¿Qué es la alineación de ejes? Una guía completa

14 de marzo de 2024

Diagnosticar posibles problemas de alineación de ejes de la maquinaria puede ser difícil y requerir mucho tiempo, por lo que los profesionales de mantenimiento lo abordan de la forma más sencilla posible. Dividen la alineación de ejes de dos maneras: determinando el problema y averiguando la mejor forma de repararlo.

En este artículo sobre la alineación de ejes se analizan las herramientas y procedimientos más eficaces para diagnosticar y mantener ejes giratorios, como bombas, motores, ventiladores, etc.

¿Qué es la alineación de ejes?

La alineación de ejes es un procedimiento crítico que garantiza la colocación precisa de dos o más ejes de la máquina. Corrige la desalineación de ejes resultante de discrepancias angulares o desplazamientos y permite que los ejes funcionen en una línea recta dentro de las tolerancias especificadas.

La alineación correcta de ejes es esencial para evitar el desgaste prematuro y posibles daños en la maquinaria. Repetir este procedimiento de manera periódica mejora la fiabilidad y el rendimiento del sistema.

¿Cuáles son los cinco síntomas de desalineación de ejes?

En general, hay cinco síntomas que tener en cuenta al determinar la desalineación de ejes:

1. Aumento de la vibración: uno de los indicios más evidentes de desalineación de ejes es un aumento inusual de la vibración. Con el paso del tiempo, el exceso de vibración puede provocar un desgaste prematuro de los rodamientos y otros componentes.
2. Ruido inusual: un eje desalineado suele aumentar notablemente el ruido durante el funcionamiento, lo que indica fricción y tensión en las piezas de la maquinaria.
3. Generación excesiva de calor: la alineación incorrecta de los ejes puede provocar un calor excesivo debido al aumento de la fricción, lo que supone un peligro para la seguridad y la eficiencia del equipo.
4. Averías en las juntas y rodamientos: los fallos frecuentes en las juntas y los rodamientos pueden ser un indicador claro de los problemas de desalineación actuales.
5. Eficiencia operativa reducida: en última instancia, la desalineación de ejes puede reducir el rendimiento y la eficiencia. Si observa un aumento en el consumo de energía de las máquinas y en los costes operativos, podría ser una señal de que algo va mal.

¿Cómo se corrige la desalineación de un eje?

La reparación de un eje desalineado suele implicar varios pasos. Para empezar, identifique si su máquina está experimentando una desalineación angular o paralela, o una combinación de ambas.

Las herramientas de alineación de ejes, especialmente las que emplean tecnología láser, pueden determinar el tipo de desalineación. También facilitan la realización de mediciones y lso ajustes precisos. Estas herramientas ayudan a lograr la alineación deseada al proporcionar datos precisos sobre las discrepancias de posición entre los ejes, lo que permite que a los técnicos hagan las correcciones necesarias.

¿Cómo se comprueba la alineación de un eje?

Comprobar la alineación de ejes implica un enfoque sistemático con herramientas avanzadas. Los láseres de alineación de ejes se encuentran entre los instrumentos más eficaces para este fin, ya que ofrecen una alta precisión al medir la alineación entre ejes.

El proceso incluye el montaje de dispositivos láser en cada eje o acoplamiento y, a continuación, la medición de la alineación mediante punteros láser y detectores. Los datos recopilados a lo largo de este proceso guían el procedimiento de ajuste para alinear los ejes con precisión.

¿Con qué frecuencia se debe comprobar la alineación de ejes?

La frecuencia de las comprobaciones de alineación de ejes depende de varios factores, incluido el tipo de maquinaria, su intensidad de uso y las condiciones ambientales. A modo de pauta general, la alineación de ejes debe comprobarse a fondo al menos una vez al año o después de cualquier actividad de mantenimiento importante.

Sin embargo, en el caso de los equipos que trabajen con cargas intensas o satisfagan finalidades esenciales, puede ser necesario hacer comprobaciones más frecuentes (por ejemplo, dos veces al año o trimestralmente) para garantizar una la eficiencia y la fiabilidad continuas.

¿Por qué es importante la alineación de ejes?

La alineación de ejes aumenta la eficiencia de funcionamiento de máquinas y los activos. La alineación incorrecta de los ejes podría acortar la vida útil de la maquinaria y aumentar los costes de las piezas, el tiempo de inactividad de la máquina, la mano de obra y el consumo de energía. Una vez que se alinea correctamente el eje, los motores funcionan de forma más eficiente, se prolonga el tiempo de actividad y se reducen los costes generales de explotación. Es probable que su almacén ahorre dinero en la gestión del inventario de piezas. Si no se soluciona el problema de desalineación de los ejes, podrían producirse vibraciones, aumentos de temperatura o sobrecalentamiento, o fallos en los rodamientos, los acoplamientos o el eje.

¿Cuáles son las ventajas de la alineación de ejes?

Es difícil expresar todas las ventajas de la alineación correcta de ejes.

La alineación de ejes evita el desgaste innecesario de componentes, lo que puede reducir el tiempo de inactividad y prolongar la vida útil de sus activos. Con el paso del tiempo, una alineación incorrecta de los componentes provoca un exceso de vibración y fricción. Esto, a su vez, conlleva un desgaste prematuro de las piezas del equipo, una disminución del rendimiento y una mayor necesidad de reparaciones.

Una alineación correcta de los ejes también puede fomentar la seguridad del entorno de trabajo. Una alineación incorrecta puede ser perjudicial para el medioambiente y peligrosa para los empleados. Puede provocar fugas de combustible, un consumo excesivo de energía y niveles de ruido inseguros. La alineación correcta pone fin a estos peligros. Además, aumenta sus ganancias, ya que le permite ahorrar dinero en en energía.

Los métodos y técnicas de alineación de ejes

La alineación de ejes se puede comprobar de varias formas diferentes.

Hay herramientas como pinzas de freno e indicadores de aguja que miden la distancia entre las mitades del acoplamiento. Los técnicos pueden volver a alinear los ejes desalineados mediante un proceso meticuloso.

Los calibradores y los indicadores de aguja pueden servir, pero requieren tiempo, dedicación y formación especializada para hacerlo bien. Tampoco son tan precisos como las herramientas de alineación por láser modernas.

En la actualidad, cada vez más plantas utilizan herramientas de alineación por láser porque ofrecen una mayor precisión. También son rápidas y fáciles de usar, incluso para personas que no tienen conocimientos técnicos.

¿Cuántos tipos de alineación de ejes hay?

Podemos encontrar dos tipos de alineación de ejes: angular y paralelo. Ambos, a su vez, se pueden dividir en horizontal y vertical. La alineación incorrecta de los ejes puede deberse a problemas de alineación angular o paralela.

¿Qué es la desalineación de ejes?

La desalineación es más habitual en máquinas giratorias y se produce cuando dos ejes giratorios están descentrados o separados en una forma curva (angulada). Esta situación provoca problemas de rendimiento y puede ser la causa principal de averías en las máquinas.

Puede ser difícil acceder a los componentes de los ejes giratorios. Además, para detectar los problemas de alineación de los ejes se necesitaba recurrir a un técnico cualificado y un tiempo considerable. No obstante, los avances en la tecnología actual han facilitado enormemente la detección y reparación rápidas de los problemas de alineación de los ejes.

¿Cuáles son las causas de la desalineación de los ejes?

¿Cuáles son las causas principales de la desalineación de ejes giratorios?

• Asentamiento de la maquinaria: puede hacer que una o más patas difieran en altura, lo que provoca una alineación incorrecta.
• Deformación de los ejes: puede ocurrir durante el arranque y generar distorsión y desalineación.
• Error humano: las mediciones de alineación incorrectas pueden acusar la desalineación.
• Tensión en los tubos: puede dar lugar a una desalineación paralela y angular.
• Cambios de temperatura: pueden hacer que el equipo se deforme o se expanda, lo que interrumpe la alineación.

La desalineación de las líneas centrales de los ejes puede producir tambaleo y vibración, lo que podría causar daños graves en la maquinaria si no se soluciona. Reconocer la desalineación y sus causas subyacentes es clave para prolongar la vida útil de un activo.

La desalineación de ejes es uno de los fallos más frecuentes de las máquinas, y estas son algunas de sus causas más habituales:

• Apoyo irregular: puede distorsionar el bastidor de un activo, lo que a menudo provoca una alineación incorrecta de los ejes.
• Tensión en los tubos: puede dar lugar a una desalineación paralela y angular.
• Expansión térmica: puede provocar modificaciones en la alineación.
• Torsión: puede causar una alineación incorrecta durante el arranque de la máquina.
• Error humano: puede ocurrir durante el proceso de montaje y dar lugar a una alineación incorrecta.

Los errores humanos también pueden generar mediciones incorrectas, lo que podría provocar una alineación incorrecta. Esto subraya la importancia de utilizar las herramientas adecuadas para identificar y rectificar los problemas de desalineación antes de que se conviertan en incidencias más graves.

¿Qué problemas provoca la desalineación de los ejes?

Si los ejes no están correctamente alineados, pueden producirse los siguientes problemas:

• Rotura de rodamientos
• Vibración
• Rotura de juntas
• Avería de los pernos de cimentación
• Avería de los pernos de acoplamiento
• Rotura o agrietamiento de los ejes
• Generación excesiva de calor

Procedimientos de detección de alineación incorrecta de ejes

Cuando una máquina empieza a presentar problemas de funcionamiento, lo mejor para empezar es determinar si hay una desalineación de los ejes. Poner en práctica una rutina de mantenimiento preventivo para verificar la alineación precisa de ejes ahorra tiempo y dinero. Mantener los ejes alineados también incrementa la eficiencia energética, aumenta el tiempo de actividad y permite obtener la máxima producción.

1. Sistemas de alineación de ejes por láser

Un sistema de alineación de ejes por láser puede detectar la desalineación y calcular las mediciones precisas necesarias para lograr la alineación.

Los sistemas de alineación de ejes por láser son únicos en el sentido de que permiten a los usuarios diagnosticar y corregir problemas de alineación, a diferencia de otros sistemas que solo permiten una cosa u otra.

Las herramientas de alineación de ejes por láser pueden ser sistemas de láser doble o único. Un sistema de láser doble es inferior al sistema de alineación de láser único, más rápido y preciso. En los sistemas de doble láser, a los usuarios les resulta más difícil alinear el láser y el detector, lo que puede dar lugar a mediciones imprecisas. A medida que aumenta la distancia de medición, la alineación de las herramientas puede resultar aún más difícil. Con frecuencia, los técnicos deben empezar las mediciones de nuevo sin ninguna garantía de que el detector esté dentro del rango correspondiente. Con cada repetición, aumentan el tiempo del proceso y la posibilidad de sufrir errores.

Un sistema de alineación con un solo láser elimina estos problemas. Soluciona de forma eficaz la mayoría de desalineaciones de los ejes.

Un sistema de láser único tiene dos planos de detector óptico en un único sensor, lo que elimina la necesidad de que el técnico realice la alineación manualmente.

2. Análisis de vibraciones

Cada máquina tiene un nivel de vibración normal, pero cuando aumenta o supera los límites aceptables, el análisis de vibraciones puede ayudar a determinar si la causa del problema es una alineación incorrecta.

Con los avances en la tecnología moderna de supervisión del estado, el análisis de vibraciones se ha vuelto más común y eficaz que nunca. En la actualidad, hay muchos tipos de sensores de vibración. Los sensores de vibración de acelerómetro, los sensores de vibración piezoeléctricos, los sensores de vibración MEMS, los sensores de proximidad o los transductores de velocidad son los tipos más utilizados para la medición y el análisis de vibraciones. Una vez que estas señales se adquieren con un recopilador de datos y sensores de vibración, un análisis de vibración puede diagnosticar el problema.

3. Termografía

La termografía permite detectar puntos que se encuentren a temperaturas anómalamente elevadas en de su maquinaria y, con frecuencia, puede contribuir a la detección temprana de la desalineación. La desalineación provoca un aumento de la fricción dentro de una máquina, lo que puede elevar la temperatura e incluso provocar daños. Se usa una cámara termográfica para medir la energía infrarroja de un objeto con el fin de obtener una representación visual y un análisis sencillo.

4. Análisis de aceite

El análisis de aceite puede ayudar a detectar la desalineación al proporcionar información sobre el estado general del aceite y los contaminantes de un activo. El proceso puede ser complicado y a menudo implica recurrir a empresas externas para realizar análisis especiales.

Corrección de la desalineación de la máquina con sistemas de alineación de ejes por láser

Las máquinas actuales y sus problemas de desalineación pueden variar considerablemente, y los equipos de mantenimiento se enfrentan constantemente a desafíos de alineación únicos. En consecuencia, necesitan sistemas y software que puedan facilitar la alineación en prácticamente cualquier situación, independientemente de la experiencia y habilidades del operador.

Los sistemas de alineación por láser de ejes adaptativos proporcionan esta flexibilidad. Con software y otras funciones que les permiten adaptarse a cualquier situación y nivel de experiencia del usuario, los sistemas de alineación por láser de ejes maximizan la productividad y el retorno de la inversión, al tiempo que facilitan el proceso más que nunca.

Los mejores sistemas de alineación de ejes láser eliminan los errores humanos y ofrecen nuevos niveles de precisión y velocidad con:

1. Tecnología de alineación de láser único. Un sistema de láser único acaba con las numerosas frustraciones y los riesgos de generar imprecisiones que surgen cuando se trabaja con dos láseres apuntando en direcciones opuestas. Los sistemas de alineación de láser único son más rápidos que los de doble láser, agilizan las tareas de alineación y mejoran la precisión.
2. Software de alineación inteligente. Las herramientas de software adecuadas proporcionan información procesable en tiempo real a los equipos de mantenimiento mediante el filtrado de mediciones de baja calidad. El software tiene en cuenta la situación y reacciona de manera dinámica a todo lo que implica el proceso de alineación. Proporciona una inteligencia predictiva, lo que permite a los técnicos evaluar diferentes procedimientos antes de ponerse a mover una máquina, algo que lleva mucho tiempo.

Al aprovechar estas tecnologías, los equipos de mantenimiento pueden lograr todos los beneficios de la alineación adaptativa en los tres factores críticos comunes a cualquier tarea de alineación: la instalación, la situación y el equipo de mantenimiento.

• Adaptación al activo. La maquinaria de cada organización es diferente. Los sistemas de alineación por láser básicos son rígidos y no suelen adaptarse a necesidades específicas. Los sistemas de alineación por láser adaptativos están diseñados para ofrecer la máxima flexibilidad, ya que admiten la gama más amplia de maquinaria, lo que elimina la solución manual y el riesgo de imprecisión.
• Adaptación a la situación. Los sistemas de alineación por láser adaptables se pueden ajustar a diferentes variables, como el ángulo de rotación, la velocidad y la uniformidad, al tiempo que ofrecen una experiencia de alineación rápida y sencilla. Ningún técnico, aunque no tenga experiencia, debería tener problemas para efectuar las mediciones de calidad y seguir los pasos detallados que muestra el software. Evalúa varios factores en tiempo real para obtener información instantánea.
• Adaptación al equipo. Los técnicos son humanos y, como tales, cometen errores. Los mejores sistemas de alineación adaptativos obtienen y utilizan análisis en tiempo real para eliminar datos falsos y corregir errores comunes cometidos por técnicos sin experiencia. Esto garantiza resultados de alta calidad independientemente del nivel de experiencia del ingeniero.

Cuatro tipos de desalineación de ejes por láser

Los expertos suelen distinguir estos cuatro tipos de problemas de alineación de ejes con láser:

• La desalineación de desplazamiento horizontal es comparable a la desalineación de desplazamiento vertical, pero ocurre en el plano horizontal
• La desalineación vertical ocurre cuando los dos ejes programados para la alineación tienen líneas centrales paralelas, pero las líneas centrales se desplazan verticalmente.
• La desalineación del ángulo horizontal es comparable a la desalineación del ángulo vertical, pero se produce en el plano horizontal.
• La desalineación del ángulo vertical es una desalineación angular de dos ejes en el plano vertical. Este tipo de problema de alineación por láser de ejes es casi siempre una combinación de desalineación angular y descentrada. Ocurre en ambos planos y se considera una desalineación compuesta.

Cuatro formas de detectar problemas de desalineación de ejes

La desalineación de ejes de una máquina se puede corregir de varias maneras. A continuación se muestran cuatro herramientas que se utilizan para identificar problemas.

1. Sistema de alineación por láser de ejes
Las herramientas de alineación por láser de ejes permiten a los usuarios diagnosticar y corregir desalineaciones. La comprobación de problemas de alineación de ejes suele ser la primera acción cuando una máquina empieza a tener problemas. Un sistema de alineación por láser determina la desalineación en el acoplamiento y calcula el movimiento de la máquina necesario en la base.

Los sistemas de alineación por láser de ejes permiten a los usuarios diagnosticar y corregir problemas de alineación. Las herramientas de alineación como los sistemas de alineación por láser de ejes de PRÜFTECHNIK proporcionan mediciones precisas y en tiempo real. Permiten a los usuarios saber cuándo está alineado el eje correctamente.

Dos tipos diferentes de herramientas de alineación por láser de ejes

Los sistemas láser pueden ser herramientas de alineación de láser único o de doble láser. Un sistema de alineación de doble láser no tiene tantas capacidades y es más difícil de usar que una herramienta de alineación de ejes de láser único.

Ventajas del sistema de alineación de ejes de láser único:

• Aborda muchas de las dificultades de alineación de ejes específicas y complejas, incluidas las máquinas con bridas verticales y reductores en ángulo recto
• Utiliza dos planos de detector óptico en un único sensor, lo que evita que el técnico tenga que realizar una alineación aproximada para conseguir que ambos láseres estén dentro del alcance

Los sistemas de doble láser hacen que a los técnicos les resulte más difícil encontrar y mantener la línea del detector. Por ello, a medida que aumenta la distancia de medición, también lo hace la dificultad.

En consecuencia, los técnicos deben repetir las mediciones, lo que les obliga a detenerse, aflojar las patas de las placas base, mover la máquina y volver a colocar las patas, todo ello sin tener la garantía de que el detector vaya a estar dentro del rango de medición. Con cada repetición, aumenta el tiempo de proceso y la posibilidad de que se produzcan errores.

2. Análisis de vibraciones

Debido a la velocidad a la que los recopiladores de datos modernos pueden procesar las señales de los sensores triaxiales, la supervisión y el análisis de vibraciones son cada vez más habituales. Todas las máquinas tienen niveles de vibración normales, pero a veces superan los umbrales aceptables.

Entre los motivos por los que aumentan las vibraciones se encuentran la desalineación, la holgura, la resonancia y el desequilibrio. Las vibraciones se miden más habitualmente mediante acelerómetros, seguidos de sensores de proximidad o transductores de velocidad. Un analista de vibraciones puede diagnosticar más a fondo los fallos de la máquina con estos datos.

3. Termografía

La termografía puede detectar los problemas de alineación de forma temprana mediante la identificación de anomalías en zonas activas. La desalineación puede provocar un aumento de la fricción dentro de la maquinaria, seguida de un aumento de la temperatura. Una cámara termográfica detecta y mide la energía infrarroja de un activo y convierte los datos de infrarrojos en una imagen electrónica que muestra la temperatura aparente de su superficie.

4. Análisis de aceite

El análisis de aceite permite detectar una condición o parámetro anómalo y la causa correspondiente antes de que se desarrolle la avería. Como el análisis del aceite puede ser complicado, muchas empresas recurren a especialistas.

Corrija la desalineación con herramientas de alineación por láser de ejes adaptables

Dada la variabilidad que presentan los problemas de desalineación de las máquinas, los profesionales de mantenimiento necesitan sistemas de alineación por hardware y software que les permitean adaptarse a las diversas dificultades. Los equipos también necesitan herramientas que se adapten a los diferentes niveles de experiencia y habilidades de sus integrantes, incluidos los miembros del equipo de mantenimiento con menos experiencia. Elegir la mejor herramienta de alineación de maquinaria puede ser todo un reto. Investigue y pida consejo sobre qué buscar en un sistema de alineación por láser de ejes de calidad.

Con las avanzadas herramientas de alineación por láser de ejes de Pruftechnik, tendrá la flexibilidad necesaria para adaptarse a la situación, al activo y al nivel de experiencia del usuario. Estos sistemas fáciles de usar maximizan el tiempo de producción y prolongan el periodo de actividad al eliminar los errores humanos, a la vez que proporcionan nuevas cotas de precisión y velocidad.

Con el paso del tiempo, la desalineación puede provocar fugas de combustible, desgaste y deterioro de componentes e incluso averías de maquinaria, lo que puede dar lugar a grandes costes por el tiempo de inactividad imprevisto. Aun una desalineación aparentemente menor, que es difícil de observar con herramientas convencionales, puede provocar averías en sus equipos y activos. De hecho, la desalineación es una de las principales razones por las que las máquinas se averían.

La alineación por láser es la forma más precisa de comprobar la alineación de dos o más ejes giratorios, poleas, correas u otros componentes o estructuras de las máquinas. También es fácil aprender a aplicar la alineación por láser, incluso sin formación especializada. En general, la herramienta de alineación por láser adecuada aumentará la productividad al tiempo que ahorrará el tiempo y los costes relacionados con los periodos de inactividad y mantenimiento inesperados.