alineamiento mecanico
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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
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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
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
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.
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
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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).
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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
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
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”
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”
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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
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
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
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)
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
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.
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”.
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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