O que é expansão térmica no alinhamento de eixos?

O crescimento térmico é a expansão vertical da altura da linha central de uma máquina à medida que ela aquece da temperatura ambiente até a temperatura de operação. A fórmula é ΔH = H × α × ΔT, onde H é a altura da base até a linha central, α é o coeficiente de expansão térmica e ΔT é a elevação de temperatura.

Por que o alinhamento a frio com pré-deslocamento?

As máquinas são alinhadas a frio, mas operam em temperaturas elevadas. Se ambas as máquinas apresentarem crescimento diferencial em quantidades diferentes, o alinhamento perfeito a frio resultará em desalinhamento na temperatura de operação. O pré-ajuste do alinhamento a frio pela diferença de crescimento esperada garante o alinhamento quando as máquinas estiverem quentes.

Como faço para determinar a temperatura de operação?

As temperaturas de operação podem ser medidas em equipamentos em funcionamento usando termômetros infravermelhos ou sondas de contato na caixa de rolamentos ou nos pés da máquina. Valores típicos: motores elétricos 60–90 °C, bombas 40–70 °C (dependendo do processo), turbinas a vapor 80–200 °C.

Quais são as temperaturas típicas para motores e bombas?

Os motores elétricos normalmente operam a temperaturas entre 60 e 90 °C na carcaça. As bombas centrífugas operam entre 40 e 70 °C com água fria, mas podem atingir temperaturas muito mais altas com fluidos de processo quentes. As turbinas a vapor podem chegar a 150–300 °C. As caixas de engrenagens normalmente operam entre 50 e 80 °C.

O que é uma verificação de alinhamento a quente?

Uma verificação de alinhamento a quente é realizada enquanto a máquina está em temperatura de operação (imediatamente após o desligamento). Ela verifica se as previsões de expansão térmica estavam corretas e se as máquinas estão alinhadas sob condições reais de operação. Este é o padrão ouro para validação do alinhamento.

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Compensação da expansão térmica para alinhamento do eixo

Calcule o crescimento vertical da linha central devido à expansão térmica para as máquinas motora e acionada. Determine o valor alvo de pré-deslocamento para alinhamento a frio, a fim de obter o alinhamento na temperatura de operação.

Máquina Motora + Acionada ΔH = H × α × ΔT Alvo de deslocamento a frio

Temperatura ambiente (°C)

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

Motora (ex.: Motor)

Tipo de máquina

Material

Altura do pé ao centro do eixo H (mm)

Temperatura de operação (°C)

Acionado (ex: Bomba)

Tipo de máquina

Material

Altura do pé ao centro do eixo H (mm)

Temperatura de operação (°C)

Predefinições rápidas

Resultados

Alvo de Pré-Compensação a Frio (Crescimento Diferencial)

—

Crescimento Térmico da Máquina Motora

—

Crescimento Térmico da Máquina Acionada

—

ΔT da Máquina Motora

—

ΔT da Máquina Acionada

—

Fórmula de crescimento térmico

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

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

Valores de CTE do material

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	Temperatura 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 — Trem de motor e bomba

Dado: Temperatura 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 cresce mais → ajuste do motor 0,024 mm BAIXO durante o alinhamento a frio.

💡 Dica: A máquina que apresentar maior crescimento deve ser posicionada em BAIXO no alinhamento a frio. Quando ambas aquecerem, o crescimento diferencial fará com que se alinhem.

⚠️ Nota: Este cálculo pressupõe a expansão térmica uniforme da estrutura da máquina. Na prática, gradientes térmicos, deformações na tubulação e efeitos da fundação podem causar movimentos adicionais. Sempre que possível, verifique o alinhamento com o equipamento a quente.