.069

0.079

0.091

0.104

0.0118

0.001

0.002

0.003

0.004

0.006

0.008

0.010

0.013

0.016

0.020

0.025

0.031

0.037

0.044

0.053

0.062

0.073

0.085

0.099

0.114

0.131

0.150

0.170

0.002

0.003

0.004

0.006

0.008

0.010

0.014

0.017

0.022

0.028

0.034

0.042

0.050

0.060

0.072

0.085

0.100

0.116

0.135

0.155

0.178

0.204

0.232

0.002

0.004

0.005

0.007

0.010

0.013

0.018

0.023

0.029

0.036

0.044

0.054

0.066

0.079

0.094

0.111

0.130

0.152

0.176

0.203

0.233

0.266

0.303

0.003

0.005

0.007

0.009

0.013

0.017

0.022

0.029

0.036

0.046

0.056

0.069

0.083

0.100

0.119

0.140

0.165

0.192

0.223

0.257

0.295

0.337

0.383

Page 18: Alineamiento Mecanico

18

TABLA Nº 2

Para cuociente entre 1.75 a 1.99 veces del diámetro del eje.

EJE DIAMETRO DEL EJE EN PULGADAS

L / D 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

8 0.004 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009

9 0.006 0.007 0.008 0.009 0.011 0.013 0.014

10 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.021

11 0.012 0.014 0.017 0.019 0.023 0.026 0.029

12 0.016 0.019 0.023 0.027 0.031 0.035 0.040

13 0.021 0.025 0.030 0.036 0.041 0.047 0.054

14 0.028 0.033 0.040 0.047 0.054 0.062 0.071

15 0.035 0.043 0.051 0.060 0.070 0.080 0.091

16 0.045 0.054 0.065 0.076 0.088 0.101 0.115

17 0.056 0.068 0.081 0.095 0.110 0.127 0.144

18 0.069 0.084 0.100 0.117 0.136 0.156 0.178

19 0.085 0.103 0.122 0.144 0.166 0.191 0.217

20 0.103 0.124 0.148 0.174 0.201 0.231 0.263

21 0.123 0.149 0.178 0.208 0.242 0.278 0.316

22 0.147 0.178 0.211 0.248 0.288 0.330 0.376

23 0.173 0.210 0.250 0.293 0.340 0.390 0.444

24 0.203 0.246 0.293 0.344 0.399 0.458 0.521

25 0.237 0.287 0.342 0.401 0.465 0.534 0.608

26 0.275 0.333 0.396 0.465 0.539 0.619 0.704

27 0.317 0.384 0.457 0.536 0.622 0.714 0.812

28 0.364 0.441 0.524 0.615 0.714 0.819 0.932

29 0.416 0.503 0.599 0.703 0.815 0.936 1.065

30 0.473 0.573 0.681 0.800 0.927 1.065 1.211

EJE DIAMETRO DEL EJE EN PULGADAS

L / D 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

8 0.001 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

9 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.007 0.008

10 0.002 0.003 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012

11 0.003 0.004 0.006 0.008 0.010 0.013 0.016

12 0.004 0.006 0.008 0.011 0.014 0.018 0.022

13 0.005 0.007 0.010 0.014 0.019 0.024 0.029

14 0.006 0.009 0.014 0.018 0.024 0.030 0.038

15 0.008 0.012 0.017 0.023 0.031 0.039 0.048

16 0.010 0.015 0.022 0.029 0.038 0.049 0.060

17 0.012 0.019 0.027 0.036 0.047 0.060 0.074

18 0.015 0.023 0.033 0.044 0.058 0.074 0.091

19 0.018 0.027 0.040 0.054 0.070 0.089 0.110

20 0.021 0.033 0.048 0.065 0.084 0.107 0.132

21 0.025 0.039 0.057 0.077 0.101 0.127 0.157

22 0.030 0.046 0.067 0.091 0.119 0.150 0.186

23 0.035 0.054 0.078 0.107 0.139 0.176 0.218

24 0.041 0.063 0.091 0.124 0.163 0.206 0.254

25 0.047 0.074 0.106 0.144 0.188 0.238 0.294

26 0.054 0.085 0.122 0.166 0.217 0.275 0.339

27 0.062 0.097 0.140 0.191 0.249 0.315 0.389

28 0.071 0.111 0.160 0.218 0.284 0.360 0.444

29 0.081 0.126 0.182 0.247 0.323 0.409 0.005

30 0.091 0.143 0.206 0.280 0.366 0.463 0.572

Page 19: Alineamiento Mecanico

19

TABLA Nº 3

Para cuociente entre 1.99 a 2.25 veces del diámetro del eje.

EJE DIAMETRO DEL EJE EN PULGADAS

L / D 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

8 0.006 0.007 0.008 0.009 0.011 0.013 0.014

9 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.019 0.021

10 0.012 0.014 0.017 0.020 0.023 0.027 0.030

11 0.016 0.020 0.024 0.028 0.032 0.037 0.042

12 0.022 0.027 0.032 0.037 0.043 0.050 0.056

13 0.029 0.035 0.042 0.049 0.057 0.065 0.074

14 0.038 0.045 0.054 0.064 0.074 0.085 0.096

15 0.048 0.058 0.069 0.081 0.094 0.108 0.122

16 0.060 0.073 0.086 0.101 0.117 0.135 0.153

17 0.074 0.090 0.107 0.125 0.145 0.167 0.190

18 0.091 0.110 0.131 0.153 0.178 0.204 0.232

19 0.110 0.133 0.158 0.186 0.216 0.247 0.282

20 0.132 0.160 0.190 0.223 0.259 0.297 0.338

21 0.157 0.190 0.226 0.266 0.308 0.354 0.402

22 0.186 0.225 0.267 0.314 0.364 0.418 0.475

23 0.218 0.264 0.314 0.368 0.427 0.490 0.558

24 0.254 0.307 0.366 0.429 0.498 0.571 0.650

25 0.294 0.356 0.424 0.497 0.577 0.662 0.754

26 0.339 0.411 0.489 0.573 0.665 0.763 0.869

27 0.389 0.471 0.560 0.658 0.763 0.876 0.996

28 0.444 0.538 0.640 0.751 0.871 1.000 1.137

29 0.005 0.611 0.727 0.854 0.990 1.130 1.293

30 0.572 0.692 0.823 0.966 1.121 1.286 1.464

EJE DIAMETRO DEL EJE EN PULGADAS

L / D 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

8 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.008

9 0.002 0.003 0.004 0.006 0.007 0.009 0.011

10 0.003 0.004 0.006 0.008 0.010 0.013 0.016

11 0.004 0.006 0.008 0.011 0.014 0.018 0.022

12 0.005 0.007 0.011 0.014 0.019 0.024 0.030

13 0.006 0.010 0.014 0.019 0.025 0.031 0.039

14 0.008 0.012 0.018 0.024 0.032 0.040 0.050

15 0.010 0.016 0.022 0.031 0.040 0.051 0.062

16 0.012 0.019 0.028 0.038 0.050 0.063 0.078

17 0.015 0.024 0.034 0.047 0.061 0.077 0.096

18 0.019 0.029 0.042 0.057 0.074 0.094 0.116

19 0.022 0.035 0.050 0.069 0.089 0.113 0.140

20 0.027 0.042 0.060 0.082 0.107 0.135 0.167

21 0.032 0.049 0.071 0.097 0.126 0.160 0.197

22 0.037 0.058 0.084 0.114 0.148 0.188 0.232

23 0.043 0.068 0.097 0.133 0.173 0.219 0.271

24 0.050 0.079 0.113 0.154 0.201 0.254 0.314

25 0.058 0.091 0.130 0.178 0.232 0.293 0.362

Page 20: Alineamiento Mecanico

20

En muchos casos los valores de D y L/D caen entre estos listados en las tablas. En estos

casos la caída puede ser encontrada por la interpolación de los datos en las tablas. Ejemplo

Diámetro del eje 6.3”

26 0.067 0.104 0.150 0.204 0.266 0.337 0.416

27 0.076 0.119 0.171 0.233 0.304 0.385 0.475

28 0.086 0.135 0.194 0.265 0.345 0.437 0.540

29 0.098 0.153 0.220 0.299 0.391 0.495 0.611

30 0.110 0.172 0.248 0.338 0.441 0.558 0.689

EJE DIAMETRO DEL EJE EN PULGADAS

L / D 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8

8 0.008 0.009 0.011 0.013 0.015 0.018 0.020

9 0.011 0.014 0.016 0.019 0.022 0.026 0.029

10 0.016 0.020 0.023 0.027 0.032 0.036 0.041

11 0.022 0.027 0.032 0.037 0.043 0.050 0.057

12 0.030 0.036 0.043 0.050 0.058 0.067 0.076

13 0.039 0.047 0.056 0.075 0.076 0.087 0.099

14 0.050 0.060 0.071 0.084 0.097 0.111 0.127

15 0.062 0.076 0.090 0.106 0.122 0.141 0.160

16 0.078 0.094 0.112 0.131 0.152 0.175 0.199

17 0.096 0.116 0.138 0.161 0.187 0.215 0.245

18 0.116 0.141 0.167 0.196 0.228 0.261 0.297

19 0.140 0.169 0.201 0.236 0.274 0.315 0.358

20 0.167 0.202 0.240 0.282 0.327 0.375 0.427

21 0.197 0.239 0.284 0.334 0.387 0.444 0.505

22 0.232 0.281 0.334 0.392 0.455 0.522 0.594

23 0.271 0.328 0.390 0.458 0.531 0.609 0.693

24 0.314 0.380 0.452 0.531 0.616 0.707 0.804

25 0.362 0.438 0.522 0.612 0.710 0.815 0.928

26 0.416 0.503 0.599 0.703 0.815 0.935 1.064

27 0.475 0.575 0.684 0.802 0.931 1.068 1.215

28 0.540 0.653 0.777 0.912 1.058 1.215 1.382

29 0.611 0.739 0.880 1.033 1.198 1.375 1.564

30 0.689 0.834 0.992 1.165 1.351 1.551 1.764

Eje Diámetro del Eje

L/D 6.0 6.3 6.5

20.0 0.148 ( a ) 0.174

20.4 (Ya) -------

21.0 0.178 ( b ) 0.208

22.0 0.211 0.248

Page 21: Alineamiento Mecanico

21

L/D es 20.4

Dh / D es 1.5 el cuociente obtenido se encuentra entre 1.4 y 1.74 por lo tanto debo

ingresar a la Tabla Nº1.

La caída actual es mostrada en la tabla que se encuentra en la parte superior y

designada con la palabra Ya. Y para obtener el valor, se debe seguir el siguiente

procedimiento:

Dejar

Da = Diámetro actual del eje

D1 = Próximo diámetro inferior en la tabla de caída

L/Da = Largo actual del radio del diámetro

L/D1 = Próximo radio inferior L/D en la tabla de caídas

L/D2 = Próximo radio superior L/D en la tabla de caídas

Entonces

Y1 = Caída en L / D1 y D1

Y2 = Caída en L / D2 y D2

Ya = Caída actual

Donde R = ( L/Da – L/D1) / (L/D2 – L/D1)

a = (Da/D1)2

* Y1

b = ( Da /D1)2

* Y2

En este ejemplo R = ( 20.4 – 20 ) / ( 21 – 20 ) = 0.4

a = ( 6.3 / 6.0 )2

* 0.148 = 0.163

b = ( 6.3 / 6.0 )2

* 0.178 = 0.196

Ya = 0.4 (0.196 -0.163) + 0.176 = 0.176 “

Ya = R ( b – a ) + a

Page 22: Alineamiento Mecanico

22

Método de Levante de peso controlado:

Este método consiste en levantar el extremo del eje usando un dinamómetro para controlar el

peso a levantar, el cual debe ser igual a la mitad del peso del eje en voladizo más el peso del

machón, como se muestra en la siguiente figura:

El peso a levantar se calcula con la geometría del tramo del eje en voladizo y las dimensiones del

machón. Luego de levantado el peso con una faja desde el machón como se ilustra en la figura,

se debe instala un soporte auxiliar en el machón objeto no retorne a la condición inicial y se

procede a alinear el tramo siguiente de eje, o bien la caja reductora, según corresponda

El siguiente procedimiento se debe seguir:

Escala Wt ( Lb) = sumatoria de:

0.11 * D2 * L = xxxx Lb

0.22 * Dh2

* h = xxxx Lb

0.22 * Df2 * f = xxxx Lb

Nota:

Todas las dimensiones deben estar en pulgadas y las libras, posteriormente pueden transformarse

a otro sistema de unidades (sistema métrico o sistema internacional)

Page 23: Alineamiento Mecanico

23

Los pesos para ejes de acero o secciones circulares pueden ser calculadas usando la siguiente

formula.

Donde:

D = Diámetro del eje o sección

L = Largo del eje o sección circular en pulgadas.

Alternativamente, los pesos de los ejes y las secciones de los machones pueden ser determinados

por el uso de la tabla, simplemente multiplicando el largo en pulgadas, de una sección cilíndrica

por el valor listado en Lbs./ Pulgadas de esa sección.

PESOS DE SECCIONES CIRCULARES DE ACERO POR PULGADAS DE LARGO

Diámetro

de la

sección

2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00 4.25

Lbs/Pulg.

De largo 0.88 1.11 1.38 1.66 1.98 2.32 2.70 3.09 3.52 3.97

Diámetro

de la

sección

4.50 4.75 5.00 5.25 5.50 5.75 6.00 6.25 6.50 6.75

Lbs/Pulg.

De largo 4.46 4.96 5.50 6.06 6.66 7.27 7.92 8.59 9.30 10.00

Diámetro

de la

sección

7.00 7.25 7.50 7.75 8.00 8.25 8.50 8.75 9.00 9.25

Lbs/Pulg.

De largo 10.8 11.6 12.4 13.2 14.1 15.0 15.9 16.8 17.8 18.8

Diámetro

de la

sección

9.50 9.75 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50

Lbs/Pulg.

De largo 19.9 20.9 22.0 24.3 26.6 29.1 31.7 34.4 37.2 40.1

Diámetro

de la

sección

14.00 14.50 15.00 15.50 16.00 16.50 17.00 17.50 18.00 18.50

Lbs/Pulg.

De largo 43.1 46.3 49.5 52.9 56.3 59.9 63.6 67.4 71.3 75.3

Diámetro

de la

sección

19.00 19.50

Lbs/Pulg.

De largo 79.4 83.7

PESOS (Lb) = 0.22 * D2

* L

Page 24: Alineamiento Mecanico

24

Desarrollo de los cálculos, si la mitad del peso del eje más todo el peso del machón incorporado,

debe ser compensado para toda la escala, el peso total puede ser calculado por la hoja indicada

anteriormente.

Escala Wt ( Lb) = sumatoria de:

0.11 * D2 * L = xxxx Lb

0.22 * Dh2

* h = xxxx Lb

0.22 * Df2 * f = xxxx Lb

Ejemplo:

Si se va a efectuar un alineamiento a un eje , la cual debe ser levantado mediante el

procedimiento de levantamiento escalonado, se tienen las siguientes mediciones:

Diámetro del eje D = 4”

Largo del eje L = 60”

El diámetro del núcleo del machón incorporado Dh = 6”

Largo del núcleo h = 6.5”

Diámetro de la sección del machón Df = 9”

Espesor del machón f = 0.75”

Procediendo al cálculo del tiro de levante “P” (Lb), como sigue

Nota:

En este ejemplo ambos métodos de obtención de peso serán mostrados

Primero; Se calculara el peso del eje en voladizo mediante la formula indicada anteriormente.

Peso = 0.22 * (4.0”)2 * 60 = 211.2 Lbs

Segundo; se determinará mediante los datos de la tabla, en la cual indica que para un eje de

acero cilíndrico.

Peso = 60” * 3.52 lb/pulg. = 211.2 Lbs.

Pero la mitad del peso en voladizo del eje es de 105.6 lbs.

Luego, el peso del machón instalado, incluyendo el material del eje insertado dentro del machón,

es calculado:

Peso de la sección del núcleo = 0.22 * (9.0”)2

* 6.5” = 51.5 Lbs.

Peso de la sección del machón = 0.22 * (9.0”)2

* 0.75” = 13.4 Lbs.

Page 25: Alineamiento Mecanico

25

Sacando los registros mediante tabla se puede obtener:

Peso de la sección del núcleo = 6.5” * 7.92 Lbs / Pulgadas = 51.5 Lbs.

Peso de la sección del machón = 0.75 * 17.8 Lbs / Pulgadas = 13.4 Lbs.

El peso total del machón incorporado es 64.9 Lbs.

Finalmente la lectura de la escala en el levante debería ser la suma del total de los pesos del

machón incorporado y la mitad del peso del eje en voladizo.

P = 105.6 + 64.9 = 170.5 Lbs. Es la fuerza necesaria que debe ser aplicada en forma

perpendicular al eje con el motivo de llevarlo a la línea geométrica del eje / machón

Levante de deflexión controlada:

Este método consiste en levantar el extremo del eje hasta que la reacción sobre el descanso sea

cero, luego el eje es bajado la mitad de la cantidad que fue levantado, como se muestra a

continuación:

La cantidad “y” a levantar se determina con la ayuda de un reloj comparador instalado

inmediatamente al lado del descanso. Se procede a levantar el eje hasta cuando este reloj

comience a indicar una lectura significativa ( 0,001” ó 0,025 mm). En ese momento se detiene el

levante y se lee la cantidad “y” en el reloj instalado sobre el machón. Después de esto, se baja el

eje en una cantidad igual a “ ½ y”.

Page 26: Alineamiento Mecanico

26

Los tres métodos descritos solo dan una compensación aproximada de la caída del eje, ya que

constituyen simplificaciones de la deformación elástica de la viga-eje, en las que no se toma en

cuenta la forma de apoyo del eje, suponiéndolo empotrado en el último descanso.

A pesar de su inexactitud, en la mayoría de las instalaciones se obtienen resultados

satisfactorios (salvo que se trate de aplicaciones muy exigidas en cuanto a carga y velocidad).

Luego de efectuada la compensación de la caída del extremo del eje, por alguno de los métodos

descritos, se procede a enfrentar los machones y se alinea según lo indicado anteriormente ya se

ha con regla, relojes comparadores o sistema laser.

ALINEAMIENTO ASISTIDO POR COMPUTADOR

Este sistema de alineamiento, es similar al efectuado por la cuerda de piano, pero es el más

moderno de alineamiento de máquinas en uso en día, es en sin duda el sistema óptico con uso de

rayo láser, OPtaling, nombre que le dio la empresa fabricante. Su moderna tecnología permite

efectuar alineamiento de máquinas en forma rápida y con alta precisión como lo exige la

tecnología moderna, o aquella que son criticas en la industria de producción continua y que

deben mantener perfectamente alineadas, este sistema óptico que hace uso del rayo láser como

elemento de enlace entre ambos ejes de: máquinas para verificar su coaxialidad ha superado el

método tradicional de alineamiento por comparadores micrométricos que en muchos caso no son

garantía de alta precisión especialmente en aquellos casos donde los ejes deben alinearse a

distancia y las barras porta relojes se flectarian, la solución en este caso se encuentra en el

sistema óptico con rayo láser que permite alinear hasta una distancia de 20 metros con alta

precisión.

El principio en que se fundamenta el sistema de alineamiento Optaling son las leyes que rigen la

reflexión de la luz, el sistema esta basado en el diseño de una unidad de Emisor/Detector de rayo

láser que lleva incorporado un microcomputador especialmente diseñado para este sistema, esta

unidad Emisora /Receptora , se instala sobre un acoplamiento o eje de la máquina conducida y el

rayo láser que emite se dirige sobre una unidad prisma reflector instalado sobre el acoplamiento

o eje de la máquina motriz (que debe ser alineada). Esta unidad reflectora devuelve el haz de

láser a un plano paralelo no colineal que es captado por la unidad detector, si ambos ejes, una

vez ajustado al sistema, se rotan desde 0º a 90º, 180º y 270º y el haz de láser reflejado que llega a

la unidad detector ha cambiado sus coordenadas con respecto a la condición inicial, entonces

existe desalineamiento y el valor del desalineamiento es calculado por microcomputador

Optaling el cual procesa en base al error de desplazamiento sea éste paralelo o angular, en cada

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una de las coordenadas ortogonales entre la condición inicial ajustada y cada una de las

posiciones rotadas indicadas anteriormente.

CABEZAL EMISOR / DETECTOR DE RAYO LASER

El rayo láser generado por una unidad emisora es del tipo semiconductor que emite una luz en el

rango infrarrojo, es decir, es invisible al ojo humano, pero con un nivel de energia muy bajo, de

tal forma que no exista peligro de daño físico bajo condiciones normales de uso, los trabajos de

alineamiento con emisor láser por el sistema Optaling tiene una máxima eficiencia en el tramo

del orden de 2 metros. Debido a que ha esta distancia el diámetro del haz luminoso no ha sufrido

alteración alguna. El diámetro del haz de luz es de 5 milímetros en su origen y solo disminuye

0.0005 micrones cada 15 metros de espacio recorrido, sin embargo, se puede medir alineamiento

de máquinas con buena precisión que están separadas hasta 20 metros.

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Las características de esta unidad son:

Láser

esta enfocada como el tipo semiconductor, longitud de onda en el rango infrarrojo 820

milímetros, energía de salida menores a 0.66 mwatt

Detector:

esta clasificado como semiconductor fotoeléctrico análogo biaxial con una resolución de 1 micra.

Bastidor:

la unidad de emisión del rayo láser y la unidad detector (que recibe el rayo láser reflejado) ambas

unidades están montadas en un bastidor de poli carbonato ABS resistentes a los impactos con

dimensiones aproximadas de 70X60X55 milímetros, con una tapa protectora, la temperatura de

trabajo es de 0º a 50ºC.

CABEZAL CON PRIMA REFLECTOR

La unidad prisma reflectora, como su nombre lo indica el haz de rayo láser a un plano paralelo al

eje de incidencia para ello este prisma reflector cuenta con una serie de espejos en forma de

cuñas, donde en cada unos de los espejos el ángulo de incidencia es igual al ángulo reflejado;

pero los espejos en forma de cuñas hacen que el rayo láser que llega sea paralelo al rayo que sale

y éste último es recibido en la unidad detector que informa al computador, el cual en función del

programa ordenado, evalúa y calcula en función del error o diferencia paralela o angular, la

posición de entrada en ambos planos coordenados.

Las características de esta unidad son:

Prisma con espejo de 90º

Bastidor de poli carbonato, con marcas que permiten la medición de su posición exacta.

Dimensiones aproximadas 70X50X30 milímetros con tapa protectora.

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COMPUTADOR OPTALING

El computador es en realidad la unidad más importante de este sistema de alineamiento, su

software especialmente diseñado para el desarrollo de los programas de alineamiento, cuenta con

una serie de funciones que permite el ingreso de datos como también la lectura y el

procesamiento de las mediciones activadas por la unidad detector de rayo láser.

La información de las mediciones de alineamiento llegan al computador directamente de la

unidad detector de rayo láser, esta información la recibe el computador a través de un cable

coaxial que activa las celdas del computador y desarrolla el programa presentando valores de

corrección en forma automática a medida que se va girando los ejes de las máquinas y se

establecen las posiciones coordenadas como posiciones de mediciones, los valores de corrección

se muestran en pantalla en forma de cifradas digital y dibujos de posición de las máquinas en

distintos planos.

Las características de esta unidad son:

Energía:

La energía de operación proviene de baterías alcalinas de una duración de 50 hrs. La energía del

computador alimenta y activa la unidad emisor láser a través de cable coaxiales.

Dimensiones

Las dimensiones del computador son 190 X65X170 milímetros

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Aplicación del sistema óptico

La metodología de alineación con el sistema Optaling ésta basado en una serie de programas de

computación correspondiente a casos específicos de alineación, cada programa esta diseñado en

forma de algoritmo con funciones y espacios para anotación de entradas de datos, de verificación

o de informes que permiten al computador el procesamiento y cálculo de desplazamiento

correctivos de alineación de las máquinas en sus diferentes planos.

Programas típicos de alineamientos

Programa de Verificación de pie suave

Programa básico de alineamiento en posición horizontal y vertical

Programa integral de alineamiento para corrección de elevación térmica y verificación de

acoplamientos

Programa de alineamiento de máquinas montadas en apoyos angulares

Programa de alineamiento de máquinas con acoplamientos a distancias

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Cálculos de alineamiento asistido por computador

En el año 1999 se pone en servicio un software llamado SHAFTKIT (versión 2.01) que permite

calcular la respuesta dinámica y el alineamiento en condiciones estáticas de una línea de ejes.

También se pueden efectuar cálculos de vibraciones torsionales, axiales y laterales que permite

calcular con mucha exactitud la deformación elástica de ejes bajo variadas condiciones de apoyo

y carga.

Con esta herramienta se puede modelar el comportamiento del eje y calcular deflexiones, cuñas,

cargas, momentos flectores, etc. Esta información permite efectuar lo que se llama

“Alineamiento Racional”, que consiste en acomodar la posición de los descansos de la línea de

ejes y de esta forma modificar a voluntad la carga sobre ellos. También se pueden inclinar los

descansos para adaptarse a la curva elástica del eje (Fair Curve Alignment), lo que es muy

conveniente cuando se tienen descansos largos (relación L/D>2).

A continuación se muestran algunos resultados de cálculos efectuados con este software :

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ALINEAMIENTO DE ALOJAMIENTOS

CUERDA DE PIANO

El uso de cuerda dentro del alineamiento, al igual que los anteriores descritos, cumple la función

de obtener la coaxialidad de los elementos a linear. La introducción de este sistema, se debió a la

necesidad de alcanzar grandes distancias en la alineación, actualmente reemplazado en dicho

sentido por instrumentos de mayor efectividad como es el caso del instrumental óptico, teniendo

por lo tanto, utilización actualmente en distancia relativamente cortas y en algunos casos

especiales.

Para su utilización se ha establecido una tabla que facilita su rápida ejecución, la cual considera

los efectos de curvatura por su propio peso, que produce una fibra al suspenderla en el espacio

sujeta por sus extremos, la cual es conocida con el nombre de CATENARIA o comúnmente

FLECHA tomando en cuenta el largo de la cuerda y la distancias de los elementos que se desean

alinear, para conocer la flecha en ese punto.

También se le da aplicación con mayor aceptación, pero escasa vez, en alineaciones en sentido

vertical donde no se producen los efectos de gravedad y uso de catenarias.

La cuerda es un hilo de acero con un diámetro de 0.5 milímetro, calculada para una tensión de 25

Kgs., el calculo de tensión para la cuerda esta basado en un material SAE 1095.

Para su utilización se contará con machinas adecuadas de acuerdo al elemento alinear y también

con un pasador roscado perforado a un extremo para amarrar la cuerda. En el caso en que se

pueda utilizar se adaptará un dinamómetro a la cuerda para controlar la tensión ejercida los

casos de mayor utilización, son los siguientes:

1. Cuando se ha de alinear las líneas de ejes y la embarcación se encuentra a flote

2. Cuando se desea alinear los descansos en los distintos movimiento de winche y

cabrestantes.

3. cuando se desea alinear agujeros que se encuentra a diferentes distancias.

En la etapa inicial de la alineación en cualquiera de los tres casos, corresponde al centrado en

cero a los extremos considerados como puntos de referencias, mediante la utilización de un

micrómetro de interior.

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En el primer caso, se tomará referencia el largo existente entre machón de la unidad motriz y

machón del eje propulsor, como también las distancias entre centros de los descansos, para el

posterior uso de la tabla, determinando las flechas existentes al centro de cada descansos.

Dichas flechas, cuyas unidades de medidas son milésimas de pulgadas, indicarán la cantidad de

lainas que se ha de agregar en la base de los descansos para llevarlos a la línea de alineación.

Efectuándose posteriormente la verificaciones al alineamiento mecánico.

En el segundo caso, todos los movimientos que existan en el, están constituidos por sistemas de

engranajes, por diseño convenientemente distribuidos, los que al engranar deberán tener un

perfecto contacto de sus dientes.

Es por esto, que se debe verificar los descansos que apoyan el eje, para volverlos a centrar en

caso de desalineamiento. Este se comprobará, tensado una cuerda desde un extremo al otro, los

cuales se centrarán a cero y serán los puntos de referencia para verificar la variación del centrado

ideal en los demás descansos, esta verificación se realizará con micrómetros de interior,

midiendo hacia los costados y altura. Luego, teniéndose el centro físico del descanso

comprobado y las lecturas tomadas, logrando con ello determinar el desalineamiendo existente.

En estos casos, el reacondicionamiento de los descansos una vez remetalados , consiste en llevar

el centro de la cuerda al físico, por lo que al mecanizar , se subirá la herramienta el total de las

milésimas que se encuentra caído y se desplazará el total de las milésimas que se encuentra

corrido.

En el tercer y último caso teniendo la primera etapa realizada, se procede a medir un cuarto

costado, en el pinzote y tintero, dejándose las referencias a un costado del calzo para el posterior

centrado del torno barra portátil.

Una instalación típica se muestra en la siguiente figura:

ARBOTANTE

CUERDA DE PIANO

CODASTEDESCANSO

FLANGE CAJA

REDUCTORA

CONTRAPESO

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Las medidas a controlar en cada alojamiento son : X1, X2, Y1 e Y2.

La desviación vertical que produce la catenaria debida al peso propio de la cuerda debe ser

tomada en cuenta, para lo cual se pueden utilizar tablas previamente calculadas, o bien calcular

esta desviación en cada caso en particular. Debido a este inconveniente este método no es

apropiado para líneas largas o en instalaciones muy exigentes.

ALINEAMIENTO ÓPTICO

El concepto es similar a la cuerda de piano, pero en este caso la “cuerda” es la línea óptica que se

establece entre el centro de la mira de un telescopio y blancos reticulados. Análogamente al caso

anterior, la línea óptica se establece con dos puntos de referencia dependiendo del componente a

ser alineado. El instrumento óptico esta constituido por algunos elementos que le dan la

simplicidad que lo caracteriza, debido a sus diseños sencillos y la facilidad a que son

maniobrados, este instrumento esta formado por elementos que a continuación se describe:

Telescopio del alineamiento:

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Es el elemento principal del instrumento óptico, compuesto principalmente por dos tambores

micrométricos que obtienen la medición de desalineamientos con un margen de ± 0.050”,

ubicado uno de ellos en la parte superior, que regula los desplazamientos hacia arriba y abajo en

el eje “Y” de las coordenadas, un segundo ubicado al costado izquierdo regulando los

desplazamientos de izquierda a derecha o viceversa en el eje “X” de las coordenadas, los

micrómetros se encuentran dividido el vernier para mediciones de rangos verticales y

horizontales de ± 1.2 milímetros, con un rango de precisión es de 0.02 milímetros y un tercer

tambor que permite regular el enfoque del objetivo en una distancia comprendida desde cero a

infinito, graduados en pie o metros, en el caso especial del instrumento indicado en la figura,

telescopio marca Taylor-Hobson, modelo 112/537, el que tiene una precisión de 0,05 mm a 30 m

de distancia. Cuenta con diferentes accesorios, como ser: miras graduadas, espejos reflectores,

bases, prismas.

En su extremo de mira esta compuesto de un regulador adaptable a la vista del operador en los

casos en que este tuviera una deficiencia visual, y posteriormente al extremo del cañón óptico,

lleva un espejo plano en que lleva impreso en su superficie, un blanco por medio del cual se

obtiene la concentricidad del centro óptico del instrumento con el centro físico de las piezas, que

están simulados con porta blancos.

Porta blancos regulables, su función es llevar el blanco en su interior, al interior de la pieza

simulando su centro físico al que posteriormente se ha de enfocar.

Las piezas en si, se asemeja a una cruceta. Lleva tres brazos constituidos por micrómetros de

interior que miden de 0” a 1”.

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Constituyen además a este elemento del instrumental óptico, varias piezas secundarias que

permiten al acondicionamiento de los micrómetros al diámetro interior de la pieza que se ha de

alinear.

Mesa de Conos

Este elemento la constituyen dos pares de conos regulables, por medio de los cuales se puede

central el instrumento respecto de los blancos ubicados en el interior de las piezas

Estos son regulables normalmente por el operador una vez montado el instrumento, para darle

desplazamiento hacia arriba o abajo o bien, hacia los costados.

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Formas operativas de los elementos

Justamente con describir la forma como se opera el instrumental óptico, se dará a conocer en que

casos y condiciones es aplicado un alineamiento óptico.

Generalmente en la práctica, es ejecutado un alineamiento en una línea de ejes en dos formas,

cuya diferencia operativa radica en su modo de ser efectuado y en el uso de algunos implementos

no mencionados anteriormente. Las formas mencionadas se pueden describir de la siguiente

manera:

A. Cuando es aplicado desde dentro hacia fuera.

Este, es ejecutado desde la cara del machón de la máquina hacia el último descanso de la

línea, de acuerdo a dos condiciones, una puede ser cuando el descanso se encuentra corroído o

deformado, de manera que no se puede ubicar un porta blanco en su interior. Y otro, cuando se

desea comprobar el desalineamiento del descanso de adelante respecto al último descanso de la

línea, cuyo casos la máquina no ha sido movida.

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B. Cuando es aplicado desde afuera hacia dentro.

Contrario al anterior se ejecuta desde el último descanso hacia el machón de la máquina, este

tipo de alineamiento es empleado para corregir la desviación de la máquina en su fundación, así

también es aplicado cada vez que se desmonta la línea de ejes para obtener el centrado correctos

entre los descansos y el machones.

Describiremos a continuación la primera de las formas mencionadas, para dar a conocer como se

opera el instrumento y como se aplican algunos elementos a que no se les a hecho mención, las

operaciones a realizar son:

Se acopla la machina al machón de la máquina, de modo que el lente quede un tanto

excéntrico respecto del centro del machón.

Se aplica el flexi-glass y sobre el, el papel diamante, en el extremo del tubo del descanso

a delante.

Se sobrepone el porta blanco manual sobre el papel, el que es sostenido por un operario

que se encuentra trabajando de acuerdo con el operador del lente por medio de

transmisiones de secuencia de operación hablada, con walk-IE and Talk-IE .

El operador proyecta un punto desde el lente hacia el blanco, el que es captado por el

operario del blanco por instrucciones habladas a distancia del operador del lente.

Ahora, el operador procede a girar el machón unos 45º y el operario efectúa la misma

operación anterior. Esta operación se puede efectuar varias veces siendo necesarias solo

tres puntos, para ubicar el centro de proyección óptica.

Una vez ubicado el centro físico, de acuerdo a trazos efectuados sobre el diamante, se

efectúan comparaciones de medidas entre el centro de proyección óptica, al centro físico.

Si las medidas se aproximan a cero el descanso estaría en buenas condiciones aun. En

caso contrario, el descanso estaría malo de acuerdo a los diámetros y tolerancia de

trabajos.

Para efectuar su reparación, se considera el centro de proyección óptica y se trazan

círculos de referencias para su rectificación posterior.

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Entraremos ahora a describir el segundo caso del alineamiento, realizando la proyección desde el

descanso hacia el machón, se ha de realizar con anterioridad, un trazado en la cara del machón en

busca de su centro físico, para su posterior proyección.

El proceso de ejecución es el siguiente:

Se instala la machina, preparada con anterioridad, un tanto separada del último descanso

y para que sirva de apoyo para la mesa de los conos y el lente óptica.

Se instalan los porta blancos a ambos extremos de la línea de descansos, graduándose

todos los micrómetros a una misma medidas, de modo que queden fijo en el interior del

descanso e introducidos todos a una misma distancias.

Se procede ha introducir en los porta blancos, los blancos respectivos los que simularan

los centros físicos, una vez que se hallan centrados los primeros.

Una vez dispuesto el lente, se centra el centro de proyección óptico con el centro físico

del descanso, de manera que los centros de ambos blancos usados se encuentren en el

centro de proyección del lente. Previamente ha esta operación el operador deberá tener la

precaución que los tambores micrométricos se encuentren ha cero en su graduación.

Una vez centrado el centro óptico con el físico en el descanso de popa, el centro óptico se

proyecta hacia la cara de trazado del machón, mediante el tambor regulador de enfoque

ha distancia, cuya medida se obtiene en pies. Posteriormente el operador procederá a

tomar lecturas de la variación que existe entre ambos centros proyectados, mediante los

dos tambores micrométricos obteniéndose las variaciones de superior e inferior con uno y

de izquierda a derecha o viceversa con el otro.

Sucede algunas veces que estos desalineamientos, en la cara del machón, no pueden

ser medidos por los tambores micrométricos del lente, es decir, que es mayor a la

graduación de 0.050” de cada tambor, por esto, es que en la practica se acostumbra ha

usar la regla de un pie de metro en milésimas de pulgadas. Ubicado en el trazado del

machón, tratando para facilidad de lectura del operador del lente, hacer coincidir una de

las rayas divisoria con dicho centro.

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A continuación se muestra una línea óptica típica:

En cada uno de los blancos, la excentricidad queda determinada por las medidas “x” e “y”,

medidas directamente en el retículo del telescopio.

TOLERANCIAS DE ALINEAMIENTO

No se ha llegado a consenso entre los fabricante y usuarios de maquinas respecto al

desalineamiento aceptable una autoridad en el tema recomienda que el desalineamiento se ha

menor que el 0.0005” por pulgada de separación entre los extremos de los ejes. Así, para una

separación de ejes de 24” la tolerancia de desplazamiento será de 0.012”. Mientras esto puede ser

un valor aceptable para equipos de alta velocidad, parece innecesariamente riguroso para

maquinaria de baja velocidad.

Una recomendación entregadas por fabricantes de acoplamientos en los EE.UU. para

acoplamientos de engranajes, sugiere que el desalineamiento se ha mantenido bajo los valores

proporcionados en la figura de muestra a continuación.

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Este grafico de componentes de deslizamiento VS velocidad del eje, requiere que el máximo

desplazamiento de eje permisible igual a la mitad de la lectura total del indicador (TIR). Se ha

calculado para acoplamientos Standard.

TIR = (L/P) + 1; donde, L es igual a la longitud entre los centros de los dientes en el

acoplamiento y P es igual al diámetro Pitch de los dientes del acoplamiento.

Finalmente los valores recomendados por John Piotrowsky, se muestran en la figura, la que

entrega valores de tolerancias VS RPM del eje.

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