4 formas de diagnosticar y corregir la desalineación del eje

La tecnología y las herramientas avanzadas permiten a los equipos de mantenimiento abordar la desalineación de los ejes de forma más rápida y sencilla.

La desalineación de ejes ocurre cuando dos ejes giratorios no son paralelos entre sí, o son paralelos pero están descentrados en planos diferentes. Este tipo de desalineación es extremadamente común en equipos rotativos y suele ser la causa principal de fallas.

La buena noticia es que las herramientas de alineación de ejes actuales facilitan y agilizan la identificación de desalineaciones en motores, bombas, sopladores y ventiladores. Una vez diagnosticada la desalineación, estas mismas herramientas también facilitan más que nunca la solución del problema y la alineación precisa de la maquinaria.

¿Qué significa desalineación?

Los equipos rotativos, como ventiladores y bombas, requieren ejes para transferir la potencia mecánica del motor al equipo conectado. El motor genera par y velocidad en su eje de salida. El eje del motor está conectado al eje de otro equipo, como un ventilador o una bomba, mediante un acoplamiento, lo que permite la transferencia de par entre los ejes. Esto permite que el ventilador o la bomba reciban la potencia mecánica necesaria para su funcionamiento. 

Para una transferencia de potencia más eficaz, ambos ejes deben estar perfectamente alineados. La desalineación de ejes significa que no están correctamente alineados en el mismo eje y no comparten la misma línea central. 

Aunque la potencia aún se puede transferir del motor al equipo conectado, la desalineación perjudica a ambos equipos. La desalineación del eje puede causar problemas como vibración o desgaste excesivo del equipo. Si no se corrige, puede reducir la vida útil del equipo, aumentar el desgaste de las piezas o disparar los costos de mantenimiento. Si no se corrige, la desalineación puede causar fallas en el motor, el equipo conectado o ambos.

5 tipos de desalineación de la máquina

Los expertos generalmente coinciden en que existen cinco tipos de desalineación del eje de la máquina. Sin embargo, los problemas de alineación suelen ser una combinación de varios tipos de desalineación. Esto también se denomina desalineación compuesta. 

Estos son los cinco tipos:

1. Desalineación paralela: La desalineación paralela se produce cuando dos ejes tienen líneas centrales paralelas, pero están desfasadas. Los ejes pueden estar desalineados tanto en el plano vertical como en el horizontal. 
2. Desalineación del ángulo vertical: La desalineación angular vertical es una desalineación de dos ejes en el plano vertical. Los ejes se intersecan en ángulo en el plano vertical en lugar de ser colineales y forman un ángulo al observarlos lateralmente.
3. Desalineación del ángulo horizontal: La desalineación angular horizontal es una desalineación de dos ejes en el plano horizontal. Los ejes se intersecan en ángulo en el plano horizontal en lugar de ser colineales y forman un ángulo vistos desde arriba.
4. Desalineación combinada de ángulo vertical y desplazamiento: La desalineación combinada de ángulo vertical y desplazamiento ocurre cuando un eje está en ángulo con otro eje, pero ambos ejes aún operan en el mismo plano vertical.
5. Desalineación combinada de ángulo horizontal y desplazamiento: La desalineación combinada de ángulo horizontal y desplazamiento ocurre cuando un eje está en ángulo con otro eje, pero ambos ejes aún operan en el mismo plano horizontal.

En condiciones normales, la alineación de ejes se logra cuando los centros de rotación de dos o más ejes se disponen en una sola línea recta, tanto horizontal como verticalmente. Sin embargo, incluso si los ejes se alinearon correctamente durante la instalación, con el tiempo puede producirse una desalineación debido a la acción de diferentes fuerzas sobre los ejes y los motores, lo que eventualmente provoca una desalineación.

Causas y efectos de la desalineación

Existen varias causas principales de desalineación del eje de la máquina:

• Asentamiento de una placa base, lo que da como resultado pie blando:Si la maquinaria giratoria se coloca sobre su base o marco y un pie no hace contacto completo, pueden producirse problemas de desalineación.
• Deformación del eje causada por torsión durante el arranque:Cuando un eje experimenta torsión durante el arranque, el movimiento de torsión puede provocar una deformación, que cambia la forma del propio eje y da como resultado una desalineación.
• Mediciones de alineación insuficientes o de mala calidad debido a errores humanosSi bien se pueden utilizar herramientas como una regla para mejorar la alineación, no son suficientes para proporcionar una alineación precisa y exacta a largo plazo.
• Deformación de las tuberías que provoca desalineación paralela y angular: Una instalación incorrecta, la presión térmica o los cambios de proceso pueden generar un movimiento no deseado de las tuberías, lo que luego puede causar desalineación.
• Expansión térmica:Los aumentos de temperatura que ocurren mientras las máquinas están en funcionamiento pueden causar expansión térmica que, en última instancia, puede desalinear el centro de rotación. 
• Vibraciones o choques: Las fuerzas externas, como las vibraciones de otros equipos o los golpes mecánicos de algo que golpea el eje, el motor o el equipo conectado, pueden desalinear los ejes.

Si bien existen muchas causas de desalineación, los efectos de la desalineación son los mismos. 

La desalineación de las líneas centrales de los ejes puede provocar oscilaciones y vibraciones significativas. Esto puede generar ruido, reducir la eficiencia y dañar componentes circundantes como sellos, cojinetes y acoplamientos. 

También puede provocar el sobrecalentamiento de los componentes debido al aumento de la fricción entre las piezas. Esta fricción provoca un aumento de la temperatura, lo que reduce la eficacia de la lubricación y degrada los componentes. 

La desalineación del eje también puede provocar daños y deformaciones del propio eje, lo que resulta en una reducción de la vida útil del equipo o una falla repentina y costosa que requiere el reemplazo de toda la unidad.

Todos estos efectos resultan en mayores costos de mantenimiento, tanto de mano de obra como de piezas, ya que las piezas dañadas deberán reemplazarse con mayor frecuencia. La desalineación también puede generar costosas paradas no planificadas, reducción de la producción e ineficiencia energética.

La detección de desalineaciones y la identificación de las causas subyacentes son fundamentales para garantizar que una máquina alcance su vida útil prevista. Una alineación correcta no solo reduce los costos de mantenimiento y mejora la eficiencia general de la planta, sino que también reduce los costos de reemplazo de equipos y prolonga la vida útil de los activos.

4 formas de detectar problemas de desalineación del eje

Comprobar la desalineación del eje suele ser el primer paso cuando una máquina presenta problemas. A veces, la desalineación es claramente visible al observar la máquina en funcionamiento. Herramientas tradicionales como una regla también pueden proporcionar información para identificar desalineaciones importantes. Sin embargo, estas herramientas requieren mucho tiempo y pueden ser imprecisas.

El uso de herramientas de diagnóstico modernas puede proporcionar información más precisa sobre la desalineación de los ejes. También pueden revelar el daño que la desalineación causa a otros componentes. Algunas de estas herramientas también pueden ayudar a determinar la mejor manera de corregir la desalineación.

1. Diagnóstico mediante sistema de alineación de ejes láser
   Un sistema de alineación láser de ejes determina la desalineación en el acoplamiento y calcula el movimiento adecuado de la máquina en su base. Los sistemas de alineación láser de ejes proporcionan mediciones precisas y en tiempo real que indican con exactitud cuándo se logra la alineación.
   
   Herramientas de alineación de ejes láser Pueden ser de tipo láser doble o láser simple. Sin embargo, un sistema de alineación de láser doble no es tan eficaz como uno de láser simple. A menudo, a los técnicos les resulta difícil mantener la línea hacia el detector al intentar corregir una desalineación angular.
   
   Desafortunadamente, a medida que aumenta la distancia de medición, también aumenta la dificultad. Como resultado, los técnicos deben reiniciar las mediciones, lo que requiere detenerse, aflojar las patas, mover la máquina y volver a apretarlas, todo ello sin garantía de que el detector esté dentro del alcance. Con cada repetición, el tiempo de proceso aumenta y la posibilidad de error aumenta.
   
   Un sistema de alineación de un solo láser elimina todos los problemas del sistema de doble láser. Resuelve prácticamente cualquier problema de alineación de ejes, ya sea sencillo o complejo, como una máquina con bridas verticales y reductores en ángulo recto. Un sistema de un solo láser aprovecha dos planos de detector óptico en un solo sensor, eliminando la necesidad del técnico de detenerse, aflojar y reapretar las patas o repetir las mediciones. La tecnología de un solo láser permite realizar tareas de alineación con precisión y rapidez.
   
2. Análisis de vibraciones
   El monitoreo y el análisis de vibraciones se han vuelto más comunes en los últimos años debido a la velocidad con la que los recolectores de datos modernos pueden procesar las señales de los sensores triaxiales. Cada máquina tiene su nivel de vibración normal, pero hay casos en que la vibración de la máquina aumenta o supera los parámetros aceptables.
   
   Algunas de las razones del aumento de la vibración incluyen holgura, resonancia, desequilibrio y, por supuesto, desalineación. La vibración se mide con mayor frecuencia mediante acelerómetros, seguidos de sensores de proximidad o transductores de velocidad. Una vez que estas señales se adquieren con un colector de datos y sensores, un analista de vibraciones puede diagnosticar con mayor precisión las fallas de la máquina.
   
   Dado que los monitores suelen permanecer en los activos durante un tiempo, el recopilador de datos captura tanto los datos en tiempo real como los históricos. Los nuevos datos se pueden comparar con los históricos para identificar cuándo comenzaron a aumentar las vibraciones. Una de las principales ventajas del análisis de vibraciones es que puede combinarse con un sistema que notifica a los miembros del equipo cuando la vibración supera los parámetros normales, lo que permite a los técnicos identificar y corregir el problema antes de que provoque una falla en la máquina o una parada imprevista.
   
3. Termografía
   La termografía puede detectar tempranamente problemas de desalineación al identificar puntos calientes anormales. La desalineación puede provocar un aumento de la fricción dentro de una máquina y, por lo tanto, un aumento de la temperatura. cámara termográfica Detecta y mide la energía infrarroja de un objeto y convierte los datos infrarrojos en una imagen electrónica que muestra la temperatura superficial aparente del objeto.
   
   Las áreas se pueden escanear periódicamente con herramientas termográficas para que los técnicos puedan observar los aumentos de temperatura. También se pueden montar para enfocar un área problemática y proporcionar un monitoreo constante. Con el uso de la termografía, los técnicos pueden identificar la fuente del aumento de temperatura y usar esa información para identificar y corregir problemas de desalineación. 
   
4. Análisis de aceite
   El análisis de aceite puede ayudar a detectar desalineaciones al proporcionar el estado general del activo, el aceite y los contaminantes. Cuando el monitoreo de condición detecta una anomalía mediante el análisis de aceite, se pueden tomar medidas inmediatas para identificar la causa raíz o abordar la falla emergente.
   
   El aumento de contaminantes puede ser un indicio de una mayor fricción causada por la desalineación del eje. Los rodamientos de bolas, los sellos y los acoplamientos pueden romperse y contaminar el aceite. El análisis de aceite puede ser complejo; por ello, muchas organizaciones contratan a empresas especializadas para realizar el trabajo.

La desalineación de ejes causa diversos síntomas y graves problemas en la maquinaria. Implementar una rutina de mantenimiento preventivo para verificar la alineación precisa de la maquinaria ahorrará tiempo y dinero. Al mantener los ejes alineados, también mejora la eficiencia energética, aumenta el tiempo de actividad y maximiza la producción.

Obtenga más información sobre la desalineación y cómo corregirla leyendo este documento técnico.