What is thermal growth in shaft alignment?

Thermal growth is the vertical expansion of a machine's centerline height as it heats up from ambient to operating temperature. The formula is ΔH = H × α × ΔT, where H is foot-to-centerline height, α is the coefficient of thermal expansion, and ΔT is the temperature rise.

Why pre-offset cold alignment?

Machines are aligned cold but run hot. If both machines grow by different amounts, perfect cold alignment results in misalignment at operating temperature. Pre-offsetting the cold alignment by the expected differential growth ensures alignment when hot.

How do I determine operating temperature?

Operating temperatures can be measured on running equipment using infrared thermometers or contact probes at the bearing housing or machine feet. Typical values: electric motors 60–90°C, pumps 40–70°C (process dependent), steam turbines 80–200°C.

What are typical temperatures for motors and pumps?

Electric motors typically operate at 60–90°C at the casing. Centrifugal pumps range from 40–70°C for cold water service, but can be much higher for hot process fluids. Steam turbines may reach 150–300°C. Gearboxes typically operate at 50–80°C.

What is a hot alignment check?

A hot alignment check is performed while the machine is at operating temperature (immediately after shutdown). It verifies that the thermal growth predictions were correct and the machines are aligned under actual operating conditions. This is the gold standard for validating alignment.

Herramienta de ingeniería gratuita

Compensación de dilatación térmica para alineación de ejes

Calcule el crecimiento vertical de la línea central debido a la dilatación térmica para las máquinas motrices y movidas. Determine el objetivo de pre-desplazamiento en frío para lograr la alineación a la temperatura de operación.

Motriz + Movida ΔH = H × α × ΔT Objetivo de desplazamiento en frío

Temperatura ambiente (°C)

Ingrese los datos de ambas máquinas a continuación. La diferencia determina el pre-desplazamiento en frío.

Motriz (p. ej. Motor)

Tipo de máquina

Material

Altura H desde la base hasta la línea central (mm)

Temperatura de operación (°C)

Movida (p. ej. Bomba)

Tipo de máquina

Material

Altura H desde la base hasta la línea central (mm)

Temperatura de operación (°C)

Preajustes rápidos

Resultados

Objetivo de pre-desplazamiento en frío (Crecimiento diferencial)

—

Crecimiento térmico de la motriz

—

Crecimiento térmico de la movida

—

ΔT de la motriz

—

ΔT de la movida

—

Fórmula de crecimiento térmico

Cuando una máquina se calienta, su bastidor se expande verticalmente, elevando la línea central del eje:

H — altura desde la base hasta la línea central (mm)
α — coeficiente de dilatación térmica (×10⁻⁶ /°C)
T_op — temperatura de operación (°C)
T_amb — temperatura ambiente (°C)

Valores de CTE de los materiales

Material	α (×10⁻⁶ /°C)
Acero al carbono	12.0
Hierro fundido	10.5
Acero inoxidable (304/316)	16.0
Aluminio	23.0

Temperaturas de operación típicas

Tipo de máquina	Temp. típica de la carcasa (°C)
Motor eléctrico	60 – 90
Bomba centrífuga (agua fría)	40 – 70
Turbina de vapor	80 – 200
Caja de engranajes	50 – 80
Compresor	60 – 120

Ejemplo práctico

Ejemplo — Tren Motor + Bomba

Datos: Ambiente = 20°C

Motor: H = 200 mm, Acero (α = 12×10⁻⁶), T_op = 80°C

Bomba: H = 250 mm, Acero (α = 12×10⁻⁶), T_op = 60°C

ΔH_motor = 200 × 12×10⁻⁶ × (80 − 20) = 0.144 mm

ΔH_bomba = 250 × 12×10⁻⁶ × (60 − 20) = 0.120 mm

Diferencia = 0.144 − 0.120 = 0.024 mm

El motor se dilata más → coloque el motor 0.024 mm MÁS BAJO durante la alineación en frío.

💡 Consejo: La máquina que se dilata más debe colocarse MÁS BAJO en la alineación en frío. Cuando ambas se calientan, la dilatación diferencial las lleva a la alineación.

⚠️ Nota: Este cálculo asume una dilatación térmica uniforme del bastidor de la máquina. En la práctica, los gradientes térmicos, la tensión de las tuberías y los efectos de la cimentación pueden causar movimientos adicionales. Verifique siempre con una comprobación de alineación en caliente cuando sea posible.