alineación

2.2 Vibraciones

„Las vibraciones horizontales indican desbalanceo (H) „Las vibraciones verticales indican desgaste o soltura de la fundación (V) „Las vibraciones axiales indican desalineamiento (A)

2.2 Vibraciones

 Alineamiento de Maquinaria Rotativa

Horarios Relator:

Luis Ossandón Arauna

9 y 10 de Junio del 2009 Mañana: 8:00  –  12:30 Tarde:

13:30  –  17:00

Durante el curso APAGAR celulares

Temario 1.- Introducción a la alineación de ejes 2.- Beneficios de la alineaci ón de ejes 3.- Alineación de ejes horizontales 4.- Generalidades sobre alineaci ón con láser  5.- Movimientos dinámicos 6.- Prealineación

Introducción a la Alineación de ejes

1 Introducción a la alineación de ejes



1.1 Elementos esenciales en el ejes



1.2 Procedimientos de alineamiento



1.3 Métodos de alineación

alineamiento de

1.1 Elementos escenciales en la alineaci ón de ejes



1.1.1

Centros Rotatorios



1.1.2

Colineación



1.1.3

Dasalineación



1.1.4

Medición de Desalineamiento



1.1.5

Tipos de desalineación



1.1.6

Tolerancias de alineamiento

1.1.1 Centros Rotatorios

Todos los ejes, estén rectos o flectados, giran en un eje llamado “Centro Rotatorio” Los centros rotatorios generan una línea recta

1.1.2 Colineación

Se dice que dos ejes están colimados cuando sus centros rotatorios forman una sola línea

1.1.3 Desalineaci ón

Dos ejes están desalineados cuando sus centros rotatorios no son colineales

1.1.4 Medición de Desalineación

Las máquinas serán designadas como “Fija” y “Móvil”

Máquina Fija

Máquina Móvil

1.1.4 Medición de Desalineación

El centro de rotación de la “Máquina Fija” es la línea de referencia

Y

X

1.1.4 Medición de Desalineación

La desalineación se determina al encontrar la posición del centro de rotación de la máquina Movil respecto de la Fija, en los dos planos

Y

X

1.1.4 Medición de Desalineación

 Vista desde arriba

 Vista desde el costado

Desalineación en el plano Horizontal

Desalineación en el plano Vertical

1.1.5 Tipos de desalineación

Desalineamiento Paralelo

Desalineamiento Angular

1.1.5 Tipos de desalineación Desalineamiento Paralelo

350 mm

250 mm

500 mm

+ 0,38 mm + 0,05 mm

- 0,12 mm

- 0,35 mm

1.1.5 Tipos de desalineación Desalineamiento Angular

350 mm

250 mm

500 mm

+ 0,38 mm + 0,05 mm

- 0,12 mm

- 0,35 mm

Pendiente =

Punto 2 - Punto 1 Distancia entre los puntos

1.1.6 Tolerancias de alineamiento

1.2 Procedimientos de la alineaci ón de ejes



1.2.1

Procedimiento de verificación



1.2.2

Procedimiento de corrección de alineación



1.2.3

Las etapas en el proceso de alineación

1.2.1 Procedimiento Verificaci ón de alineación

Se uitlizará una verificación cuando queramos determinar y documentar las condiciones de alineación.

 Medir la desalineación inicial  Documentar  Evaluar

1.2.2 Procedimiento Corrección

 Realizar pre-alineamiento   Verificar el “Pié Flojo”  Medir la alineación  Evaluar  Corregir  Repetir para obtener valores iguales  Documentar

1.2.3 Etapas en el proceso de alineaci ón

„

Crecimiento térmico

„

Selección del método de alineación

„

Identificación del equipo (móvil-fijo)

„

Pié flojo

Se asegura que los centros de giro de las máquinas están lo suficientemente cercanos para aplicar correctamente el mótodo de alineación seleccionado (1,5 mm paralelo ‟ 1,5 mm/100 angular)

En esta etapa se espera que se logre el alineamiento con la presición necesaria para el equipo en cuestión (dentro de las tolerancias) es

1.3 Métodos de alineación

1.3.2 Métodos Mecánicos

Para la medición del desalineamiento paralelo se utiliza una reglilla de presición  y un feeler

Para la medición del desalineamiento angular se mide directamente con la regla la diferencia entre dos puntos ubicados a 180°

1.3.2 Métodos Mecánicos Método de relojes comparadores ‟ “Borde/Cara”

El reloj del Borde mide el desalineamiento paralelo

El reloj de la Cara indica el desalineamiento angular

Lectura en Borde

Lectura en Cara

1.3.2 Métodos Mecánicos Método de relojes comparadores ‟ “Reverso”

Lectura en Dial N °1

Es ampliamente conocido como el método preferido de alineamiento de ejes

 Ambos relojes miden el desalineamiento paralelo en los bordes. El error angular es la pendiente entre dos valores de error paralelo

Lectura en Dial N °2

Es fácil de graficar y calcular los valores de corrección

1.2.3 Métodos Láser  Emisor Láser Prisma

Sistema de un láser con uno o

Receptor Láser

dos receptores láser Emisor Láser

Receptor

Receptor

Sistemas de doble láser usando el método de los relojes inversos

Beneficios de la alineación de ejes

2.- Beneficios de la alineación de ejes



2.1 Por qué es importante la alineación de ejes



2.2 Vibraciones



2.3 Consumo de energía



2.4 Desgaste de componentes mecánicos

2.1 Por qué es importante la alineación de ejes Cuando dos ejes están desalineados, se generan fuerzas no deseadas en los acoplamientos

Estas cargas no deseadas son transmitidas a otros componentes mecánicos, como rodamientos, retenes, soportes etc.

2.1 Por qué es importante la alineación de ejes

Estudios realizados en los últimos 10 años, revelan que más de un 50% de las detenciones de máquinas están relacionados con un alineamiento deficiente

 Algunos estudios revelan que más del 90% de las máquinas trabajan fuera de las tolerancias recomendadas

2.2 Vibraciones

2.3 Consumo de energí a Un correcto alineamiento de maquinaria puede reducir el consumo de energía hasta en un 15% en algunos casos

2.3 Consumo de energí a Para calcular el ahorro de energía: „Mida el consumo de energía antes y después del alineamiento (Amp) „Calcule la diferencia (Amp) „Obtenga los datos del motor „Obtenga los costos de energía ($/kW) „Calculos el ahorro de energía con la formula:

2.3 Consumo de energí a Ejemplo: Potencia del motor: 30 hp  Voltaje:460 Volts Factor de Potencia: 0,92 Diferencia de consumo: 4 Amps

 Ahorro anual :8.760 (hrs/año) x 2931 (kW/hr) x 0,065 ($/kW)*

 Ahorro anual :$1.668.911

2.4 Desgaste en componentes mec ánicos

„El aumento de carga reducirá exponencialmente su  vida. „El duplicar la carga, la vida de diseño se reduce en 8 veces „La vida esperada del rodamiento se calcula a partir de:

2.4 Desgaste en componentes mec ánicos

„Un alineamiento deficiente puede producir una reducción de la vida esperada del sello entre un 50% y  70%. „Problemas de lubricación pueden ser producidos por un inadecuado alineamiento de los ejes.

2.4 Desgaste en componentes mec ánicos

Indicaciones de desalineamiento: „El acoplamiento toma tempedreatura. „Desgaste del elemento en el interior del acople. „Excesivo desgaste en los dientes en los acoples tipo engranage

 Alineación de ejes Horizontales Métodos de Cálculo

3. Alineación de ejes horizontales



3.1 Elementos escenciales de alineación comparador



3.2 Método de alineación Borde/Cara



3.3 Método Reverso

 – 

Métodos de cálculo

con reloj

3.1 Elementos escenciales de alineaci ón con relojes comparadores Si el palpador se mueve hacia fuera de la caja, indica lecturas negativas (sentido antihorario) •Si el palpador se mueve hacia la caja, indica lecturas positivas (sentido horario) Aguja •

Aguja Cara

Seguro

Caja

Vástago para montaje Palpador

3.1.2 Flexión de la barra del reloj

„Flexión de la barra del reloj

Factores que afectan esta flexion: „Peso del reloj y las otras partes que lo sostienen „Longitud de la barra „Rigidez de los materiales „Geometría de la disposición

3.1.2 Flexión de la barra del reloj Para determinar la flexión de la barra

„En un tubo rígido ubique el palpador tal cual lo hará durante la medición de alineación. „Posicione el indicador a las 12:00 y haga cero „Gire las fijaciones a las 6:00 y mida la magnitud de la flexión

3.1.2 Flexión de la barra del reloj

„Para lecturas dónde el dial normalmente se pone en cero, a las 12:00 y luego se gira a las 6:00, ponga el dial hacia el  valor

de combadura en la posición de las 12:00

„Para lecturas dónde el dial normalmente se pone en cero, a las 6:00 y luego se gira a las 12:00, ponga el dial hacia el  valor

de combadura en la posición de las 6:00

3.1.3 Medición del paralelismo usando relojes

1.- Ponga el dial hacia el valor positivo de la combadura en la posición N °1 (9 ó 12)

2.- Gire los ejes 180 ° hasta la posición N °2 (3 ó 6)

3-. Almacene la lectura (TIR) y divídala por 2

Paralelismo = TIR/2

3.1.4 Medición de la desalineaci ón angular usando relojes

1.-Ponga el dial en la posición axial y haga cero a las 12:00 o a las 9:00 2.-Gire ambos ejes 180° 3.-Almacene el valor medido y divídalo por el diámetro del circulo circundado por el palpador  Angularidad = TIR/Diámetro

3.1.5 Exactitud de la lectura del reloj

Para asegurar la exactitud de las lecturas, considerar: „Tomar las lecturas en la posición de las 6:00, 9:00,12:00 y 3:00. Usar un nivel de burbuja „ Verificar que la aguja vuelve a cero al volver al punto de partida „ Verificar el Backlach del acoplamiento „ Verificar los signos de las lecturas „ Validar las lecturas

3.1.5 Exactitud de la lectura del reloj

Regla de validación: Arriba+Abajo = Izquierda + Derecha

3.2 Método de alineación Borde/Cara

El reloj del Borde mide el desalineamiento paralelo

El reloj de la Cara indica el desalineamiento angular

Lectura en Borde

Lectura en Cara

3.2 Método de alineación Borde/Cara

: Diámetro recorrido por el palpador axial

: Distancia entre el palpador de borde y el primer perno de la máquina Móvil

: Distancia entre los pernos de la máquina móvil

3.2 Método de alineación Borde/Cara

1.- Gire los relojes a la posición de las 12:00 2.- Corrija la flexión de la barra 3.- Ponga en cero la aguja

LC

4.- Registre los valores de ambos relojes a las 12:00 5.- Gire los relojes a las 3:00 6.- Registre la lectura de ambos relojes 7.- Gire los relojes a las 6:00 8.- Registre la lectura de ambos relojes 9.- Gire los relojes a las 9:00 10.- Registre la lectura de ambos relojes 11.- Gire los relojes a las 12:00 asegúrese que retornan a la lectura ini cial

LB

3.2 Método de alineación Borde/Cara

Interpretación de los datos

Lectura del reloj de Borde (LB) Desalineamiento Paralelo =

Desalineamiento Angular =

2

Lectura del reloj de Cara (LC)  A

3.2 Método de alineación Borde/Cara +

0,09

-

 A: 100 mm

0,24

B: 200 mm 0,00

LC

+

0,4

C: 500 mm

Desalineamiento Angular =

LB 0,00

0,00

Desalineamiento Paralelo =

0,00

-0,24 2 0,09

= -0,12 mm = 0,0009 mm

= 0,09 mm/100mm

100 Desalineamiento Paralelo = Desalineamiento Angular =

-0,8 2 0,4 100

= -0,4 mm = 0,004 mm

= 0,4 mm/100mm

-

0,8

3.2 Método de alineación Borde/Cara Calculo de la posicición de las patas

PD =

PT =

LC  A

LC  A

xB

+

x (B+C)

+

LB 2

LB 2

3.2 Método de alineación Borde/Cara +

0,09

-

 A: 100 mm

0,24

B: 200 mm 0,00

LC

+

C: 500 mm

0,4

0,00

LB 0,00

0,00

PD =

PT =

0,09 100

0,09 100

x 200

+

x (200+500)

- 0,24 2

= 0,06 mm

+

- 0,24 2

= 0,51 mm

-

0,8

3.2 Método de alineación Borde/Cara

  5  ,   0   6   0  ,   0

  2   1  ,   0    =   2    /   B   L

  9   0  ,   0   =   C   L

 A=100

B=200

C=500

3.2 Método de alineación Borde/Cara

 Verticales:

Determinar la posición vertical de la máquina movil usando el método gráfico o matemático  Valores (+) indican que la máquina está alta sacar lainas  Valores (-) indican que la máquina está baja  poner lainas Siempre poner o sacar lainas (precortadas) de ambas patas delanteras y traseras

Siempre usar el torque especificado por el fabricante del equipo.

3.2 Método de alineación Borde/Cara

Horizontal: Usando relojes comparadores en las patas de la máquina móvil

Determinar la posición de cada pata usando el método gráfico o matemático  Valores (+) indican que la máquina está hacia la derecha  mover hacia la izq.  Valores (-) indican que la máquina está hacia la izquierda  mover hacia la der. Siempre usar “pernos gato” Posicionar los relojes en las patas, mueva la máquina observando los relojes hasta corregir

3.2 Método de alineación Borde/Cara

Horizontal: Usando relojes en el acople de la máquina móvil

Determinar la posición de cada pata usando el método gráfico o matemático  Valores (+) indican que la máquina está hacia la derecha  mover hacia la izq.  Valores (-) indican que la máquina está hacia la izquierda  mover hacia la der. Siempre usar “pernos gato” Girar los relojes a las 9:00, hacer cero Girar los relojes a las 3:00  Ajustar los relojes a la mitad de sus valores Mueva la pata delantera observando el reloj de cara que vaya a cero Mueva las patas traseras observando el reloj de borde que vaya a cero Repetir hasta que ambos relojes sean cero

3.3 Método Reverso  Visión General  Ampliamente conocido como “el método preferido” de alineamiento de ejes

„El dial estacionario mide el paralelismo en un plano a lo largo del eje estacionario „El dial móvil mide el paralelismo en un plano a lo largo del eje móvil „Las dos mediciones de paralelismo, junto con la disposición de las fijaciones y las dimensiones de las máquinas, dan una posición relativa del eje móvil, a través de cálculos o gráficos

3.3 Método Reverso Distancias

 A = Distancia entre los palpadores B = Distancia entre el palpador móvil y la primera pata de la máquina móvil C = Distancia entre las patas de la máquina móvil

3.3 Método Reverso Signos en el método reverso Los signos difieren según la disposición utilizada En la disposición de relojes opuestos, los signos

deben cambiarse

No se cambian los signos porque los relojes tienen la misma dirección, pero están en sentidos opuestos

3.3 Método Reverso Signos en el método reverso Los signos difieren según la disposición utilizada En la disposición estándar, los signos

deben cambiarse

Se cambian los signos porque los relojes tienen la misma dirección, y están en el mismo sentido

3.3 Método Reverso

En la disposición estándar:

 Al hacer cero a las 12:00 (para la medición vertical) o a las 3:00 (para medición horizontal), el signo del reloj movil (DM) debe ser invertido, de menos a mas o de mas a menos

 Al hacer cero a las 6:00 (para la medición vertical) o a las 9:00 (para medición horizontal), el signo del reloj fijo (DE) debe ser invertido, de menos a mas o de mas a menos

3.3 Método Reverso Medición de desalineamiento vertical

Girar los relojes a las 12:00  Ajustar la flexión positiva en ambos relojes Gire ambos ejes a las 6:00 Registre los valores de ambos relojes, DE y DM

Para el caso del desalineamiento horizontal, el procedimiento es igual, sólo considerar la posición de las 3:00 y  9:00, e invertir el signo del DE

3.3 Método Reverso Interpretación de las lecturas

Desplazamiento del lado estacionario = DE/2 Desplazamiento del lado Móvil = DM/2 (Invertir el signo de ‟ a + o de + a -)

Desplazamiento del lado estacionario + Desplazamiento lado móvil 2

Desplazamiento lado móvil - Desplazamiento del lado estacionario  A

3.3 Método Reverso Ejemplo:

 A: 100 mm B: 200 mm C: 500 mm DE: - 0,6 mm - 0,3 mm DM: - 0,5 mm  - 0,25 mm

-0,3

Desalineamiento Paralelo =

+ (- 0,25)

= - 0,275 mm

2

- (- 0,3)

(-0,25) Desalineamiento Angular =

100

=0,0005 mm/mm

= -0,05 mm/100mm

3.3 Método Reverso Calculo de la posicición de las patas

PD =

DM - DE

x (B)

+ DM

 A

PT =

DM - DE  A

x (B + C)

+ DM

3.3 Método Reverso En el ejemplo  A: 100 mm B: 200 mm C: 500 mm DE: - 0,6 mm -0,3 mm DM: +0,5 mm  - 0,25 mm

PD =

(-0,25)

- (-0,3)

x 200

+ (-0,25)

= - 0,15 mm

100

PT =

(-0,25)

- (- 0,3) 100

x (200+ 500)

+ (-0,25)

= 0,1 mm

3.3 Método Reverso

PT = 0,1

  3  ,   0    =   E   D

  5   2  ,   0    =   M   D

PD = - 0,15

Generalidades sobre alineación con láser

4.1 La tecnologí a de la luz láser  Los instrumetos que utilizan la luz láser se componente tres componentes

Emisor Receptor Una unidad de despliegue con software

La luz láser se desplaza en linea recta r ecta sin ser afectada por la gravedad.

El receptor de luz láser se utiliza para medir la posición de la luz, la que convierte en una señal eléctrica que se utiliza para los futuros cálculos de alineación. La unidad de despliegue es la interfaz entre el usuario usu ario y los recptores. Realiza todos los cálculos necesarios para ejecutar la alineación

Los movimientos dinámicos

5.1 Apreciación General

Existe una gran variedad de efectos que pueden afectar la posición relativa de las dos máquinas. Se estima que un 60% de las máquinas están sometidos a estos efectos; en la mayoría de los casos son insignificantes

Efectos Térmicos Efectos Mecánicos

5.2 Efectos Térmicos

La dilatación de los materiales por efectos de temperatura es uno de los efectos más importantes que puede influir en la alineación de las máquinas

5.2 Efectos Térmicos La dilatación se calcula con : DL = L x a x DT

Donde: DL: Aumento o disminución del largo de la pieza

L: Largo de la pieza a: Coeficiente de dilatación del material DT: Diferencia de temperatura de la pieza

5.3 Efectos Mecánicos

Dentro de los efectos mecánicos mas comunes tenemos: Tensión de las tuberías En el caso de bombas y maquinaria de fluidos Cuñas de aceite Se observa principalmente en aplicaicones con descansos metalados Fluido a presión Se observa en maquinaria pesada, por ejemplo turbinas de vapor

5.4 Compensaciones Especificadas

En el caso de los efectos témicos, los fabricantes de equipos especifican las desalineaciones necesarias para que cuando el equipo entre en operación (alcance la temperatura de traba jo, éste quede alinado