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Calculadora de tolerancia de alineación de ejes
Determine las tolerancias permisibles de desplazamiento y desalineación angular para maquinaria rotativa en función del tipo de acoplamiento y la velocidad de funcionamiento.
Resultados
Fundamentos de alineación de ejes
La alineación de ejes garantiza que las líneas centrales de rotación de las máquinas acopladas sean colineales en condiciones de funcionamiento. La desalineación es la causa más común de fallos prematuros de rodamientos y sellos en maquinaria rotativa.
Tipos de desalineación
- Desplazamiento (Paralelo) — Las líneas centrales de los ejes son paralelas, pero están desplazadas. Se mide en mm en el acoplamiento.
- Angular — Las líneas centrales de los ejes se intersecan en un ángulo. Se mide en mm/100 mm o milirradianes (mrad).
Pautas de tolerancia por velocidad
Los valores escalonados por rpm que figuran a continuación son reglas prácticas ampliamente utilizadas en el sector que proceden de la práctica de alineación láser de ejes (tablas de tolerancias publicadas por fabricantes de sistemas de alineación como Prüftechnik y Fixturlaser); no están definidos por una norma ISO. Las normas de acoplamientos como ISO 14691 (acoplamientos flexibles para aplicaciones de uso general en las industrias del petróleo, petroquímica y gas natural) especifican requisitos del acoplamiento, incluida la capacidad de desalineación; remítase siempre a los datos del fabricante del acoplamiento.
| Rango de velocidad | Desplazamiento (mm) | Angular (mm/100 mm) |
|---|---|---|
| ≤ 750 RPM | 0.10 | 0.15 |
| 750 – 1500 RPM | 0.08 | 0.10 |
| 1500 – 3000 RPM | 0.05 | 0.07 |
| 3000 – 6000 RPM | 0.03 | 0.04 |
| > 6000 RPM | 0.02 | 0.03 |
Correcciones del tipo de acoplamiento
- Flexible general — tolerancia base (×1,0)
- Flexible de alto rendimiento — más apretado (×0,5)
- Acoplamiento rígido — más estricto (÷2, equivalente a ×0,5)
Ejemplo práctico
Dada: Velocidad = 1500 RPM, Acoplamiento = Flexible general, Espaciador = 100 mm
Rango de velocidad: 750–1500 RPM → Desplazamiento = 0,08 mm, Angular = 0,10 mm/100 mm
Corrección de acoplamiento: ×1,0 (flexible general)
Tolerancia de desplazamiento = 0,08 milímetros
Tolerancia angular = 0,10 mm/100 mm = 1,00 mrad
Diferencia de espacio en el espaciador = 0,10 × 100/100 = 0,10 milímetros
⚠️ Nota: Estas son pautas generales de la industria. Consulte siempre las especificaciones del fabricante del acoplamiento, que pueden ser más ajustadas o más flexibles según el diseño específico. Tenga en cuenta la dilatación térmica en máquinas que funcionan a altas temperaturas.
La alineación de ejes es el proceso de posicionar dos o más ejes acoplados de modo que sus líneas centrales de rotación sean colineales en condiciones de funcionamiento. Una alineación adecuada minimiza la vibración, reduce las cargas sobre rodamientos y sellos, disminuye el consumo de energía y prolonga la vida útil de la maquinaria.
Los estudios demuestran que hasta el 50% de todas las averías en maquinaria rotativa están relacionadas con la desalineación.
La desalineación paralela (offset) ocurre cuando las líneas centrales de dos ejes son paralelas pero están desplazadas vertical y/u horizontalmente entre sí.
La desalineación angular ocurre cuando las líneas centrales de los ejes se cortan formando un ángulo en el acoplamiento o cerca de él.
En la práctica, la mayoría de las desalineaciones son una combinación de componentes paralela y angular.
La precisión de la alineación depende de la velocidad de funcionamiento y del tipo de acoplamiento. Tolerancias típicas para acoplamientos flexibles:
- 1500 RPM: 0,08 mm paralela (offset), 0,10 mm/100mm angular
- 3000 RPM: 0,05 mm paralela (offset), 0,07 mm/100mm angular
- 6000+ RPM: 0,02 mm paralela (offset), 0,03 mm/100mm angular
Los acoplamientos rígidos y los acoplamientos flexibles de alto rendimiento requieren aproximadamente la mitad de estos valores.
Los sistemas de alineación láser son más rápidos, más precisos (±0,01 mm), ofrecen visualización del movimiento en tiempo real y calculan automáticamente las correcciones de lainas y patas. Son la mejor opción para la mayoría de las aplicaciones.
Los relojes comparadores tienen un menor coste, son adecuados para comprobaciones sencillas en un plano y pueden alcanzar una precisión de ±0,02–0,05 mm con una técnica cuidadosa. Requieren mayor habilidad y tiempo.
Para maquinaria crítica de alta velocidad, se recomienda encarecidamente la alineación láser.
La desalineación genera fuerzas dinámicas proporcionales al cuadrado de la velocidad de rotación. Una desalineación determinada a 6000 RPM produce 16 veces más fuerza en comparación con 1500 RPM.
Unas fuerzas más elevadas provocan:
- Desgaste acelerado y fatiga de los rodamientos
- Fallo prematuro de los sellos mecánicos y retenes
- Mayores niveles de vibración
- Mayor consumo de energía
- Posible fallo por fatiga del acoplamiento
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
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Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
