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.

Ferramenta de Engenharia Gratuita

Compensação de crescimento térmico para alinhamento de eixos

Calcule o crescimento vertical da linha central devido à dilatação térmica para as máquinas motrizes e movidas. Determine o alvo de pré-compensação em frio para alcançar o alinhamento na temperatura de operação.

Motriz + Movida ΔH = H × α × ΔT Alvo de pré-compensação em frio

Temperatura Ambiente (°C)

Insira os dados de ambas as máquinas abaixo. A diferença determina a pré-compensação em frio.

Motriz (ex.: Motor)

Tipo de Máquina

Material

Altura H do pé à linha central (mm)

Temperatura de Operação (°C)

Movida (ex.: Bomba)

Tipo de Máquina

Material

Altura H do pé à linha central (mm)

Temperatura de Operação (°C)

Predefinições rápidas

Resultados

Alvo de pré-compensação em frio (Crescimento diferencial)

—

Crescimento térmico da motriz

—

Crescimento térmico da movida

—

ΔT da motriz

—

ΔT da movida

—

Fórmula do crescimento térmico

Quando uma máquina esquenta, sua estrutura se expande verticalmente, elevando a linha central do eixo:

H — altura do pé à linha central (mm)
α — coeficiente de dilatação térmica (×10⁻⁶ /°C)
T_op — temperatura de operação (°C)
T_amb — temperatura ambiente (°C)

Valores de CTE dos materiais

Material	α (×10⁻⁶ /°C)
Aço Carbono	12.0
Ferro Fundido	10.5
Aço inoxidável (304/316)	16.0
Alumínio	23.0

Temperaturas típicas de operação

Tipo de Máquina	Temp. típica da carcaça (°C)
Motor Elétrico	60 – 90
Bomba centrífuga (água fria)	40 – 70
Turbina a vapor	80 – 200
Caixa de Engrenagens	50 – 80
Compressor	60 – 120

Exemplo Prático

Exemplo — Conjunto Motor + Bomba

Dados: Ambiente = 20°C

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

Bomba: H = 250 mm, Aço (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

Diferença = 0,144 − 0,120 = 0,024 mm

O motor dilata mais → posicione o motor 0,024 mm MAIS BAIXO durante o alinhamento a frio.

💡 Dica: A máquina que dilata mais deve ser posicionada MAIS BAIXA no alinhamento a frio. Quando ambas aquecem, a dilatação diferencial as traz para o alinhamento.

⚠️ Nota: Este cálculo assume dilatação térmica uniforme da estrutura da máquina. Na prática, gradientes térmicos, tensões da tubulação e efeitos da fundação podem causar movimentos adicionais. Sempre verifique com uma verificação de alinhamento a quente quando possível.