Industrial Data   2002; 5(2): 52-58

 

SOFTWARE DE ALINEAMIENTO DE MÁQUINAS ROTATIVAS

Luis Martínez S.* y Julio Yenque D.*


RESUMEN

El presente artículo trata sobre el alineamiento de máquinas, la corrección de la posición relativa de dos máquinas acopladas y, adicionalmente, describe el desarrollo de un software para simplificar el procedimiento.

Palabras clave: Alineamiento de máquinas. Software de alineamiento. Mantenimiento proactivo.

ABSTRACT

The present article deals with machine alignment and with correcting the relative position of two coupled machines. Furthermore, the development of software for simplifying the procedure is described.

Key words: Machine alignment. Alignment software. Proactive maintenance.


 

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, se da bastante importancia a todas las filosofías y tecnologías orientadas a aumentar la productividad de las industrias y confiabilidad de las máquinas, con la finalidad de mantener costos reducidos y como consecuencia rentabilidad alta.

Se presentan filosofías de mantenimiento basado en tecnologías preventivas, predictivas y proactivas, llamado mantenimiento basado en la confiabilidad.

Las tecnologías preventivas y predictivas se encuentran desde hace mucho tiempo en uso, pero el mantenimiento se proyectara hacia la excelencia en la medida que toda la maquinaria se encuentre trabajando dentro de las condiciones establecidas para sus parámetros de funcionamiento. Esto es la filosofía del mantenimiento proactivo.

El alineamiento de precisión se describe como una de las importantes actividades proactivas. En el ambiente Industrial, el desbalance y el desalineamiento son los factores más importantes que causan la disminución de la vida útil de los elementos, la vibración excesiva es el agente perjudicial para la vida útil, su reducción a niveles de aceptación resulta en beneficios considerables para la maquinaria esto se logra realizando alineamiento y balanceo de precisión.

Para el correcto alineamiento, existen muchos métodos dentro de los cuales el método del dial invertido, es el más confiable y usado por la gran mayoría de los sistemas de alineamiento en el mercado, por su versatilidad y simpleza.

En el presente artículo se muestra el procedimiento mecánico y matemático, que nos permitirá desarrollar un procedimiento para el software respectivo.

MÉTODO DEL DIAL INVERTIDO

Es el método más confiable y usado por la gran mayoría de los sistemas de alineamiento en le mercado, por su versatilidad y simpleza. El método del dial invertido consta de los siguientes pasos:

a. Definición del trabajo.

b. Máquina móvil-máquina fija. 

c. Orientación del dial. 

d. Toma de lecturas. 

e. Offset vertical. 

f. Offset horizontal.

 

Figura 1. Representación de máquina móvil - máquina fija

 

DEFINICIÓN DEL TRABAJO DE ALINEAMIENTO

Este procedimiento es la división del equipo que se va alinear en dos máquinas, de las cuales una se considerará máquina fija, y la otra máquina móvil.

MÁQUINA MÓVIL - MÁQUINA FIJA

Debe definirse en función de las condiciones físicas del sistema a alinear cuál es la máquina fija y cuál es la máquina móvil.

Se define como máquina fija aquella que debe permanecer inmóvil o referente a la cual se alineará el sistema. Y máquina móvil es aquella que deberá moverse para alinearse en función de la posición de la máquina fija.

De acuerdo al gráfico que se muestra en la figura 1 y siguiendo la siguiente nomenclatura:

L1 = distancia entre los pernos de las patas.

L2= distancia entre la pata anterior y la posición de la base del dial.

L3= distancia entre la base y el punto de lectura del dial comparado en el otro eje.

L4= distancia entre la base y el centro del acoplamiento.

Se define los valores de las tolerancias sobre la base de la velocidad de la máquina. En el cuadro 1 se muestra un cuadro referencial de tolerancias (en unidades métricas).

ORIENTACIÓN DEL DIAL

Se ha tomado en forma general, y según la figura 2, se tiene lo siguiente:

a. Las orientaciones: arriba, abajo, derecha e izquierda.

b. Pueden buscarse otras orientaciones como Norte, Sur, Este u Oeste.

c. Paisaje fácil de ubicar para reemplazar a los sentidos de orientación.

 

Cuadro 1. Tabla referencial de tolerancias

  Excelente Excelente Aceptable Aceptable
Velocidad
(RPM)
OFFSET ANGULAR
mm/mts
OFFSSET ANGULAR
mm/mts
< 500 0.127 1.5 0.1524 2.0
500 - 1250 0.1016 1.0 0.127 1.5
1250 - 2000 0.0762 0.5 0.1016 1.0
2000 - 3500 0.0508 0.3 0.0762 0.5
3500 - 7000 0.0254 0.25 0.0508 0.3
> 7000 0.0127 0.2 0.0254 0.25

 

Figura 2. Representación de la orientación del dial

 

TOMA DE LECTURAS

Se realiza cuatro lecturas en cada máquina tal como sigue:

a. Lectura en la máquina móvil

  • Ubicar la base del dial en la máquina fija y el dial en la móvil, tal como se muestra en la figura 3.

  • Ajustar el cero en el punto muerto superior girando la coronilla.
  • Girar ambos ejes juntos hasta las posiciones del reloj 3, 6, 9 ( a 90 grados una de la otra) cada una de las cuales coincidirá con las referencias físicas documentadas previamente,
Figura 3. Representación de lectura en máquina móvil

 

b. Lectura en la máquina fija

  • Ubicar la base del díal en la máquina móvil y el dial en la fija, tal como se muestra en la figura 4.

  • Ajustar el cero en el punto muerto superior girando la coronilla.
  • Girar ambos ejes juntos hasta las posiciones del reloj 3, 6, 9 ( a 90 grados una de la otra) cada una de las cuales coincidirá con las referencias físicas documentadas previamente.
Figura 4. Representación de lectura en máquina fija

 

c. Secuencia matemática

De acuerdo al gráfico y siguiendo la siguiente nomenclatura:

L1: distancia entre los pernos de las patas.

L2: distancia entre la pata anterior y la posición de la base del dial.

L3: distancia entre la base y el punto de lectura del dial comparado en el otro eje.

L4: distancia entre la base y el centro del acoplamiento.

LMMAR: lectura máquina móvil arriba.

LMMAB: lectura máquina móvil abajo.

LMMDE: lectura máquina móvil derecha.

LMMIZ. lectura máquina móvil izquierda.

LMFAR: lectura máquina fija arriba.

LMFAB: lectura máquina fija abajo.

LMFDE: lectura máquina fija derecha.

LMFIZ: lectura máquina fija izquierda.

d. Cálculo de los desplazamientos

Trabaja en dos planos: Vertical y Horizontal

  • Máquina móvil: 

    DMv=(LMMAR-LMMAB)/2 
    DFv = (LMFAR - LMFA B)/2
  • Máquina fila: 

    DMv= (LMMDE-LMMIZ)/2 
    DFv= (LMFDE - LMFIZ)/2

FÓRMULAS DE DESPLAZAMIENTO

OFFSET VERTICAL

a. Cálculo de desalineamiento vertical

 

OFFv =  (L3-L4) x (DMV+DFH) + (-DFV)
__________________     ______
         0.01xL3                0.01

 

b. Desalineamiento angular vertical

 

Sen a V= DMV + DFV en centésimas de mm
_________      _________________
L3 mm                     mm

 

Transformando unidades podemos expresarlo:

 

Sen a H =  DMV+ DFV en  mm
___________

              _____

L3 m       m

 

Ver representación en la figura 5.

 

Figura 5. Representación del plano vertical. Fuente: Elaboración propia

 

OFFSET HORIZONTAL

a. Cálculo de desalineamiento horizontal

 

OFFH= (L3 - L4) x (DMH + DFH) + (-DFH)
____________________      _______
            0.01xL3                 0.01

 

b. Desalineamiento angular horizontal

 

Sen a H =    DMH+DFH     en      mm
 _________               _____
      L3                     m

 

Ver representación en la figura 6.

 

Figura 6. Representación del plano horizontal. Fuente: Elaboración propia

 

Estas fórmulas matemáticas, correspondientes, se llevan a un programa en este caso se ha utilizado Visual Basic y obteniéndose lo que muestran las figuras 7 y 8.

 

Figura 7. Pantalla de ingreso de datos

 

Figura 8. Pantalla de salida de datos

 

CONCLUSIONES

El trabajo de alineamiento de máquinas presenta un procedimiento indicado a un procedimiento de fácil acceso que pueda ser manejado rápido y por cualquier persona.

El tiempo en el caso de estos trabajos es fundamental, porque no se necesitará realizar el procedimiento gráfico para cada una de las tomas de lecturas.

Las nuevas técnicas de alineamiento en especial el de los rayos láser utiliza el mismo procedimiento de dial invertido, este tipo de alineamiento incorpora un software, siguiendo el mismo procedimiento matemático.


Bibliografía

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* Instituto de Investigación de la Facultad de Ingeniería Industrial.
UNMSM
E-mail: iifi@unmsm.edu.pe
 


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