Comprendiendo la alineación láser de ejes
Alineación de ejes con láser es una técnica de medición de alta precisión que se utiliza para alinear en una línea recta real los ejes de rotación de dos o más máquinas acopladas, como un motor y una bomba. El objetivo es que los ejes estén colineales cuando las máquinas funcionan a su temperatura y carga normales de funcionamiento, y no solo cuando están frías y paradas. Junto con la precisión equilibrando, la alineación es uno de los dos pilares de la baja vibración en maquinaria rotativa.
1. Definición: ¿Qué es la alineación láser de ejes?
Una alineación correcta es uno de los factores más importantes para la fiabilidad y la durabilidad de la maquinaria rotativa. Los sistemas láser han sustituido en gran medida a métodos más antiguos y menos precisos, como las reglas de alineación y comparadores de reloj como estándar del sector para esta tarea fundamental, ya que eliminan los errores de lectura, la desviación de los soportes y los errores aritméticos que afectaban a los métodos manuales. La alineación de precisión es una pieza clave de cualquier enfoque proactivo, mantenimiento basado en la condición program.
2. ¿Por qué es tan importante la alineación?
Cuando dos ejes están desalineados, el elemento flexible acoplamiento entre ellos se ve obligado a doblarse y flexionarse continuamente en cada vuelta. Esta tensión cíclica genera grandes fuerzas dinámicas que se transmiten directamente a los cojinetes, las juntas y los ejes de la máquina.
Desalineación es la causa principal de una gran parte de las averías de la maquinaria, lo que da lugar a:
- Desgaste prematuro de cojinetes y precinto failure.
- Daños y fallos en el acoplamiento.
- Alta vibración —normalmente a 1× y, sobre todo, a 2× el velocidad de funcionamiento, a menudo acompañado de un aumento de vibración axial.
- Aumento del consumo energético debido a las pérdidas por fricción.
- Eje fatiga y posibles roturas.
Al realizar una alineación láser de precisión, estas fuerzas destructivas se reducen al mínimo, lo que mejora considerablemente la fiabilidad. Conviene distinguir entre los dos tipos básicos de desalineación que el proceso debe corregir: paralelo (desplazado) desalineación, en la que las líneas centrales son paralelas pero están desplazadas, y angular desalineación, en la que se unen formando un ángulo. La mayoría de las máquinas reales presentan una combinación de ambos fenómenos, tanto en el plano vertical como en el horizontal, al mismo tiempo.
3. Cómo funcionan los sistemas de alineación láser
Un sistema típico de alineación de ejes por láser consta de dos componentes principales:
- A unidad emisora/detectora de láser, montado en el eje de una máquina.
- A reflector o segunda unidad detectora, montado en el eje de la otra máquina.
El procedimiento es el siguiente:
- Las unidades se fijan a los ejes, normalmente mediante soportes de cadena.
- El rayo láser del emisor se dirige hacia el detector de la unidad opuesta.
- Los ejes giran al unísono, mientras que los detectores registran el movimiento relativo exacto del haz a lo largo de la rotación. Las lecturas se suelen tomar en tres posiciones; por ejemplo, en los puntos de las 9, las 12 y las 3 en punto.
- Un ordenador portátil recibe los datos del detector y utiliza la trigonometría para calcular la alineación exacta tanto en el plano vertical como en el horizontal.
- Los resultados se muestran gráficamente de la siguiente manera: offset (la distancia entre los ejes) y angularity (el ángulo entre ellos).
- Lo más importante es que, a continuación, el ordenador calcula los cambios exactos que hay que realizar en las cuñas situadas bajo las patas de la máquina para corregir la desalineación vertical, así como los desplazamientos horizontales necesarios para corregir la desalineación horizontal. Una función de «desplazamiento en directo» permite al técnico observar en tiempo real cómo la alineación se ajusta a los límites de tolerancia a medida que se realizan los ajustes.
Las pilas de cuñas necesarias se pueden planificar con antelación mediante un Calculadora de espesor de calzas, y el resultado final se compara con los límites basados en la velocidad utilizando un Calculadora de tolerancia de alineación de ejes.
4. Consideraciones clave para la alineación de precisión
Para lograr una alineación realmente precisa no basta con el sistema láser. Un técnico cualificado también debe tener en cuenta otros factores:
- Pie cojo: situación en la que una pata de la máquina no descansa de forma plana sobre la placa base, lo que provoca una deformación del bastidor al atornillarla. Es necesario detectar y corregir cualquier pata floja antes de la alineación comienza y puede cuantificarse mediante un Calculadora de pie cojo.
- Dilatación térmica: Las máquinas cambian su estado de alineación a medida que pasan de estar frías (paradas) a calientes (en funcionamiento). El sistema puede cargarse con thermal se ajustan los valores de compensación para que las máquinas estén deliberadamente desalineadas en frío y alcancen una alineación perfecta a temperatura de funcionamiento; a Calculadora de compensación de crecimiento térmico ayuda a predecir esas desviaciones.
- Tensión en tuberías: La fuerza ejercida por las tuberías conectadas que no están bien sujetas puede desalinear una máquina, por lo que debe aliviarse.
- Tolerancias: La alineación se realiza según tolerancias específicas, estándar en el sector, determinadas por la velocidad de funcionamiento de la máquina: cuanto mayor es la velocidad, más estricta es la tolerancia requerida.
5. Alineación, equilibrado y espectro de vibraciones
La alineación y el equilibrado son conceptos complementarios, pero distintos. Un pico a 2× la velocidad de giro en el espectro de vibración suele indicar una desalineación, mientras que un pico 1× dominante suele indicar, con mayor frecuencia, un desequilibrio residual desequilibrio — aunque ambos pueden coexistir y prestarse a confusión. Dado que se solapan, lo recomendable es verificar primero la alineación y después el equilibrio. Un analizador portátil de dos canales como el Balanset-1A permite que el mismo ingeniero compruebe la alineación leyendo los valores 1× y 2× amplitud y fase en los propios cojinetes de la máquina y, a continuación, si persiste un componente de 1×, equilibrar el rotor in situ, resolviendo así ambas causas fundamentales en una sola visita sin necesidad de desplazarse a un máquina equilibradora.
