MANTENIMIENTO TECNICAS Y APLICACIONES

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José Á.

Medrano Márquez Víctor L.

González Ajuech Vicente M. Díaz de León Santiago

Mantenimiento Técnicas y aplicaciones industriales

Recursos en línea

Mantenimiento Técnicas y aplicaciones industriales

ESP32 DISEÑO INDUSTRIAL

Mantenimiento T écnicas y aplicaciones industriales José Ángel Medrano Márquez Instituto Tecnológico de la Laguna

Víctor Leví González Ajuech Instituto Tecnológico de Querétaro

Vicente Miguel Díaz de León Santiago Instituto Tecnológico de Veracruz Tecnológico Nacional de México

Primera edición ebook México, 2017

Dirección editorial: Javier Enrique Callejas Coordinadora editorial: Estela Delfín Ramírez Supervisión de preprensa: Jorge A. Martínez Diseño de interiores: Black Blue Impresión y Diseño Diseño de portada: Juan Bernardo Rosado Solís/Signx Ilustraciones: Adrian Zamorategui Berber Fotografías: ©Thinkstock photo Revisión técnica: Javier León Cárdenas Instituto Politécnico Nacional Jesús Manuel Dorador González Universidad Nacional Autónoma de México Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales © 2017, José Ángel Medrano Márquez/Víctor Leví González Ajuech/Vicente Miguel Díaz de León Santiago © 2017, GRUPO EDITORIAL PATRIA, S.A. DE C.V. Renacimiento 180, Colonia San Juan Tlihuaca, Delegación Azcapotzalco, Código Postal 02400, Ciudad de México Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Registro núm. 43 ISBN ebook: 978-607-744-709-2 Queda Prohibida la reproducción o transmisión total o parcial del contenido de la presente obra en cualesquiera formas, sean electrónicas o mecánicas, sin el consentimiento previo y por escrito del editor. Impreso en México Printed in México Primera edición ebook: 2017

Agradecimientos Mi más profundo agradecimiento al Instituto Tecnológico de la Laguna, noble institución que me dio la oportunidad de recibir una sólida formación tanto profesional como académica y, a la vez, me permite contribuir en la formación de ingenieros. Un sincero reconocimiento a mi maestro y amigo, el doctor Victoriano Gutiérrez Domínguez, por su enseñanza y apoyo en el ejercicio profesional. A mi esposa Lourdes, a mis hijos Laura, Fátima y Miguel, por ser parte importante de mi vida. Agradezco a la maestra Mara Grassiel Acosta González, directora de Docencia e innovación educativa, por su invitación a llevar a cabo este proyecto; así como al doctor Vicente Díaz de León, amigo y compañero, por sus aportaciones y experiencias compartidas en este libro; asimismo, a Grupo Editorial Patria por la confianza depositada en mi persona. Ing. José Angel Medrano Márquez Dedico este libro a mi familia, a mi esposa y a mis tres hijos por ser parte esencial de mi vida y quienes me motivaron para escribir este libro. A mis padres, a quienes agradezco la formación y educación que me dieron; a mis tres hermanos menores; a mis amigos y compañeros que me rodean con gran cariño; a mis alumnos que me soportan durante las horas interminables de clase. A mis profesores y amigos de ITQ, UMQ y UAEM. Ing. Víctor Leví González Agradezco la oportunidad que me brindaron para la realización de este libro a las autoridades del Tecnológico Nacional de México, a la M.I.E. Mara Grassiel Acosta González y al M.C. Arturo Gamino Carranza, así como a Grupo Editorial Patria por depositar su confianza y el apoyo brindado durante el proceso para la materialización de esta obra. Mi gratitud y reconocimiento para los autores Ing. José Ángel Medrano y especialmente para mi compañero y amigo M.C. Leví González por el compromiso y responsabilidad demostrado para llevar a buen término esta obra, su apoyo, comentarios y experiencia han sido invaluables. Con cariño infinito a mi familia, maestros, compañeros del Tecnológico de Veracruz y CESUVER, y alumnos por la motivación que me proporcionaron para su realización, invitándolos a elaborar sus críticas y sugerencias que nos permitan enriquecer y perfeccionar esta obra. Con amor a mis hijos Vicente y Francisco y a mi esposa María Teresa, quienes contribuyeron con su paciencia y cercanía a la realización de este proyecto. Dr. Vicente Díaz de León Santiago

Contenido Agradecimientos Prólogo

V 1

Capítulo 1 Evolución y taxonomía del mantenimiento Introducción 1.1 Historia y evolución del mantenimiento 1.2 Definición de mantenimiento 1.3 Un enfoque más amplio del concepto de mantenimiento 1.4 Importancia del mantenimiento 1.5 Actividades del mantenimiento Funciones primarias Funciones secundarias 1.6 El papel del mantenimiento en la industria Tipo de empresa Tipo de servicio Tipos de equipo Clase de conocimientos 1.7 Elementos de falla en los equipos, edificios, instalaciones y vehículos El equipo o la maquinaria El ambiente circundante El personal involucrado 1.8 Programación del mantenimiento Funciones principales del MP, versión 8 1.9 Ejemplo del mantenimiento de un motor eléctrico ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

2 4 4 7 9 10 10 10 11 11 12 12 13 13 14 15 15 15 16 17 20 23 24 25

Capítulo 2 Teoría del mantenimiento correctivo

26

Introducción

28

VIII Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

2.1 Definición del mantenimiento correctivo Característica principal del mantenimiento correctivo 2.2 Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo Ventajas del mantenimiento correctivo Desventajas del mantenimiento correctivo 2.3 Análisis de modo de fallo y efectos El análisis de modo de fallo, sus efectos y criticidad Diagrama de Pareto Mantenimiento correctivo (MC) 2.4 Cálculo de costos del mantenimiento correctivo 2.5 Procedimiento para efectuar el mantenimiento correctivo Solicitud de servicio correctivo Reporte de equipo fuera de servicio Reporte de falla Orden de trabajo correctivo (OT) 2.6 Paquete de mantenimiento MP, versión 8 Programa de mantenimiento preventivo MP, versión 8 Orden de trabajo correctivo (OT) Etapas para ejecutar el mantenimiento correctivo Bitácora de mantenimiento o registro de fallas o averías Manuales de mantenimiento ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

28 28 30 30 31 31 35 37 43 45 46 46 47 47 48 49 50 54 57 58 59 60 61 62

Capítulo 3 Teoría del mantenimiento preventivo Introducción 3.1 Definición y características del mantenimiento preventivo Definición de mantenimiento preventivo Características del mantenimiento preventivo 3.2 Actividades del mantenimiento preventivo 3.3 Aplicabilidad de mantenimiento preventivo 3.4 Ventajas y desventajas del mantenimiento preventivo Ventajas del mantenimiento preventivo Desventajas del mantenimiento preventivo 3.5 Diseño de un programa de mantenimiento preventivo Recomendaciones para determinar un plan de mantenimiento preventivo

64 66 66 66 67 68 68 69 69 70 71 72

Contenido

3.6 Procedimiento para programar el mantenimiento preventivo empleando el MP8 ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

IX

76 89 90 95

Capítulo 4 Teoría del mantenimiento predictivo Introducción 4.1 Definición y características del mantenimiento predictivo (MPP) Importancia del mantenimiento predictivo 4.2 Ventajas y desventajas del mantenimiento predictivo Ventajas Desventajas 4.3 Técnicas aplicables en el mantenimiento predictivo Medición y análisis de vibraciones Termografía Ultrasonido Pasos a seguir con la técnica de ultrasonido Tribología Mediciones eléctricas Criterios para establecer la criticidad de los equipos Procedimiento de selección Prioridad 1, equipo muy crítico Prioridad 2, equipo crítico Prioridad 3, equipos con prioridad normal Prioridad 4, equipos con prioridad baja

96 98 98 98 99 99 100 100 101 102 104 107 110 111 114 115 115 116 117 117

Otros aspectos para establecer la criticidad de los equipos 4.4 Procedimiento para programar el mantenimiento predictivo utilizando MP8 ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

117 123 127 127 127

Capítulo 5 Lubricación Introducción 5.1 Principios básicos de la lubricación Definición 5.2 Actividades del mantenimiento preventivo

128 130 130 130 132

X

Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Tipos de lubricación Propiedades de los lubricantes Clasificación de los lubricantes Clases de aditivos Aceites derivados del petróleo o de origen mineral Aceites sintéticos Aceites de origen animal o vegetal Lubricantes semisólidos (grasas) Lubricantes sólidos 5.3 Características principales de los lubricantes Propiedades de los aceites Propiedades de las grasas Organizaciones que regulan los lubricantes Lubricantes industriales (Sistema ISO) 5.4 Sistemas de aplicación de lubricantes Sistemas de aplicación de aceites Lubricadores de alimentación mecánica forzada Sistemas de aplicación de grasas Sistemas centralizados Selección de lubricantes Factores para seleccionar un aceite Factores para seleccionar una grasa 5.5 Procedimiento para programar la lubricación Análisis de la máquina Análisis del lubricante a utilizar Determinación de la cantidad de lubricante Determinación de la cantidad de grasas por rodamiento Determinación del intervalo para relubricar Forma de lubricación Ejemplo de una guía de lubricación 5.6 Programa de lubricación ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

133 134 136 137 138 138 139 139 140 142 142 143 144 145 145 145 146 149 150 151 151 152 153 153 153 154 154 154 154 155 156 167 167 168

Capítulo 6 Aplicación de teorías predictivas Introducción

170 172

Contenido

6.1 La aplicación del análisis de vibraciones al mantenimiento preventivo Definición del concepto vibración 6.2 Medición de la vibración Amplitud de la vibración Frecuencia de vibración Escalas Medición de la frecuencia Fase Efectos de la vibración 6.3 Vibración aleatoria y golpeteos intermitentes Frecuencia natural y resonancia 6.4 Ventajas y desventajas del mantenimiento correctivo 6.5 Análisis espectral 6.6 Diagnóstico y clasificación de fallas en los equipos ocasionadas por las vibraciones Desbalanceo Desbalanceo por rotor colgante Desalineación Chumaceras Desalineación entre chumaceras Holgura mecánica eje-agujero Holgura eje-agujero Desajuste estructural Excentricidad Rotor excéntrico Rotor o eje pandeado Resonancia Pulsaciones Fallas en engranajes Estado normal Desgaste en diente Sobrecarga en engrane Excentricidad o backlash Engranaje desalineado Problemas de vibración de choque (hunting) Bandas Desalineación de poleas Excentricidad de poleas Resonancia de banda

XI

172 173 175 175 177 177 178 178 179 179 180 180 181 184 184 186 186 188 188 189 189 190 190 190 191 191 192 193 193 193 194 194 195 195 196 197 198 198

XII

Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Flujo de fluidos Cavitación Turbulencia del flujo Recirculación Frecuencia de aspas (L) Flujo de gases Fallas en rodamientos Falla en pista interna Falla en pista externa Falla en elementos rodantes Deterioro de jaula Inestabilidad por latigueo del aceite Máquinas eléctricas Rozamiento entre partes Efectos de la vibración 6.7 Equipos utilizados en la medición de la vibración Medidor de vibraciones Monitor de vibración Analizador de vibraciones Analizador/recopilador de datos Registro de las vibraciones Selección de las máquinas que deberán incluirse en el programa Selección de los puntos de medición de vibración en los equipos Elección del parámetro a medir Adquisición de la información Balanceo de rotores Registro manual de vibraciones Registro automático de vibraciones Selección de intervalos para verificaciones periódicas de vibración 6.8 Análisis de vibraciones Análisis manual Análisis automático Análisis en tiempo real Establecimiento de niveles aceptables de vibración Clasificación de acuerdo con el tipo de máquina, potencia o altura del eje Clasificación según la flexibilidad del soporte Evaluación Balanceo de rotores Causas del desequilibrio

199 199 199 200 200 200 201 202 202 203 203 204 205 205 206 206 206 206 206 208 208 209 209 210 211 212 212 212 212 213 213 213 214 215 216 217 218 220 220

Contenido XIII

Unidades que expresan el desbalance Importancia del desequilibrio Tipos de desbalance Planos de balanceo Técnicas aplicables en el balanceo de rotores Equipos para el balanceo dinámico Métodos de los dos vectores Procedimiento del método de los dos vectores Balanceo de rotores salientes o en voladizo Balanceo en dos planos Líquidos penetrantes Proceso descriptivo de líquidos penetrantes ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

221 222 223 225 225 226 226 226 227 228 229 230 231 233 235

Capítulo 7 Montaje y alineación de equipos Introducción 7.1 Cimentación Tipos de cimentaciones Requerimientos para el diseño de una cimentación Método masa-resorte equivalente para cimentaciones masivas Sistemas equivalentes 7.2 Consideraciones de diseño Amplitudes de diseño Recomendaciones para dimensionar una cimentación de concreto Resonancia Teoría para una masa rígida sobre un semiespacio elástico Aplicabilidad Deteminación de la masa Estimación de la constante de rigidez Otros criterios para el cálculo de una cimentación Relación peso de cimentación-peso máquina para ventiladores 7.3 Tipos de anclaje Cálculo de la longitud de las anclas Longitud de desarrollo de varillas y alambres corrugados sujetos a tensión 7.4 Procedimientos de montaje de equipos

236 238 238 239 239 240 241 242 242 243 243 243 245 245 245 247 248 248 249 250 251

XIV Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Instalación del soporte de la máquina Placa de soporte Elevación Relleno de la bancada de la máquina y la cimentación Funciones principales del relleno con mortero Consideraciones importantes Aplicación Tiempo de curado 7.5 Alineamiento Requerimientos y tolerancias finales del alineamiento Técnicas de alineación Tipos de acoplamiento Procedimiento y técnicas de alineación Técnicas de alineación Revisión de pata suave Procedimientos y técnicas de alineación Recomendaciones previas a la alineación Instrumentos para la alineación de maquinaria 7.6 Procedimiento para la alineación de maquinaria Método de alineación de cara y borde Método de alineamiento de los indicadores alternos Alineación con un equipo láser ¿Qué aprendí? Proyecto Lista de cotejo del proyecto

251 252 252 252 253 254 255 255 255 256 257 257 258 259 260 261 262 263 263 263 264 265 271 271 273

Anexo A Vibraciones mecánicas A.1 Concepto de vibración A.2 Clasificación de las vibraciones A.3 Transmisión de vibraciones A.4 Movimiento del soporte A.5 Aislamiento vibratorio

275 276 276 281 283 284

Prólogo La Educación Superior en México, atendiendo a las demandas globalizadas de la industria, pone al alcance de sus estudiantes la obra Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales, que proporciona los conocimientos y técnicas necesarias para desarrollar de manera acertada esta tarea, mediante la aplicación periódica o programada de acciones que pretenden conservar la vida útil de dispositivos tecnológicos. El contenido de esta obra constituye un andamiaje en el aprendizaje, ya que aborda la combinación de conceptos y sistemas de mantenimiento requeridos por la industria en relación con el mantenimiento correctivo, predictivo y preventivo. Además, ayuda a identificar el qué, cómo, cuándo y dónde realizar estas tareas, así como a satisfacer los contenidos programáticos y el desarrollo de competencias en el ámbito del mantenimiento. Se pretende que esta obra, de fácil lectura y comprensión, contribuya al aprendizaje significativo del arte del mantenimiento industrial, apoyándose en modelos aplicados a nivel industrial y esquemas que coadyuvan de manera visual a su estudio, así como en una descripción del software MP8 y su aplicación dentro de ésta. Los autores hacen un recorrido a través de siete capítulos por la historia del mantenimiento, evolución, importancia, análisis, técnicas, procedimientos, gestión y aplicación, proporcionando la teoría básica necesaria en un curso introductorio de mantenimiento y una adecuada combinación de los conceptos y sistemas correspondientes: t $PSSFDUJWP t 1SFWFOUJWP t 1SFEJDUJWP

Así, se pretende conjuntar y abordar los principales temas que requiere la aplicación del mantenimiento en la industria, contemplando, sobre todo, conocimientos acerca de: t 5FPSÓBEFMPTEJGFSFOUFTTJTUFNBTEFNBOUFOJNJFOUPDPSSFDUJWP QSFWFOUJWP QSFEJDUJWP QSPBDUJWP QSPEVDUJWP total (TPM), basado en la confiabilidad (RCM) t 1SPHSBNBDJØOZDPOUSPMEFMPTTJTUFNBTEFNBOUFOJNJFOUP t 5JQPTZDBSBDUFSÓTUJDBTEFMPTEJGFSFOUFTUJQPTEFMVCSJDBOUFT t .FEJDJØO SFHJTUSPZBOÈMJTJTEFWJCSBDJPOFT t %JBHOØTUJDPEFMBTQSJODJQBMFTDBVTBTRVFQSPWPDBOMBTWJCSBDJPOFT t 5ÏDOJDBTQBSBFMCBMBODFPEFMPTEJWFSTPTUJQPTEFSPUPSFT t 3FRVFSJNJFOUPTQBSBFMNPOUBKFEFFRVJQPTZNBRVJOBSJB t 5ÏDOJDBTTPCSFNPOUBKFZBMJOFBDJØOEFNBRVJOBSJBZFRVJQPT

Capítulo 1

¿Qué sabes? t {2VÏFTNBOUFOJNJFOUP t {1PSRVÏFTJNQPSUBOUFFMNBOUFOJNJFOUPFOMBJOEVTUSJB t {$VÈMFTFMQBQFMEFMNBOUFOJNJFOUPJOEVTUSJBM t {2VJÏOFTEFCFOQBSUJDJQBSFOFMNBOUFOJNJFOUP t {4BCFTRVÏTJHOJĕDB51. t {2VÏFTVOBGBMMB

Evolución y taxonomía del mantenimiento

Competencia específica t 1SFDJTBSFMPSJHFOZEFTBSSPMMPEFMNBOUFOJNJFOUPJOEVTUSJBM Competencias genéricas t )BCJMJEBEQBSBCVTDBSZBOBMJ[BSJOGPSNBDJØOQSPWFOJFOUFEFGVFOUFTEJWFSTBT t $BQBDJEBEDSÓUJDBZBVUPDSÓUJDB

4

Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Introducción &MNBOUFOJNJFOUPJOEVTUSJBMTVSHJØBOUFMBOFDFTJEBEEFMTFSIVNBOPEFQSFTFSWBSMBGVODJPOBMJEBEEFTVTIFSSBNJFOUBTQSJNBSJBT%FTQVÏT FWPMVDJPOØEFCJEPBMJOUFSÏTEFDPOTFSWBSMPTEJTQPTJUJWPTZFRVJQPTVUJMJ[BEPT FOMBGBCSJDBDJØOEFQSPEVDUPT %VSBOUF MBT UÏDOJDBT EF NBOUFOJNJFOUP GVFSPO PSJFOUBEBT BM DVJEBEP GÓTJDP EF MB NBRVJOBSJB &M NBOUFOJNJFOUPDPSSFDUJWPTPMPTFBQMJDBCBDVBOEPMBNBRVJOBSJBQSFTFOUBCBVOBGBMMBPTFUFOÓBRVFTVTQFOEFS MBQSPEVDDJØO ZGVFBQBSUJSEFFTFB×P ZIBTUB RVFTFFTUBCMFDJFSPOBMHVOBTMBCPSFTQSFWFOUJWBT &OUSFZMBTUÏDOJDBTEFNBOUFOJNJFOUPTFFOGPDBSPOBMDVJEBEPEFMTFSWJDJPRVFQSPQPSDJPOBCBMBNBRVJOBSJB%VSBOUFFTFQFSJPEPTFSFDPOPDJØTVSFMFWBODJB ZBRVFFMPCKFUJWPFSBQSPQPSDJPOBSVO CVFOTFSWJDJPPQSPEVDUPBMDMJFOUFEFNBOFSBFĕDJFOUFZFDPOØNJDB&TFOFTUBFUBQBRVFFMNBOUFOJNJFOUP FTDPOTJEFSBEPEFOUSPEFMEJTF×PEFQMBOUB "QBSUJSEFMBEÏDBEBEFTVSHJØFMNBOUFOJNJFOUPQSPEVDUJWPUPUBM RVFJNQVMTØMBQBSUJDJQBDJØOEF MPTFNQMFBEPTFOMBQSPEVDDJØOZFMNBOUFOJNJFOUPFOCVTDBEFMBFĕDJFODJB &OMBBDUVBMJEBE VOJODPOWFOJFOUFEFUFDUBEPEVSBOUFMBJNQMFNFOUBDJØOZBQMJDBDJØOEFMNBOUFOJNJFOUPFO MBTFNQSFTBTFTFMVTPEFVOlenguaje común, no especializado,FOUSFMPTPQFSBEPSFTEFMPTFRVJQPTPNBRVJOBSJBZ MPTUÏDOJDPTEFMEFQBSUBNFOUPEFNBOUFOJNJFOUP MPDVBMBGFDUBEFNBOFSBEJSFDUBFMEJBHOØTUJDPEFMBGBMMB0USP QSPCMFNBFTMBGBMUBEFDPOPDJNJFOUPFOMBBQMJDBDJØOZBENJOJTUSBDJØOEFMNBOUFOJNJFOUP $BEBFNQSFTBBQMJDBTVTQSPQJBTUÏDOJDBTZDPODFQUPT MPRVFUSBFDPNPDPOTFDVFODJBFMVTPEFEJGFSFOUF UFSNJOPMPHÓB&TUPQVFEFSFQSFTFOUBSVOBGPSUBMF[BTJFNQSFZDVBOEPMBUFSNJOPMPHÓBFNQMFBEBTFBDPNQBSUJEBDPOMPTJOWPMVDSBEPTBUSBWÏTEFMBDBQBDJUBDJØOBMPTPQFSBSJPTEFMPTFRVJQPTNFEJBOUFVOBDPNVOJDBDJØO FGFDUJWBZBTFSUJWB-PRVFTFCVTDBFTEJTNJOVJSMPTUJFNQPTNVFSUPTRVFUBOUPBGFDUBOBMBJOEVTUSJB -BFMBCPSBDJØOEFFTUFUFYUPUJFOFFMQSPQØTJUPEFBCPSEBSMBUFPSÓBOFDFTBSJBBUSBWÏTEFVOBDPNCJOBDJØO BQSPQJBEBEFMPTEJGFSFOUFTDPODFQUPTZTJTUFNBTEFMNBOUFOJNJFOUP DPNPTPO t $PSSFDUJWP t 1SFWFOUJWP t 1SFEJDUJWP

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1.1 Historia y evolución del mantenimiento -BUBCMBNVFTUSBVOBDSPOPMPHÓBEFMBFWPMVDJØOEFMNBOUFOJNJFOUP EFTEF DVBOEPTFJNQMFNFOUØFM NBOUFOJNJFOUPDPSSFDUJWP IBTUBFMB×P FORVFTVSHJØMBĕMPTPGÓBEFDPOTFSWBDJØOJOEVTUSJBM -BIJTUPSJBEFMNBOUFOJNJFOUPTFSFMBDJPOBDPOFMEFTBSSPMMPUÏDOJDPJOEVTUSJBM"ĕOBMFTEFMTJHMPxix

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Evolución y taxonomía del mantenimiento

Tabla 1.1

5

Historia y evolución del mantenimiento industrial. Año

Descripción

1780

Mantenimiento correctivo

1798

Uso de partes intercambiables

1903

Producción industrial masiva

1910

Cuadrillas de mantenimiento correctivo

1914

Mantenimiento preventivo

1931

Control de calidad del producto manufacturado

1950

Control estadístico de calidad

1960

Desarrollo del mantenimiento centrado en la confiabilidad

1971

Desarrollo del mantenimiento productivo total

1995

Desarrollo del proceso de las 5 S

2005

Surgimiento de la filosofía de conservación industrial

)BTUB FMNBOUFOJNJFOUPUFOÓBVOBJNQPSUBODJBTFDVOEBSJBZFSBFKFDVUBEPQPSFMNJTNPQFSTPOBM EFPQFSBDJØOPQSPEVDDJØO-B1SJNFSB(VFSSB.VOEJBMZMBJNQMBOUBDJØOEFMBQSPEVDDJØOFOTFSJFQPSMB DPNQB×ÓB GBCSJDBOUF EF WFIÓDVMPT 'PSE .PUPS $PNQBOZ PDBTJPOØ RVF MBT GÈCSJDBT FNQF[BSBO B FTUBCMFDFS QSPHSBNBTNÓOJNPTEFQSPEVDDJØOZ FODPOTFDVFODJB TVSHJØMBOFDFTJEBEEFGPSNBSFRVJQPTRVFQVEJFSBO FGFDUVBSFMNBOUFOJNJFOUPEFMBTNÈRVJOBTEFMBMÓOFBEFQSPEVDDJØOFOFMNFOPSUJFNQPQPTJCMF"TÓTVSHJØ VOØSHBOPTVCPSEJOBEPBMBPQFSBDJØO DVZPPCKFUJWPCÈTJDPFSBMBFKFDVDJØOEFMNBOUFOJNJFOUPFMIPZEFOPNJOBEPNBOUFOJNJFOUPDPSSFDUJWP&TBTJUVBDJØOTFNBOUVWPIBTUBMBEÏDBEB‫ڀ‬EF .FKÓB$BNQPT "VORVFFOTFSFBMJ[BSPOMPTQSJNFSPTJOUFOUPTQBSBQSFWFOJSMBTGBMMBTFOMPTFRVJQPT GVFBQBSUJSEF MB4FHVOEB(VFSSB.VOEJBMRVFFMNBOUFOJNJFOUPSFHJTUSØVOEFTBSSPMMPJNQPSUBOUFEFCJEPBMBTBQMJDBDJPOFT NJMJUBSFT$PNPDPOTFDVFODJBEFFTUP ZBOUFMBOFDFTJEBEEFBVNFOUBSMBSBQJEF[EFMBQSPEVDDJØO TVSHJØFM NBOUFOJNJFOUPQSFWFOUJWP-BHFSFODJBEFQMBOUBTFQSFPDVQØOPTPMPQPSDPSSFHJSMBTGBMMBT TJOPUBNCJÏOQPS FWJUBSRVFÏTUBTPDVSSJFTFO ZFMQFSTPOBMUÏDOJDPFNQF[ØBEFTBSSPMMBSFMQSPDFTPEFMNBOUFOJNJFOUPQSFWFOUJWP -PTHFSFOUFTEFQMBOUBTFJOUFSFTBSPOFORVFTVTTVQFSWJTPSFT NFDÈOJDPTZFMFDUSJDJTUBTEFTBSSPMMBSBOQSPHSBNBT QBSBMVCSJDBSZIBDFSPCTFSWBDJPOFTDMBWFBĕOEFQSFWFOJSEB×PTFOFMFRVJQP"VODVBOEPFTUPBZVEØBSFEVDJS QÏSEJEBTEFUJFNQP FMNBOUFOJNJFOUPQSFWFOUJWPFSBVOBBMUFSOBUJWBDPTUPTB QVFTNVDIBTQBSUFTTFSFFNQMB[BCBOCBTÈOEPTFFOFMUJFNQPEFPQFSBDJØO BVORVFQPEÓBOIBCFSEVSBEPNÈTUJFNQP ZTFEFTUJOBCBOEFNBTJBEBT IPSBTEFMBCPSEFNBOFSBJOOFDFTBSJB )BDJB DPOFMEFTBSSPMMPEFMBJOEVTUSJBQBSBBUFOEFSMBTOFDFTJEBEFTEFMBQPTHVFSSB MBFWPMVDJØOEFMB BWJBDJØODPNFSDJBMZEFMBJOEVTUSJBFMFDUSØOJDB MPTHFSFOUFTEFNBOUFOJNJFOUPPCTFSWBSPORVFFONVDIPTDBTPT FMUJFNQPRVFTFEFUFOÓBMBQSPEVDDJØOQBSBEJBHOPTUJDBSMBTGBMMBTFSBNBZPSRVFFMEFTUJOBEPQBSBSFBMJ[BSMBSFQBSBDJØODPSSFTQPOEJFOUF MPRVFEJPMVHBSBMBJOUFHSBDJØOEFVOFRVJQPEFFTQFDJBMJTUBTRVFDPOTUJUVÓBVOHSVQP EFBTFTPSBNJFOUPBMBQSPEVDDJØO MMBNBEPJOHFOJFSÓBEFNBOUFOJNJFOUP ZRVFTFFODBSHBCBEFQMBOFBSZDPOUSPMBSFMNBOUFOJNJFOUPQSFWFOUJWP BTÓDPNPEFBOBMJ[BSMBTDBVTBTZMPTFGFDUPTEFMBTBWFSÓBT .FKÓB$BNQPT " QBSUJS EF DPO FM GPSUBMFDJNJFOUP EF MBT BTPDJBDJPOFT OBDJPOBMFT EF NBOUFOJNJFOUP DSFBEBT BM ĕOBMEFMQFSJPEPBOUFSJPS ZMBTPĕTUJDBDJØOEFMPTJOTUSVNFOUPTEFQSPUFDDJØOZNFEJDJØO MBJOHFOJFSÓBEF NBOUFOJNJFOUPQBTØBEFTBSSPMMBSDSJUFSJPTEFQSFEJDDJØOPQSFWJTJØOEFGBMMBT DVJEBOEPMBPQUJNJ[BDJØOEFMB BDUVBDJØOEFMPTFRVJQPTEFFKFDVDJØOEFNBOUFOJNJFOUP .FKÓB$BNQPT

6

Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

-PTDSJUFSJPTDPOPDJEPTDPNPNBOUFOJNJFOUPQSFEJDUJWPPQSFWJTJWPGVFSPOBTPDJBEPTBNÏUPEPTEFQMBOFBNJFOUPZDPOUSPMEFMNBOUFOJNJFOUP0USPTUJQPTEFNBOUFOJNJFOUPTPO t %FQSFDJTJØO t .BOUFOJNJFOUPEFDMBTFNVOEJBM t 1SPBDUJWP t .FKPSBDPOUJOVB 51.

t .BOUFOJNJFOUPCBTBEPFOMBDPOĕBCJMJEBE 3$.

4JOFNCBSHP MPTUJFNQPTZMBTOFDFTJEBEFTDBNCJBSPO ZFOTFJOTUBVSBSPOOVFWPTDPODFQUPT&MNBOUFOJNJFOUPQSPEVDUJWPGVFMBOVFWBUFOEFODJBRVFFTUBCMFDÓBVOBQFSTQFDUJWBDPNQFUJUJWB4FBTJHOBSPONÈTSFTQPOTBCJMJEBEFTBMQFSTPOBMSFMBDJPOBEPDPOFMNBOUFOJNJFOUPZTFDSFBSPODPOTJEFSBDJPOFTBDFSDBEFMBDPOĕBCJMJEBEZ FMEJTF×PEFMFRVJQPZEFMBQMBOUB'VFVODBNCJPQSPGVOEPRVFBDV×ØFMUÏSNJOPiJOHFOJFSÓBEFMBQMBOUBwFOWF[ EFiNBOUFOJNJFOUPw-BTUBSFBTQPSSFBMJ[BSJODMVÓBOVONBZPSOJWFMEFDPOPDJNJFOUPEFMBDPOĕBCJMJEBEEFDBEB DPNQPOFOUFEFMBTNÈRVJOBTZMBTJOTUBMBDJPOFTFOHFOFSBM 51.POMJOF &OMBEÏDBEBEFMBHMPCBMJ[BDJØOEFMNFSDBEPDSFØOVFWBTZNÈTGVFSUFTOFDFTJEBEFTEFFYDFMFODJBFO UPEBTMBTBDUJWJEBEFT4FDPNQSFOEJFSPOMPTFTUÈOEBSFTEFiDMBTFNVOEJBMwFOUÏSNJOPTEFNBOUFOJNJFOUPEFM FRVJQPZVOTJTUFNBNÈTEJOÈNJDPUPNØMVHBS 51.POMJOF &O FMKBQPOÏT4FJDIJ/BLBKJNBEFTBSSPMMØFM51. NBOUFOJNJFOUPQSPEVDUJWPUPUBM UBNCJÏODPOPDJEPDPNPNBOUFOJNJFOUPEFQBSUJDJQBDJØOUPUBMPNBOUFOJNJFOUPUPUBMEFMBQSPEVDUJWJEBE ,VOJP

FM DVBMDPOTJTUFFOJOUFHSBSBUPEPTMPTNJFNCSPTEFMBDPNVOJEBEJOEVTUSJBM EFNPEPRVFUPEBDMBTFZOJWFMEF USBCBKBEPSFT PQFSBEPSFT TVQFSWJTPSFT JOHFOJFSPTZBENJOJTUSBEPSFTDPNQBSUFOFTUBSFTQPOTBCJMJEBE &OUSFZTVSHJØFMNBOUFOJNJFOUPDFOUSBEPFOMBDPOĕBCJMJEBE .$$

P3$.QPSTVTTJHMBTFOJOHMÏT 3FMJBCJMJUZ$FOUFSFE.BJOUFOBODF &M.$$GVFFO QSJODJQJPEFĕOJEPQPSMPTFNQMFBEPTEFMB6OJUFE"JSMJOFT4UBOMFZ/PXMBOZ)PXBSE )FBQDPNPiVOQSPDFTPRVFTFVTBQBSBEFUFSNJOBSMPRVFEFCFIBDFSTFQBSBBTFHVSBSRVFVOFMFNFOUPGÓTJDPDPOUJOÞFEFTFNQF×BOEPMBTGVODJPOFTEFTFBEBTFOTV DPOUFYUPPQFSBDJPOBMQSFTFOUFw .PVCSBZ &O MB"5" "JS5SBOTQPSU"TTPDJBUJPOPG"NFSJDB 7 000

Paralelo (mils) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.5

Tabla 7.10

Aceptable

Angular (mils/pulg de dim. de cople) 1.5 1.0 0.5 0.3 0.25 0.2

Paralelo (mils) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0

Angular (mils/pulg de dim. de cople) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.3 0.25

Tolerancia para la alineación de precisión. Flecha espaciadora. Excelente

Aceptable

Frecuencia de giro (rpm)

Paralelo / Pulgada de longitud de la flecha espaciadora

Paralelo / Pulgada de longitud de la flecha espaciadora

< 500

1.8

3

500 - 1 250

1.2

2

1 250 - 2 000

0.9

1.5

2 000 - 3 500

0.6

1.0

3 500 - 7 000

0.3

0.5

> 7 000

0.15

0.25

Fuente: Tolerancia de CSI para alineación de precisión. Nota: En caso de que la tolerancia del fabricante del cople sea menor, se debe utilizar la tolerancia establecida por él mismo.

Actividad de aprendizaje En equipo elaboren un díptico en el que expliquen qué es una tolerancia, su importancia y las tablas de tolerancia para alineación. Compartan sus trabajos en clase. Sean creativos.

Técnicas de alineación 6OFRVJQPNFDÈOJDPTVFMFFTUBSDPNQVFTUPQPSEPTFRVJQPT t Conductor.&TFMRVFTVNJOJTUSBMBQPUFODJBNPUPSFMÏDUSJDP UVSCJOB t Conducido&TFMRVFEFTBSSPMMBMBGVODJØOQBSBMBRVFGVFEJTF×BEPCPNCB WFOUJMBEPS DPNQSFTPS SFEVDUPS EFWFMPDJEBE HFOFSBEPS

Tipos de acoplamiento &OVOBDBOUJEBEJNQPSUBOUFEFFRVJQPTJOEVTUSJBMFT MBUSBOTNJTJØOEFQPUFODJBTFIBDFNFEJBOUFCBOEBT &OUSFFTUPTFRVJQPTTFFODVFOUSBO

258 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

t #PNCBT t 7FOUJMBEPSFT t $PNQSFTPSFT t .PMJOPT

4FEJDFRVFMBTFHVOEBDBVTBQSJODJQBMQPSMBRVFTFPSJHJOBMBWJCSBDJØOFTQPSEFTBMJOFBDJØO Desalineación entre poleas.-BEFTBMJOFBDJØOFOUSFQPMFBTQSPEVDFBMUPTOJWFMFTEFWJCSBDJØOB9 SQNEFDVBMRVJFSBEFMBTEPTQPMFBT-BNBZPSBNQMJUVETFNBOJĕFTUBFOMBNÈRVJOBEFNFOPSSJHJEF[ -PTQSJODJQBMFTQSPCMFNBTRVFQVFEFPDBTJPOBSTPO t 1ÏSEJEBEFQPUFODJB t %FTHBTUFOPVOJGPSNF t 7JCSBDJØO

-PTUSFTUJQPTEFEFTBMJOFBDJØORVFTFQSPEVDFOTPO t "OHVMBSWFSUJDBM t "OHVMBSIPSJ[POUBM t 1BSBMFMB

&OMBĕHVSBTFNVFTUSBOMPTUSFTUJQPTEFEFTBMJOFBDJØORVFTFQSPEVDFOFOMPTFRVJQPTBDPQMB EPTDPOCBOEBTNPUSJDFT

"OHVMBS IPSJ[POUBM

"OHVMBS WFSUJDBM

1BSBMFMB

Figura 7.9 Tipos de desalineación en equipos acoplados con bandas motrices.

Procedimiento y técnicas de alineación 1BSBMBBMJOFBDJØOEFQPMFBTTFVUJMJ[BOEJGFSFOUFTQSPDFEJNJFOUPTPNÏUPEPT-BFMFDDJØOEFQFOEFEF MPTJOTUSVNFOUPTZFRVJQPTDPOMPTRVFTFDVFOUF UBMFTDPNP

Montaje y alineación de equipos 259

t 3FHMBNFUÈMJDB t $PSEØOEFIJMPEFDÈ×BNP t -ÈTFS

Técnicas de alineación 6OBEFMBTFUBQBTRVFNÈTUJFNQPDPOTVNFBMMMFWBSBDBCPMBBMJOFBDJØOFTMBWFSJĕDBDJØOZDPSSFD DJPOFTEFMBQSFBMJOFBDJØO"OUFTEFJOJDJBSVOUSBCBKPEFBMJOFBDJØOFOVOFRVJQP MPQSJNFSPRVFTF EFCFIBDFSFTBTFHVSBSTFEFRVFMPTFKFTZTFNJDPQMFTFTUÏODPODÏOUSJDPT BTÓDPNPEFTDBSUBSRVFFYJTUB DPOEJDJØOEFpata suaveFOBMHVOBEFMBTQBUBT%FJHVBMNPEP IBZRVFSFWJTBSMBTDPOEJDJPOFTGÓTJDBT EFMBJOBT UPSOJMMPT CBTF BODMBT FUD ZDPSSFHJSUPEPTMPTQSPCMFNBTFODPOUSBEPT 4FIBDFVOBMJOFBNJFOUPQSFMJNJOBSQBSBFWJUBSUPEPTBRVFMMPTQSPCMFNBTRVFUJFOFOTVPSJHFOFO VOBNBMBEJTQPTJDJØOEFMBCBODBEBEFMFRVJQP BOUFTEFQSPDFEFSBMSFMMFOPDPONPSUFSP4FEBQPS FOUFOEJEPRVF QBSBTPNFUFSFMFRVJQPBFTUFBMJOFBNJFOUP UBOUPFMFRVJQPDPNPTVNPUPSUJFOFOJOT UBMBEPTTVTDPSSFTQPOEJFOUFTTFNJDPQMFT 1BSBIBDFSFMBMJOFBNJFOUPQSFMJNJOBSEFMPTFKFTFRVJQPNPUPSTFEFKBVOBUPMFSBODJBEF NNFTUPJNQMJDBMBWFSJĕDBDJØOEFTVEJTUBODJBBYJBMDPOFMĕOEFEFUFSNJOBSMBQFSGFDUBOJWFMBDJØO EFMBCBODBEBEFMFRVJQPMBCVFOBMPDBMJ[BDJØOZVUJMJ[BDJØOEFDBM[BTDPMPDBEBTFOUSFMBCBODBEBZTV DJNFOUBDJØOFMUFSNJOBEP OJWFMBDJØOZCVFODPOUBDUPEFMBTTVQFSĕDJFTEFBQPZPEFMPTQFEFTUBMFTDPO MBTQBUBTEFMNPUPS ZMBDPSSFDUBUFOTJØOEFMPTQFSOPTEFBODMBKFEFMBDJNFOUBDJØO %VSBOUFFTUFBMJOFBNJFOUPQSFMJNJOBSTFEFCFQSFTUBSBUFODJØOBMPTJHVJFOUF 1. &OMBDPMPDBDJØOEFDBM[BTTFFNQMFBFMNFOPSOÞNFSPEFTVQMFNFOUPTQPTJCMFFTEFDJS TJMB MV[FOUSFMBTTVQFSĕDJFTFTEFNN TFVUJMJ[BVOBQMBDBEFFTFFTQFTPS 2. -BTVQFSĕDJFEFMBDJNFOUBDJØOFOEPOEFBTJFOUBMBDBM[BEFCFFTUBSQBSFKBZMJTBFOTVUPUBMJ EBE MJCSFEFQPMWPZIVNFEBE&TJNQPSUBOUFDVJEBSRVFFMTVQMFNFOUPNÈTHSVFTPBTJFOUFEF NPEPEJSFDUPTPCSFFMDPODSFUP BĕOEFGBDJMJUBSMBTPQFSBDJPOFTEFOJWFMBDJØOEFMBCBODBEB -BTDV×BTOPTPOBENJTJCMFTQBSBTFSVTBEBTFOMVHBSEFDBM[BT ZBRVFTPOTVTDFQUJCMFTBEFTMJ [BSTFZQVFEFOBGFDUBSFMOJWFMEFMBCBODBEB Z FODPOTFDVFODJB MBBMJOFBDJØOEFMFRVJQP-BT DBM[BTEFCFORVFEBSBQSFUBEBTQPSDPNQMFUP 3. "QSFUBSMBTUVFSDBTEFMPTQFSOPTEFNBOFSBBMUFSOBEBZFOMBNFEJEBFORVFMPWBZBQJEJFOEP FMSJUNPEFMBOJWFMBDJØOFTEFDJS BQSFUBSFOFMTFOUJEPJOEJDBEPQPSMBCVSCVKBEFMOJWFM DVJ EBOEPRVFÏTUBTFEFTQMBDFDBEBWF[FMNÓOJNPEFTVQPTJDJØODFOUSBM 4. "MSFBKVTUBSMBTUVFSDBTTFEFCFNBOUFOFSTJFNQSFFMOJWFMEFMFRVJQPDPOMBBZVEBEFMBJOBT MBT DVBMFTQVFEFOTFSEFMBUØO DPCSFPBDFSPJOPYJEBCMF"MUFSNJOBSFMSFBKVTUFEFUPEBTZDBEB VOBEFMBTUVFSDBTEFMPTQFSOPT TFBKVTUBOTVTDPOUSBUVFSDBTTJOEFTDVJEBSFMOJWFMEFMFRVJQP DVZBUPMFSBODJBNÈYJNBFTEFNNNFOUPEBTEJSFDDJPOFT 5. %FTQVÏTEFRVFFMFRVJQPTFIBNPOUBEP DFOUSBEPZOJWFMBEP ZTFIBOBQSFUBEPUPEPTMPT QFSOPTEFBODMBKF TFQSPTJHVFDPOFMSFMMFOBEP QFSPBOUFTFTDPOWFOJFOUFEFKBSQBTBSVOEÓB QBSBIBDFSMBTDPNQSPCBDJPOFTEFFMFWBDJØO DFOUSBEPZOJWFMBDJØO-BSB[ØOEFFTUPFTQFSNJ UJSRVFMBTUFOTJPOFTEFMPTQFSOPTEFBODMBKFDFEBOVOQPDPZMPHSBSBTÓMFDUVSBTNÈTBKVTUBEBT B MB QPTJDJØO ĕOBM EFM FRVJQP &O NVDIBT PDBTJPOFT FTUF UJFNQP QFSNJUF EFTDVCSJS DBM[BT EFGFDUVPTBTRVFTFIBOBĘPKBEPPTVGSJEPVOBTFOUBNJFOUP

260 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Actividad de aprendizaje En equipo investiguen en diferentes fuentes de información acerca de las técnicas de alineación y elaboren un pequeño manual donde las expliquen. Compartan sus trabajos con sus compañeros y entréguenlo a su profesor.

Revisión de pata suave )BZDBTPTFOMPTRVFBMHVOBQJF[BEFMBNÈRVJOBQVEJFSBFTUBSEJTUPSTJPOBEBQPSVOBEFTJHVBMEJTUSJCVDJØOEFM QFTPFOMPTBQPZPTEFMBNBRVJOBSJB&TUFQSPCMFNBFTMMBNBEPpata suave6ODBTPRVFQVFEFFKFNQMJĕDBSFTUP FTFMEFVOBNÈRVJOBRVFFTTPQPSUBEBQPSDVBUSPBQPZPT VOPEFMPTDVBMFTFTNÈTDPSUPPRVFUJFOFVOTPQPS UFGVFSBEFMBCBTFEFMQMBOPEFMPTPUSPTUSFT$VBOEPMPTUPSOJMMPTEFMBNÈRVJOBTPOBQSFUBEPT MBNÈRVJOBTF QVFEFEJTUPSTJPOBS&TUBDPOEJDJØOPSJHJOBVOFTGVFS[PBOPSNBM MPRVFQSPEVDFEB×PTFYUSFNPTBMBNÈRVJOB QPSSP[BNJFOUPJOUFSOP WJCSBDJØOPSPUVSBEFQBSUFT&MFTGVFS[PEFUPEBTFTUBTGVFOUFTEFCFTFSMPDBMJ[BEPZ DPSSFHJEPBOUFTEFJOUFOUBSFMBMJOFBNJFOUPEFMPTFKFT .JFOUSBTRVFBMHVOPTUJQPTFTQFDJBMFTEFNÈRVJOBTSFRVJFSFOVODBSHBEPFTQFDÓĕDPFODBEBBQPZPEF MBNÈRVJOB MBNBZPSÓBOFDFTJUBTPMPEFMDBSHBEPOPSNBMZVOJGPSNFEFTVTBQPZPT-BTNÈRVJOBTQFRVF×BT DPNPNPUPSFT HFOFSBEPSFTZCPNCBT UJFOFOVOBDVCJFSUBPFTUSVDUVSBSÓHJEB&TJNQPSUBOUFBTFHVSBSTFEF RVFDBEBBQPZPTFBEBQUFBTVTPQPSUFJOEJWJEVBMQBSBRVFFMQFTPRVFEFEJTUSJCVJEPEFNBOFSBVOJGPSNFTP CSFFMUPUBMEFMÈSFBEFBQPZP ZRVFMBNÈRVJOBFTUÏCJFOBUPSOJMMBEB 1BSBFWJUBSMBEJTUPSTJØOEFMBDBSDBTBEFMFRVJQPTFSFDPNJFOEBSFWJTBSMBVOJGPSNJEBEFOFMBQPZPEFDBEB TPQPSUF1BSBFMMPTFQSPDFEFEFMBTJHVJFOUFNBOFSB 1. &TUBOEPBODMBEBMBNÈRVJOBZBQSFUBEBBTVTQFEFTUBMFT TFBĘPKBFMQFSOPEFVOBEFTVTQBUBTZ FO TFHVJEB TFSFUJSBMBDBM[B 2. 4FDBMJCSBFMFTQFTPSEFMBDBM[BSFUJSBEB BTÓDPNPMBMV[RVFIBRVFEBEPFOUSFFMQFEFTUBMZMBQBUB 3. 4FSFTUBEFMBMV[FMFTQFTPSEFMBDBM[B UFOJFOEPFODVFOUBRVFQVFEFPCUFOFSTFZBTFBDFSPPVOBDJGSB QPTJUJWBPOFHBUJWB 4. 4FNPOUBEFOVFWPMBDBM[BZTFBQSJFUBPUSBWF[FMQFSOP 5. 4FQSPDFEFEFJHVBMGPSNBQBSBMBTPUSBTUSFTQBUBTEFMFRVJQP 6. 4FDPNQBSBOFOUSFTÓMPTSFTVMUBEPT ZTJTFFODVFOUSBVOBEJGFSFODJBBQSFDJBCMFFOUSFFMMPT TFQSPDFEF B EFUFSNJOBS MB DBVTB QVFT FTUB EJGFSFODJB QVFEF TFS TF×BM EF RVF MB DBSDBTB FTUÈ TPNFUJEB B EJT UPSTJØO&TNVZJNQPSUBOUFDPSSFHJSFTUFQSPCMFNBBOUFTEFDPOUJOVBSUSBCBKBOEPDPOFMFRVJQP $POFMQSPDFEJNJFOUPEFTDSJUPTFWFSJĕDBRVFMBTQBUBTEFMFRVJQPOPTFFODVFOUSFOGPS[BEBTQPSMBTDBM[BT IBDJBBSSJCB$VBOEPTFSFRVJFSBEFUFSNJOBSTJMPTQFSOPTEFBODMBKFEFMFRVJQPBTVTQFEFTUBMFTTPOMPTRVF FTUÈOGPS[BOEPTVTQBUBTIBDJBBCBKP TFQSPDFEFDPNPTFFYQMJDBBDPOUJOVBDJØO 1. 4FNPOUBFMTPQPSUFEFMDPNQBSBEPSFOFMFYUSFNPEFMFKFEFMFRVJQPZMBDBSÈUVMBFOMBQBSUFTVQFSJPS EFMBSPEBEVSBEFMTFNJDPQMFEFMFRVJQPBDPNQB×BOUF 2. 4FQPOFBDFSPFMSFMPKZTFBĘPKBVOPEFMPTQFSOPTEFMBODMBKFEFMFRVJQPBTVQFEFTUBM 3. 4FUPNBMBMFDUVSBEFMSFMPKZTFBQSJFUBEFOVFWPFMQFSOPEFMBODMBKF

Montaje y alineación de equipos 261

4. 4FQSPDFEFEFJHVBMGPSNBQBSBMPTPUSPTUSFTQFSOPT 5. 4FDPSSJHFOMBTDBM[BTFOEPOEF BMBĘPKBSTVTDPSSFTQPOEJFOUFTQFSOPTEFBODMBKF FMEFTQMB[BNJFOUP IBZBTVQFSBEPMPTNN4FNPOUBFMTPQPSUFEFMDPNQBSBEPSFOFMFYUSFNPEFMFKFEFMFRVJQP BDPNQB×BOUFZTFQSPDFEFEFMBNJTNBGPSNBRVFTFIJ[PDPOFMQSJNFSP

Actividad de aprendizaje Busca en tu institución, o en alguna empresa, un equipo pequeño donde puedas realizar una revisión de la uniformidad en el apoyo de cada soporte. Toma fotografías y elabora un reporte en el que presentes por escrito los resultados de dicha revisión, y realiza una propuesta si es que hay que mejorarla.

Procedimientos y técnicas de alineación "MJOFBSEPTNÈRVJOBTRVFUSBCBKBODPOTVTFKFTBDPQMBEPTFTIBDFSDPMJOFBMFTMBTMÓOFBTEFMPTDFOUSPTEFSP UBDJØOEFMPTFKFTFOFMQMBOPEFBDPQMBNJFOUP&TEFDJS OPTFBMJOFBODPQMFT TFBMJOFBOFKFT1BSBFGFDUPTEF BMJOFBNJFOUP MPTDPQMFTTPOTJNQMFNFOUFMBTQJF[BTEFBQPZPEFMPTJOTUSVNFOUPTEFNFEJDJØO

Tipos de desalineación )BZUSFTUJQPTEFEFTBMJOFBDJØO t Desalineación radial o desplazamiento paralelo.4FMMBNBBTÓBMBEJTUBODJB d RVFIBZFOUSFMBTMÓOFBTEF DFOUSPEFEPTFKFTQBSBMFMPTEFVOFRVJQP NFEJEPSBEJBMNFOUF WÏBTFĕHVSB

d

Figura 7.10 Desplazamiento paralelo.

t Desalineación axial o desplazamiento angular.$POTJTUFFOMBGBMUBEFQBSBMFMJTNPFOUSFMBTDBSBTEFMPT FYUSFNPTEFEPTFKFTEFVOFRVJQP4FFYQSFTBFOHSBEPTPFONJMÓNFUSPTQPSNFUSPSFTQFDUPEFMBEJTUBODJB FOUSFBNCPTTFNJDPQMFTZTFJOEJDBFMEJÈNFUSPEFÏTUPT$VBOEPTFFYQSFTBFOFTUBÞMUJNBGPSNB MBMPOHJUVE FONJMÓNFUSPTDPSSFTQPOEFBMBCBTFEFVOUSJÈOHVMPFOEPOEFVOPEFTVTMBEPTFTUÈEBEPQPSFMEJÈNFUSPEFM TFNJDPQMFZFMPUSPQPSVOBMÓOFBQBSBMFMBBMTFNJDPQMFPQVFTUP WÏBTFĕHVSB

262 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

mm

ƒ ƒ

Figura 7.11 Desplazamiento angular.

t Desalineación combinada. &T MB DPNCJOBDJØO EF MPT EPT BOUFSJPSFT Z FT MB RVF TVFMF QSFTFOUBSTF FO MBT NÈRVJOBT

Actividad de aprendizaje En equipo de dos o tres personas elaboren una maqueta en la que muestren los tipos de desalineación. Expliquen frente al grupo cada uno de los tipos. Expongan sus trabajos.

Recomendaciones previas a la alineación 1BSBGBDJMJUBSMBBMJOFBDJØO VOBEFMBTNÈRVJOBTEFCFQFSNBOFDFSBODMBEBZMBPUSBBMJOFBEBSFTQFDUPBFMMB4F SFDPNJFOEBMPTJHVJFOUF 1. &OFMDBTPEFNÈRVJOBTBDDJPOBEBTQPSVONPUPSFMÏDUSJDP MBNÈRVJOBQFSNBOFDFĕKBZFMNPUPSTF BMJOFBSFTQFDUPEFFMMB1BSBNPUPSFTFMÏDUSJDPTHSBOEFT TFEFKBFMNPUPSNÈTCBKPFONN QVMH NVMUJQMJDBEPQPSFMEJÈNFUSPEFMFKFEFMNPUPS QFSPOVODBQPSEFCBKPEFNN QVMH 2. &OMBTNÈRVJOBTBDDJPOBEBTQPSVOBUVSCJOBEFWBQPS MBNÈRVJOBQFSNBOFDFSÈĕKB FYDFQUPDVBOEP TFB NÈT GÈDJM MP DPOUSBSJP %FCJEP B MB UFNQFSBUVSB EF USBCBKP EF MBT UVSCJOBT QPS OPSNB HFOFSBM ÏTUBTTFEFKBONÈTCBKBTRVFMBTCPNCBTBMBTDVBMFTFTUÈODPOFDUBEBT UFOJFOEPFODVFOUBFMTJHVJFO UF QSPEVDUP NN QVMH NVMUJQMJDBEP QPS MB BMUVSB FYJTUFOUF FOUSF FM BQPZP EF TVT QBUBT ZFMDFOUSPEFTVFKF&MQSPEVDUPBTÓPCUFOJEPTFUPNBDPNPMBEJGFSFODJBRVFIBCSÈEFEFKBSTFFOUSF FMDFOUSPEFMFKFEFMBUVSCJOBZFMDFOUSPEFMFKFEFMBCPNCB 3. &OFMDBTPEFUSFTNÈRVJOBTJOUFSDPOFDUBEBT QPSFKFNQMPVODPNQSFTPSDPOFDUBEPBVOSFEVDUPS ZÏTUFBVOBUVSCJOB FMDPNQSFTPSFTUBSÈĕKPOPPCTUBOUF BOUFTEFJOJDJBSMBBMJOFBDJØOEFMBTPUSBT NÈRVJOBTDPOFDUBEBTBÏM TFEFCFJOTUBMBSZDFOUSBSDPOFYBDUJUVEFOTVTQFEFTUBMFTUFOJFOEPFODV FOUBMBQPTJDJØOSFMBUJWBEFMBTPUSBTNÈRVJOBT 4. -BNÈRVJOBRVFIBCSÈEFBMJOFBSTFFTUBSÈNÈTCBKBRVFMBPUSB-BEJGFSFODJBFOUSFMPTDFOUSPTEFTVT FKFTTFSÈBMNFOPTJHVBMBMBDBOUJEBERVFTFFTQFSBRVFTFEJMBUFEVSBOUFFMGVODJPOBNJFOUPOPSNBM NÈTNN DBOUJEBERVFFTTVĕDJFOUFDVBOEPMPTQFEFTUBMFTZQBUBTEFMFRVJQPFTUÈOCJFONBRVJOBEPT ZFOVONJTNPQMBOP 5. "MIBDFSMBBMJOFBDJØOFOGSÓPEFCFUFOFSTFFODVFOUBMBFYQBOTJØOUÏSNJDBRVFBQBSUJSEFMBUFN QFSBUVSBBNCJFOUFTVGSFFMFRVJQPEVSBOUFTVGVODJPOBNJFOUP&TUBFYQBOTJØOQVFEFWFOJSEFTEFFM GBCSJDBOUFPDBMDVMBSTFDPOMBTJHVJFOUFGØSNVMB AheT

Montaje y alineación de equipos 263

EPOEF

AFYQBOTJØOUÏSNJDB _DPFĕDJFOUFMJOFBMEFEJMBUBDJØO heBMUVSBEFMFKF UPNBEBEFTEFMBTVQFSĕDJFEFBQPZPEFMBTQBUBT 6TBVNFOUPEFUFNQFSBUVSBBQBSUJSEFMBUFNQFSBUVSBBNCJFOUF 6. 6OBGØSNVMBHFOFSBMQBSBBZVEBSFOMBFTUJNBDJØODPSSFDUBEFMBBMJOFBDJØOĕOBMFOGSÓPEFMBTCPNCBTEF IJFSSPGVOEJEPJNQVMTBEBTQPSNPUPSFTFMÏDUSJDPTZEFTUJOBEBBNBOFKBSMÓRVJEPTDBMJFOUFTFTMBTJHVJFOUF h=

T − Ta he

EPOEF h BMUVSBEFMFKFEFMNPUPSTPCSFFMEFMBCPNCB FOQVMHBEBT T UFNQFSBUVSBEFMMÓRVJEPCPNCFBEPFOº' TaUFNQFSBUVSBBNCJFOUFFOº' heBMUVSBEFMFKFFOQVMHBEBT UPNBEBEFTEFFMBQPZPEFMBCPNCBFOTVTQFEFTUBMFT EFCFUFOFSTFFO DVFOUBMBEJMBUBDJØORVFÏTUPTQVFEBOTVGSJSQPSFMIFDIPEFTFSPOPSFGSJHFSBEPT

Instrumentos para la alineación de maquinaria -BTMFDUVSBTSBEJBMFTQVFEFOIBDFSTFNFEJBOUFVODBMJCSBEPSEFMBJOBTZVOBSFHMB &MBMJOFBNJFOUPĕOBMFTFMSFĕOBNJFOUPEFMBQPTJDJØOEFMPTFKFTIBTUBFMMÓNJUFSFRVFSJEPQBSBBTFHVSBS VOBDPSSFDUBPQFSBDJØOEFMBVOJEBEQPSUBOUP EJDIPBMJOFBNJFOUPTFEFCFIBDFSDPOMBNBZPSFYBDUJUVEQP TJCMF NJMÏTJNBTEFQVMHBEB 4FQVFEFVUJMJ[BSVOJOTUSVNFOUPDPODVBESBOUFZNJDSØNFUSP PCJFOVOFRVJQP MÈTFSQBSBSFWJTBSFMBMJOFBNJFOUPĕOBMEFMPTFKFTEFMBTNÈRVJOBTBBDPQMBS-PTJOTUSVNFOUPTRVFIBCSÈOEF VUJMJ[BSTFEFCFOTFSSFWJTBEPTDPOBOUFSJPSJEBEQBSBBTFHVSBSVOBCVFOBBMJOFBDJØO

Actividad de aprendizaje En equipo realicen una investigación detallada de los diferentes tipos de instrumentos para la alineación de maquinaria. Con la ayuda de una presentación electrónica expongan frente al grupo su investigación.

7.6 Procedimiento para la alineación de maquinaria "MDVBOUJĕDBSMBEFTBMJOFBDJØOUBOUPSBEJBMDPNPBYJBM FTQPTJCMFDBMDVMBSMPTNPWJNJFOUPTZMPTDBNCJPTEF DBM[BTCBKPTVTCBTFTPQFEFTUBMFTOFDFTBSJPTQBSBDPSSFHJSMBEFTBMJOFBDJØOFODPOUSBEB &MNÏUPEPBFTDPHFSQBSBIBDFSFMBMJOFBNJFOUPEFQFOEFEFMBEJTUBODJBBYJBMZEFMEJÈNFUSPEFMBDPQMB NJFOUP"DPOUJOVBDJØOTFQSFTFOUBOBMHVOPTEFMPTNÏUPEPT

Método de alineación de cara y borde 5BNCJÏOMMBNBEPEFcubo y caraPde los dos indicadores4FSFDPNJFOEBDVBOEPMBEJTUBODJBBYJBMFTNFOPS RVFMBNJUBEEFMEJÈNFUSPEFMBDPQMBNJFOUP

264 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Borde y cara basado en fórmulas $ÈMDVMPEFMBDPSSFDDJØOBOHVMBS WÏBTFĕHVSB

SupAAangularidad / D

D

SupBBangularidad / D AEJTUBODJBFOUSFMBQBUBDFSDBOBIBTUBEPOEFTFFODVFO USBQBMQBOEPFMDPNQBSBEPSEFGPSNBSBEJBMPBYJBM

A

BEJTUBODJBFOUSFMBQBUBMFKBOBIBTUBEPOEFTFFODVFO USBQBMQBOEPFMDPNQBSBEPSEFGPSNBSBEJBMPBYJBM DEJÈNFUSPEFMBDPQMF EJÈNFUSPEFĕOJEPQPSFMDPN QBSBEPS

B

Figura 7.12

Cálculo de la corrección vertical o horizontal %FCFNPOUBSTFFMJOEJDBEPSTPCSFVOBEFMBTNJUBEFTEFMBDP QMBNJFOUP ZQPTUFSJPSNFOUFIBZRVFFGFDUVBSMBSPUBDJØOEFM FKFEFPBP-BEJGFSFODJBEFMBTEPTMFDUVSBTUPNBEBTB PEFTFQBSBDJØOTFEJWJEFFOEPTQBSBPCUFOFSFMEFTQMB[B NJFOUPEFVOFKFDPOSFTQFDUPBMPUSP

D

A

"MJOFBDJØOTJNVMUÈOFBEFMBBOHVMBSZMBSBEJBM WÏBTFĕHVSB A ⋅angularidad Valor neto de la radial − D A ⋅angularidad Valor neto de la radial SupA = − D SupA =

B

Figura 7.13

Cara y corona &T VO NÏUPEP USBEJDJPOBM NVZ VUJMJ[BEP RVF TF FGFDUÞB NF EJBOUFMBUPNBEFMFDUVSBTEFEFTWJBDJØOUBOUPFOMBDBSBDPNP FO MB QFSJGFSJB EFM FYUSFNP EF VO FKF FO FM MBEP EFM BDPQMB NJFOUPDPOSFTQFDUPBMPUSPFKFRVFTFEFTFFBMJOFBS&OHFOF SBMTFBQMJDBFOFRVJQPTFOMPTRVFBMNFOPTVOPEFTVTFKFTOP QVFEFHJSBSTF ZBRVFFYJTUFFMSJFTHPEFJODVSSJSFOFSSPSFTEF FYDFOUSJDJEBEBMBGFDUBSTFQPSNPWJNJFOUPTBYJBMFT1BSBSFBMJ [BSFTUFNÏUPEPEFBMJOFBDJØOFMBDPQMBNJFOUPEFCFEFTDPOFD UBSTF WÏBTFĕHVSB

Figura 7.14

Método de alineamiento de los indicadores alternos 4FSFDPNJFOEBDVBOEPMBEJTUBODJBBYJBMFTNBZPSRVFMBNJUBEEFMEJÈNFUSPEFMDPQMF-BTMFDUVSBTIFDIBT QPSFTUFNÏUPEPTPOEFNBZPSQSFDJTJØORVFMBTMPHSBEBTQPSFMNÏUPEPBOUFSJPS EFCJEPBRVFIBZVOBNB ZPSMPOHJUVEFOUSFFMQVOUPEFBQPZPEFMTPQPSUFZFMWÈTUBHPEFMBDBSÈUVMB"EFNÈT DBEBDBMJCSBEPSJOEJDB

Montaje y alineación de equipos 265

MBEFTWJBDJØOEFMFKFFOEPOEFFTUÈNPOUBEP BMUJFNQPRVFTVTPQPSUFFTVOBQSPMPOHBDJØOEFÏTUFBEFNÈT EFMPBOUFSJPS MBQSFDJTJØOBVNFOUBQPSFMVTPEFEPTDBMJCSBEPSFTDVZBTMFDUVSBTTPOSFHJTUSBEBTEFNBOFSB TJNVMUÈOFBZQVFEFOTFSVUJMJ[BEBTTJOOFDFTJEBEEFSFUJSBSFMDBSSFUFFOMBEFMBDPQMF QVFTUPRVFVOPEFFMMPT TFBTFHVSBTPCSFFMFKFEFVOBEFMBTNÈRVJOBTZTVDBSÈUVMBTFEFKBEFTDBOTBSTPCSFMBSPEBEVSBEFMTFNJDPQMF EFMBPUSB NJFOUSBTFMPUSPDBMJCSBEPSTFNPOUBFOTFOUJEPDPOUSBSJPZBºEFMQSJNFSP

Alineación con un equipo láser )PZFOEÓB MBBMJOFBDJØOEFQSFDJTJØOTFQVFEFFGFDUVBSDPOFMBQPZPEFVOFRVJQPMÈTFS-BQSJODJQBMWFOUBKB FTRVFTFIBDFNVZSÈQJEPZGÈDJMMBEFTWFOUBKBFTFMDPTUPEFMFRVJQP &TUFNÏUPEPFTJEFBMQBSBBMJOFBSFRVJQPTFOEJTUBODJBTMBSHBTQVFTFMSBOHPEFFSSPSFOMBNFEJDJØOFT NVZQFRVF×P&MFRVJQPEFBMJOFBDJØOMÈTFSDPOTUBEFVOTJTUFNBUSBOTEVDUPS VOEJPEPMÈTFSZVOTFOTPSEF QPTJDJØOFOVOTPQPSUFEFNPOUBKF &MVTPEFFTUFNÏUPEPEFBMJOFBDJØOQSPQPSDJPOBMBNFEJDJØOFYBDUBZBRVFQVFEFEFUFDUBSEFTBMJOFBDJØO EFQVMH 7ÏBTFĕHVSB

Alineación con láser M

'

4

'

.PWJNJFOUPWFSUJDBM

Figura 7.15 Alineación con láser.

&OMBBDUVBMJEBEFYJTUFOFRVJQPTEJHJUBMFTZØQUJDPTDPOMV[MÈTFSRVFIBDFONÈTGÈDJMFMUSBCBKPEFMNFDÈ OJDPPUÏDOJDPFODBSHBEPEFSFBMJ[BSMBBMJOFBDJØO4FSFDPNJFOEBRVFMPTWBMPSFTĕOBMFTTFBOMPTTVHFSJEPTQPS

266 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

FMGBCSJDBOUFEFMFRVJQPZDPOFMMPHBSBOUJ[BSMBWJEBÞUJMEFMPTCBMFSPT SFUFOFTZDIVNBDFSBT BTÓDPNPFWJUBS WJCSBDJPOFTNFDÈOJDBT RVFTVFMFOEB×BSBMPTFRVJQPTSPUBUJWPT "DPOUJOVBDJØOTFEBVOFKFNQMPEFUBMMBEPQBTPQPSQBTPEFDØNPTFSFBMJ[BMBUPNBEFMFDUVSBTSBEJBMFT ZBYJBMFTEFVOBDPQMBNJFOUPEFVONPUPSDPOVOBCPNCB 1. &MQSJNFSQBTPFTUFOFSVOBCBTFNBHOÏUJDBZVOJOEJDBEPSEFDBSÈUVMBZDPMPDBSMPTTPCSFMBCBTFEF MPTFRVJQPT DPNPTFNVFTUSBFOMBĕHVSB

3BEJBM

"YJBM

#PNCB .PUPS Visualiza la galería de imágenes

Figura 7.16

2. *EFOUJĕDBSMBQPTJDJØOPZDPMPDBSMBBHVKBEFMJOEJDBEPSEFDBSÈUVMBFODFSP DPNPTFJOEJDBFOMBT ĕHVSBTZBOUFTEFJOJDJBSMBSPUBDJØOEFP SFHJTUSBOEPMBTMFDUVSBTSBEJBMFTDBEBP

Figura 7.17

Figura 7.18

3. 4FSFBMJ[BMBSPUBDJØOEFMBDPQMBNJFOUPPZTFUPNBMBMFDUVSBDPNPTFNVFTUSBFOMBTĕHVSBTZ

Montaje y alineación de equipos 267

Figura 7.19

Figura 7.20 La lectura es negativa porque está a la izquierda del punto de partida.

4. &MBDPQMBNJFOUPTFSPUBºDPOSFTQFDUPBMQVOUPEFQBSUJEBZTFUPNBMBMFDUVSBFOFMJOEJDBEPSEF DBSÈUVMB WÏBTFĕHVSB

Figura 7.21 La lectura es negativa porque está a la izquierda del punto de partida; en este caso es –0.03 mm.

5. 4FSPUBOEFOVFWPMPTDPQMFTBPDPOSFTQFDUPBMQVOUPEFQBSUJEBZTFUPNBMBMFDUVSBFOFMJOEJDB EPSEFDBSÈUVMB WÏBOTFĕHVSBTZ 6. 4FHJSBOPUSBWF[MPTDPQMFTPQBSBSFHSFTBSBMQVOUPEFQBSUJEBEFPZMBMFDUVSBEFCFTFSDFSP WÏBOTFĕHVSBT Z

268 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

7. 4FSFHJTUSBOMBTMFDUVSBTSBEJBMFTFOFMGPSNBUPQBSBTVBOÈMJTJT WÏBTFUBCMB ZTFWFSJĕDBOFO FMNBOVBMEFMPTFRVJQPTTJFTUÈOEFOUSPEFMBTUPMFSBODJBTRVFNBSDBFMGBCSJDBOUFEFMPDPOUSBSJP VOBWF[RVFFMFRVJQPTFBEFTBDPQMBEPQBSBTVNBOUFOJNJFOUP TFUFOESÈRVFBMJOFBSZEFKBSEFOUSP EFMPTQBSÈNFUSPTQBSBFWJUBSWJCSBDJPOFTZ DPOFMMP EFTHBTUFFOMPTSFUFOFTZTPCSFUPEPCBMFSPT QVFTÏTUPTPDBTJPOBODBMFOUBNJFOUPFONPUPSFTZDIVNBDFSBT

Figura 7.22

Figura 7.23 En este caso, la lectura es positiva porque está a la derecha del punto de partida o cero del indicador de carátula. Es de +0.05 mm.

Figura 7.24

Figura 7.25

Montaje y alineación de equipos 269

Tabla 7.11

Registro de lecturas radiales.

Ángulo en grados

Tipos de medición

Grados

Radial

0

0

90

(-0.01 mm)

180

(-0.03 mm)

270

(+0.05 mm)

360

Figura 7.26

Axial

Angular

0

Nombre del equipo: Motor bomba Fecha: 28/07/2017 Hora de inicio: 11:15 am. Hora de término: 12:50 am Nombre del técnico: Adrián Levi González. Instrumento de medición utilizado: Indicador de carátula Unidades del instrumento: Métrico Herramienta requerida: Base magnética Indicador de carátula Lainas de diferentes calibres Llave española de 1 1/4” Desarmador plano Juego de llaves Allen

8. 4FQSPDFEFBSFUJSBSMBUPSOJMMFSÓBRVFNBOUJFOFVOJEPTMPTDP QMFTEFMNPUPSZMBCPNCB%FTQVÏTTFSFQJUFMBPQFSBDJØOBOUF SJPSQBSBDPNQSPCBSRVFMBTĘFDIBTEFMPTFRVJQPTOPFTUBCBO GPS[BEBTPEFTBMJOFBEBT WÏBTFĕHVSB &MTJHVJFOUFFKFNQMPNVFTUSBDØNPWFSJĕDBSMBDPODFOUSJDJEBEEFVOB QJF[BDJMÓOESJDB FTEFDJS RVFDPNQBSUFFMNJTNPFKF4FSFRVJFSFEFVOCBO DPEFQSVFCBDPNPFMRVFTFNVFTUSBFOMBĕHVSB BTÓDPNPVOJOEJDB EPSEFDBSÈUVMBQBSBNFEJSFMEFTQMB[BNJFOUPSBEJBMEFMBQJF[B BMNFOPTFO DVBUSPQPTJDJPOFTEFTVQFSÓNFUSP 5BNCJÏOFTQPTJCMFSFBMJ[BSFTUBTNFEJDJPOFTEFNBOFSBEJSFDUBTP CSFMBTĘFDIBTEFMPTNPUPSFT CPNCBT UVSCJOBTZSPUPSFT QPSNFODJP OBSBMHVOPT ZDPNQSPCBSTJFTVOBQJF[BDPODÏOUSJDBPOP EFBDVFSEP DPOMPTSFTVMUBEPTEFMBTMFDUVSBT 1. 'JKBSMBQJF[BQPSTVTFYUSFNPT BTFHVSÈOEPTFEFRVFFTUÏMJCSF EFBMHÞOKVFHPRVFQVFEBBGFDUBSMBTMFDUVSBT%FTQVÏTTFDPMPDB VOJOEJDBEPSEFDBSÈUVMBIBDJFOEPDPOUBDUPDPOFMQBMQBEPSEFM JOTUSVNFOUPTPCSFMBQJF[BZTFBKVTUBBDFSPMBBHVKBEFMJOEJDB EPS DPNPTFNVFTUSBFOMBĕHVSB

Figura 7.27

270 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

2. 4FJEFOUJĕDBODVBUSPQVOUPTBMSFEFEPSEFMBQJF[B P P P PZP IBDJÏOEPMBHJSBS ZTF UPNBMBMFDUVSBEFMJOTUSVNFOUPDVBOEPFTUÏQPTJDJPOBEPFOMPTÈOHVMPTBOUFTNFODJPOBEPT

“0” grados

90 grados 180 grados

Figura 7.28

3. 6OBWF[UPNBEBTMBTMFDUVSBT TFQSPDFEFBJOUFSQSFUBSTJMBĘFDIBPQJF[BFTDPODÏOUSJDBPOPQBSB TBCFSTJQVFEFTFSVUJMJ[BEBPIBZRVFSFFNQMB[BSMB EFBDVFSEPDPOMBTFTQFDJĕDBDJPOFTEFMGBCSJDBOUF 4. -BTMFDUVSBTTPOQPTJUJWBTTJMBBHVKBTFEFTQMB[BBMBEFSFDIBEFMQVOUPEFQBSUJEBPDFSP ZOFHBUJWBT TJMBBHVKBTFEFTQMB[BBMBJ[RVJFSEBEFMQVOUPEFQBSUJEB WÏBTFĕHVSB -BTDBVTBTEFVOBFYDFOUSJDJEBEQVFEFOTFSWBSJBEBT"MHVOBTUJFOFOTVPSJHFOFOTVNBRVJOBEPQPSFKFN QMP QVEJFSBTFSRVFFMchuckEFMUPSOPFTUVWJFSBNBMNPOUBEPPBKVTUBEP FMQPSUBIFSSBNJFOUBOPFTUVWJFSBBQSF UBEPFOMBUPSSFUBPFMCVSJM PIVCJFSBTVDFEJEPVOHPMQFFOMBTĘFDIBTEFMPTFRVJQPTPVOTPCSFDBMFOUBNJFOUP

Figura 7.29 Banco de prueba.

Actividad de aprendizaje En equipo de dos personas revisen con detalle el manual de instalación, funcionamiento y mantenimiento que se encuentra en la siguiente dirección: https://www.gouldspumps.com/ittgp/medialibrary/goulds/website/Literature/ Instruction%20and%20Operation%20Manuals/Numerical/3796_i-FRAME_IOM_ SpanishLatinAmerica.pdf?ext=.pdf Y respondan la siguiente pregunta: ¿Es claro el manual?

Anclajes estructurales

Montaje y alineación de equipos 271

¿Qué aprendí? 1. Define con detalle qué es cimentación. 2. ¿Por qué es importante la cimentación? 3. Menciona al menos tres consideraciones de diseño de una cimentación. 4. Define qué es alineamiento. 5. Busca una máquina donde puedas practicar el montaje de maquinaria y de las técnicas de alineación. Para ello debes seguir los siguientes pasos: 6.

t 3FWJTBSMBTEJNFOTJPOFTEFVOBDJNFOUBDJØO t 3FWJTBSZEFTDSJCJSFMNPOUBKFEFVOFRVJQPZBJOTUBMBEP t &GFDUVBSZEFTDSJCJSMBBMJOFBDJØOEFVOFRVJQPBDPQMBEPDPOCBOEBT t &GFDUVBSZEFTDSJCJSMBBMJOFBDJØOEFVOFRVJQPBDPQMBEPEFNBOFSBEJSFDUB Elabora un reporte de una página con tus observaciones.

7. ¿Cómo se determina el tamaño del área de las placas de un soporte?

Proyecto En equipo realicen el siguiente proyecto. Utilicen una base y un indicador de carátula y procedan a tomar las lecturas axiales del acoplamiento de un motor y una bomba. Para ello busquen en la industria o en algún laboratorio de su escuela un equipo para poder realizar el proyecto. Tomen fotografías de cada uno de los pasos y elaboren un reporte escrito. Con la ayuda de una presentación electrónica expongan en clase su proyecto.

Cople

Realicen el siguiente procedimiento. 1. Coloquen la base y el indicador de carátula donde el palpador del instrumento haga contacto con el cople de forma axial con respecto a la flecha, como se muestra en la figura 7.30. Cuiden que este primer punto corresponda a 0º y rótenlo cada 90º en un solo sentido.

Palpador del indicador de carátula

2. Coloquen el reloj del indicador de carátula en cero para iniciar con las lecturas. Éstas pueden ser negativas si la aguja gira a la izquierda del cero, o positivas si la aguja gira a la derecha del punto de partida.

Se ajusta a cero la aguja del indicador de carátula

3. Roten los coples 90o y tomen la lectura en el indicador de carátula, como se muestra en la figura 7.31.

Figura 7.30

4. Roten 180o los coples y tomen la lectura axial (véase figura 7.32). 5. Roten 270o los coples y tomen la lectura axial (véase figura 7.33).

272 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

6. Roten 360o los coples y tomen la lectura; en este caso tiene que ser cero, pues fue la referencia inicial (véase figura 7.35).

270o

0o

180o

90o

Figura 7.31 La lectura es positiva, pues la aguja está a la derecha del cero (+0.01 pulg).

Figura 7.32 Es negativo porque la aguja está a la izquierda del cero. La lectura es –0.01 pulg.

7. Registren las lecturas en el formato de la tabla 7.12, y con esta información procedan a realizar la alineación. 8. Procedan a aflojar la tornillería del motor y coloquen calzas o lainas, las cuales se ponen en la parte frontal o posterior de la base del motor; aprieten de nuevo la tornillería y tomen las lecturas otra vez. Si fuera necesario corregir las lecturas obtenidas, pueden dar algunos peque-ños golpes laterales. 9. Aflojen los cuatro tornillos del motor para colocar calzas en su base e inicien la alineación conforme se requiera nivelar y mejorar la alineación (véanse figuras 7.34 y 7.35). Es recomendable que para el apriete de la tornillería cuenten con taquímetro a fin de garantizar que el apriete de todos los tornillos sea el mismo y eviten variaciones al colocar las calzas o lainas. Esta actividad requiere de paciencia y experiencia. Suele suceder que una alineación no se ejecute en el tiempo

Tabla 7.12 Ángulo en grados

Figura 7.33 Se regresa al punto de partida (0o o 360o), y la lectura es cero.

Registro de lecturas para el proyecto. Tipos de medición

Radial Axial Angular 0 0 0 90 (–0.01 mm) (+0.010 pulg) 180 (–0.03 mm) (-0.010 pulg) 270 (+0.05 mm) (+0.005 pulg) 360 0 0 Nombre del equipo: Motor bomba Fecha: 28/07/2017 Hora de inicio: 11:15 am Hora de término: 12.50 Nombre del técnico: Adrián Levi González. Instrumento de medición utilizado: Indicador de carátula Unidades del instrumento: Métrico Herramienta requerida: Base magnética Indicador de carátula Lainas de diferentes calibres Llave española de 1 1/4” Desarmador plano Juego de llaves Allen

Montaje y alineación de equipos 273

Lainas

Figura 7.35 Se afloja la tornillería y se colocan las calzas o lainas en la parte frontal o posterior, según se requiera.

Figura 7.34

idóneo, pues las flechas del motor o bomba podrían estar flexionadas; si esta situación no es detectada desde el inicio ocasionará pérdida de tiempo, ya que no se logra la alineación sino hasta el reemplazo de la misma. Entre más pequeños sean los equipos, más complicada resultará la colocación de los instrumentos de medición, así como de las lainas, y se hacen más finos los movimientos o aprietes de los tornillos sin variar las lecturas.

Lista de cotejo del proyecto Indicador

Trabajaron todos los miembros del equipo. Lograron completar el proyecto. Tomaron la serie de fotografías. Siguieron cada uno de los pasos. Elaboraron su reporte escrito. Realizaron la presentación frente al grupo.

Realizado

Pendiente

No realizado

Anexo A Vibraciones mecánicas

276 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

A.1 Concepto de vibración Se dice que un cuerpo vibra cuando experimenta cambios alternados, de tal modo que sus puntos oscilan de manera sincronizada en torno a sus posiciones de equilibrio sin que el campo cambie de lugar. Otro concepto de vibración señala que es un intercambio de energía cinética en cuerpos con rigidez y masa finitas, el cual surge de una entrada de energía dependiente del tiempo. Este intercambio de energía puede ser producido por: t Desequilibrio en máquinas rotatorias t Entrada de energía acústica t Circulación de fluidos o masas t Energía electromagnética

El sistema de la figura A.1 está formado por una masa principal (m), un elemento recuperador elástico de constante (k) y un dispositivo amortiguador de constante (c).

lo xest

K

x

m

Notación: K: constantes de rigidez elástica c: coeficiente de amortiguación F: resultante de las fuerzas exteriores lo: longitud inicial del muelle xest : deformación en equilibrio estático xe: d desplazamiento

c

Figura A.1

Se consideran las siguientes hipótesis: a) La masa tiene un guiado vertical, sin rozamiento, que permite desplazamientos verticales únicamente, sin aceptar otros tipos de desplazamiento ni giros. b) El muelle tiene masa despreciable con respecto a la masa principal del sistema, y su fuerza recuperadora elástica es proporcional a su deformación. c) El dispositivo amortiguador tiene sus masas móviles despreciables con respecto a la masa principal del sistema y está basado en un rozamiento de tipo viscoso, con fuerza de rozamiento opuesto a la velocidad y proporcional a ella. d) El sistema se supone situado en el vacío.

A.2 Clasificación de las vibraciones Se consideran vibraciones libres cuando no existen fuerzas o acciones exteriores directamente aplicadas al sistema a lo largo del tiempo.

Anexo A 277

Las vibraciones se consideran forzadas cuando existen acciones o excitaciones directamente aplicadas al sistema a lo largo del tiempo, además de las fuerzas o momentos internos. De acuerdo con la existencia o inexistencia de fuerzas resistentes que amortiguan el movimiento vibratorio, las vibraciones libres y las vibraciones forzadas pueden subdividirse en: t Sin amortiguamiento. No existe resistencia pasiva al movimiento del sistema. t Con amortiguamiento. Existen resistencias pasivas al movimiento del sistema; es decir, fuerzas o momentos disipativos que amortiguan el movimiento vibracional.

Vibraciones libres sin amortiguamiento Cuando un sistema vibra debido a una excitación instantánea se dice que experimenta una vibración libre. Esto sucede solo si existen condiciones iniciales del movimiento, ya sea que la energía sea suministrada por medio de un impulso (energía cinética) o debido a que el sistema posee energía potencial (por ejemplo, la deformación inicial de un resorte). La ecuación diferencial del movimiento es mx’’+ kx = 0, su ecuación característica es mr2 + k = 0, y sus K i. raíces imaginarias conjugadas son r m La solución general es de la forma x = a sen(ω nt +ϕ) donde a (amplitud) y ϕ (fase inicial) son constantes que se pueden determinar, en cada caso particular, con las condiciones iniciales. La frecuencia natural de la vibración y el periodo son

ωn =

m k ; T = 2π k m

En este tipo de vibraciones se cumple el principio de la conservación de la energía mecánica; es decir, la suma de la energía cinética y el potencial elástico es constante e igual a la energía total comunicada inicialmente al sistema. Por lo anterior, se tiene m 2 k 2 1 x + x = cte . = ka 2 2 2 2

Vibraciones libres con amortiguamiento En la vibración amortiguada, la frecuencia de oscilación de un sistema se ve afectada por la disipación de la energía, pero cuando ésta no afecta de manera considerable a la frecuencia de oscilación, entonces se dice que la vibración es del tipo no amortiguada. En todos los movimientos oscilantes reales se disipa energía mecánica debido a algún tipo de fricción o rozamiento, de forma que si se deja libremente un muelle o un péndulo, éste finalmente deja de oscilar. Este movimiento se denomina amortiguado y se caracteriza porque tanto la amplitud como la energía mecánica disminuyen con el tiempo. La ecuación diferencial que describe el movimiento es mx’’ + cx’ + kx = 0

278 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

La ecuación característica es: mr2 + cr +k = 0, cuyas raíces son: r =

2 ± 2m

2

c k − 2m m

Se presentan tres casos posibles: amortiguamiento supercrítico, amortiguamiento crítico y amortiguamiento subcrítico.

Amortiguamiento supercrítico c2 k 2 4m m

c 2 km

Las raíces r1 y r2 son reales y distintas. La solución de esta ecuación, amortiguada pero no armónica, es de la forma x = C1er1t + C2er2t donde C1 y C2 son las constantes de integración. El sistema no oscila, simplemente vuelve a la posición de equilibrio; cuanto mayor es el amortiguamiento, más tiempo tarda el sistema en alcanzar la posición de equilibrio.

Amortiguamiento crítico k c2 2 4m m

c 2 km ccr

La raíz de la ecuación característica es doble e igual a r =−

ccr 2m

La solución, amortiguada pero no armónica, es de la forma c cr

t

x = e 2m (C1 + C2t ) El sistema vuelve a la posición de equilibrio en el tiempo más breve posible sin oscilación. El amortiguamiento crítico tiene una importancia especial porque separa los movimientos aperiódicos (no oscilatorios) de los oscilatorios amortiguados; es decir, el valor crítico refleja la menor cantidad de amortiguamiento necesario para que el sistema no oscile. En muchas aplicaciones prácticas se utiliza un amortiguamiento crítico, o próximo al crítico, para evitar vibraciones y conseguir que el sistema alcance rápidamente el equilibrio.

Amortiguamiento subcrí tico c2 k 2 4m m

c 2 km

Anexo A 279

Las raíces son imaginarias conjugadas e iguales a 2

r =−

k c c c ,i =− ± − ± ωn i 2m 2m m 2m

y la frecuencia de la vibración amortiguada es k c − m 2m

ωn =

2

La solución es de la forma c

t

x = ae 2m sen (ωnt +

)

Esta solución es aproximadamente armónica; es decir, existe cierta periodicidad en el movimiento con intervalos temporales medidos por el pseudoperiodo T, que se puede expresar en función del periodo T correspondiente a la vibración no amortiguada a través de la relación 2π T T'= ' = 2 ωnt c 1− ccr Al elevar al cuadrado la expresión de la frecuencia de la vibración amortiguada se tiene k c2 k c2 c2 ω ' = − 2 = 1− = ωn2 1 − 2 m 4m m 4 km ccr 2 n

ω 'n ωn

2

c + ccr

2

=1

Esta relación permite determinar el coeficiente de amortiguamiento para frecuencias dadas a priori o medidas de manera experimental. Se denomina factor de amortiguación a f

c ccr

=

ωn , ωn

y factor de frecuencias a

y se obtiene la ecuación de una elipse f2 +

2

=1

En las vibraciones amortiguadas, por tratarse de un movimiento aperiódico, no se cumple el principio de conservación de la energía mecánica, pero sí el de la energía total, de modo que la suma de la energía cinética, el potencial elástico y la energía disipada en forma de calor debido a la existencia de amortiguamiento se mantiene constante: t m 2 k 2 x ' + x + c ∫ x '2 dt = cte. 2 2 0

280 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Los dos primeros términos disminuyen con el tiempo, y la energía disipada tiende a alcanzar el valor máximo; es decir, la energía mecánica se transforma en calorífica.

Vibraciones forzadas sin amortiguamiento La vibración forzada se debe a una excitación del tipo permanente. Para mantener un sistema oscilando es necesario suministrarle energía. Cuando esto se lleva a cabo se dice que la vibración es forzada. Si se introduce energía en el sistema a un ritmo mayor del que se disipa, la energía aumenta con el tiempo, lo que se manifiesta por un incremento de la amplitud del movimiento. Si la energía se proporciona al mismo ritmo que se disipa, la amplitud permanece constante con el tiempo. Teniendo en cuenta que la fuerza es de tipo periódico, la ecuación diferencial del movimiento es mx ''+ kx = F = F0 cosωt donde F0 es la amplitud y tla frecuencia de la fuerza excitadora. La solución general de la ecuación diferencial se obtiene al añadir a la solución general de la homogénea una solución particular de la completa (x = xh + xp). La ecuación característica es mr2 + k = 0, las raíces de esta ecuación son imaginarias conjugadas r = ±

k i y la solución general de la homogénea es xh = asen(tnt + q . m

La solución particular de la completa es xp = A cos tt. Por tanto, la solución general se expresa de la siguiente manera: F0 k cosωt x = a cos (ωnt + ) + ω2 1− 2 ωn En todo sistema no amortiguado y forzado armónicamente, el movimiento resultante se compone de la suma de dos armónicos (uno de frecuencia natural, ωn, y otro de frecuencia de la fuerza exterior, ω. La amplitud del primero depende de las condiciones iniciales y se anula para unos valores particulares. La amplitud del segundo depende de la proximidad de ambas frecuencias por medio de la expresión denominada factor de resonancia: 1 A ρ= = ω 2 x est 1− 2 ωn Batimiento. Fenómeno que se produce cuando la frecuencia natural del sistema (ωn) toma un valor muy próximo a la frecuencia de la fuerza exterior (ω); es decir, en el caso particular en que ωn = ω + Δω. Para perturbación inicial nula se obtiene x=

F0ωn ω sen tsenωnt 2 k ω

Se trata de un movimiento armónico de frecuencia ωn y de amplitud también armónica, la cual crece hasta un máximo y disminuye hasta que se anula. Este ciclo se repite de manera periódica.

Anéxo A 281

Resonancia. Característica muy significativa del movimiento oscilatorio que ocurre cuando la fuerza excitadora de las vibraciones tiene frecuencias particulares para cada sistema dado, lo que produce cambios de configuración de los sistemas mecánicos que alcanzan amplitudes notables y, en general, ocasionan un fallo estructural del material sometido a esfuerzos de ruptura (efectos resonantes). Este riesgo se produce incluso con fuerzas excitadoras muy pequeñas, ya que depende de las características del material sometido a vibración. Cuando la frecuencia de la fuerza exterior es igual a la frecuencia natural del sistema (ω = ωn), es decir, Fω cuando ωA0, se produce la resonancia. La ecuación que rige dicho fenómeno es x = 0 tsenωnt , expresión 2k que corresponde a un movimiento armónico de frecuencia ωn y cuya amplitud tiende a infinito cuando t →∞ .

Vibraciones forzadas con amortiguamiento El amortiguamiento es sinónimo de la pérdida de energía de sistemas vibratorios y se manifiesta con la disminución del desplazamiento de vibración. Este hecho puede aparecer como parte del comportamiento interno de un material (por ejemplo, la fricción), o bien como un elemento físico llamado precisamente amortiguador. Teniendo en cuenta que la fuerza es de tipo periódico (F = F0 sen ωt), la ecuación diferencial del movimiento es de la forma mx'' + cx' + kx = F La ecuación característica correspondiente a la ecuación diferencial homogénea es mr2 + cr + k = 0. Se supone amortiguamiento inferior al crítico para que resulte una vibración. La solución general se obtiene al añadir una solución particular de la completa (x = xh +xp) a la solución de la ecuación diferencial de la homogénea, por lo que resulta x = ae

−

c t 2m

sen (ωnt +

) + Asen (ωt − Θ)

Esta solución consta de dos partes: una solución transitoria en la que el primer término (xh), al cabo de un tiempo que suele ser breve, se reduce a un valor despreciable, y la solución estacionaria (xp), en la que el sistema oscila con frecuencia ω, amplitud A constante y desfase Θ, cuyas expresiones son tan Θ =

cω , k − mω 2

F0 mωn2

A=

ω 1− ωn

2 2

c ω + 2 ccr ωn

2

A.3 Transmisión de vibraciones Cuando un sistema vibra según la ecuación mx'' + cx' + kx = F, la fuerza transmitida, pasado el primer periodo transitorio, es: f = F - mx'' = kx + cx'

282 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Se trata de una fuerza armónica de frecuencia igual a la de la fuerza aplicada de amplitud f0 y desfase Θ1, de lo que resulta: f = f0 sen (tt - Θ1) donde: F0 k 2 + c 2ω 2

f0 = Ak 2 + c 2ω 2 =

2

c ω ω2 1− 2 + 2 ccr ωn ωn

k

2

Se denomina coeficiente de transmisibilidad a la relación entre las amplitudes máximas de la fuerza aplicada y transmitida, cuya expresión en forma adimensional es 1+ 2

τ=

ω2 1− 2 ωn

2

c ω ccr ωn

c ω +2 ccr ωn

1+ 2 r= 1−

ω2 ωn2

2

c ω ccr ωn

2

+ 2

2

2

c ω ccr ωn

2

Es conveniente que el coeficiente de transmisibilidad sea bajo, de preferencia menor que la unidad, por lo que resulta (véase figura A.2). ω r 2 ωn

a)

b)

Figura A.2 Vibración a) determinística y b) probabilística.

Anexo A 283

A.4 Movimiento del soporte En muchos casos el sistema dinámico es excitado por el movimiento del punto de soporte, como se muestra en la figura A.3. Sea y el desplazamiento armónico del punto de soporte; el desplazamiento x de la masa m se mide con respecto a una referencia inercial.

m x m c(x − y )

k(x − y)

c k 2

Figura A.3

k 2

y

Sistema de excitado por el movimiento del punto de apoyo.

En la posición desplazada, las fuerzas no balanceadas son debidas al amortiguamiento y a los resortes. La ecuación diferencial de movimiento es mx '' = −k( x − y ) − c( x' − y ') Se hace la sustitución z=x_y y la ecuación se convierte en mz ''+ cz '+ kz = −my '' = mω 2Ysenωt en donde y = Ysentt es el movimiento supuesto de la base. La forma de esta ecuación es idéntica a Mx'' + cx' +kx = (met2)sentt, en donde z reemplaza a x y mt2Y a met2. Entonces, la solución queda de la siguiente manera:

z = Zsen(ωt − φ ) Z=

mω 2Y

(k − mω )

tan φ =

2 2

cω k − mω 2

+ (cω )

2

284 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

Si se desea el movimiento absoluto x de la masa, es posible resolver para x = z + y usando la forma exponencial del movimiento armónico. Así, se tiene que

y = Yeiωt z = Ze (

( ) ) = ( Xe ) e

i ω t −φ )

x = Xe (

i ωt −φ

= Ze− iφ eiωt − iψ

iωt

Y al sustituir, mω 2Y k − mw 2 + iωc x = ( Ze −iφ + Y ) e iωt

Ze −iφ =

=

k + iωc Ye iωt k − mω 2 + iωc

La magnitud y fase de estado estacionario de esta ecuación son X = Y

k 2 + (ωc )2

(k − mω )

2 2

+ (cω )2

180º 0.05 0.05

3.0

0.10 0.10 0.15 0.15

120º

ψ

60º

0.25 0.25

2.0 x y

0.375 0.375 0.50 0.50 1.0

Figura A.4

0.005 0.15 0.10 0.25 0.375 0.50

0

1.0

2.0 ω 3.0

ωn

4.0

5.0

1.0

δ = cc e Gráfica de |X|Y| y tan s.

meω 3 cuyos gráficos aparecen en la figura A.4. Debe observarse que todas las curvas de 2 k ( k − mω 2 ) + (ωc ) ω = 2. amplitud para diferentes amortiguamientos tienen el mismo valor X/Y = 1,0 a la frecuencia ωn

y tanψ =

A.5 Aislamiento vibratorio Las fuerzas vibratorias generadas por máquinas y motores son a menudo inevitables; sin embargo, su efecto en un sistema dinámico puede reducirse de manera sustancial mediante resortes diseñados apropiadamente, llamados aisladores (véase figura A.5).

Anexo A 285

mω2x

cωx Fr

q f k 2

Figura A.5

x

kx

k 2

c

Fuerza perturbadora transmitida por los resortes y el amortiguador.

Sea F0sentt la fuerza excitatriz que actúa sobre el sistema con un grado de libertad. La fuerza transmitida a través de los resortes y del amortiguador es FT =

cω k

2 2 (kX ) + (cω X ) = kX 1 +

2

Como la amplitud X desarrollada bajo la fuerza F0sentt está dada por

F0 k

X=

mω 2 1− k

2

2

cω + k

al introducir X, la ecuación de FT se reduce a

FT = F0

cω 1+ k mω 1− k

2 2

2

cω + k

1 + 2ξ 2

=

ω 1− ωn

ω ωn

2 2

+ 2ξ

2

ω ωn

2

La comparación de las ecuaciones para Ft /F0 es idéntica a |X/Y| = |t2X/t2Y|. Así, el problema de aislar una masa del movimiento del punto de soporte es idéntico al de aislar fuerzas perturbadoras. Cada una de estas razones es conocida como transmisibilidad de fuerza o de desplazamienω to. Estas curvas muestran que la transmisibilidad es menor que la unidad solo para > 2 , y por tanto se ω ω n > 2 . Como se aprecia establece el hecho de que el aislamiento vibratorio es posible únicamente cuando ωn ω > 2 , un resorte no amortiguado es superior a un resorte amoren la gráfica de la figura A.4, en la región ωn tiguado para efectos de reducir la transmisibilidad. Es deseable algún amortiguamiento cuando es necesario

286 Mantenimiento. Técnicas y aplicaciones industriales

que t pase por la región de resonancia, aunque las grandes amplitudes de resonancia pueden ser limitadas por detenciones. Es posible reducir la amplitud de vibración al apoyar la máquina sobre una gran masa M, como se muestra en la figura A.6. Para mantener uniforme la transmisibilidad Ft /F0, k debe ser incrementada en la misma razón, de manera que m + M/k permanece igual. Sin embargo, como X=

F0 k mω 2 1− k

2

+

cω k

2

la amplitud X es reducida debido al mayor valor de k.

m k

M

Figura A.6

Cuando el amortiguamiento es despreciable, la transmisibilidad se reduce a TR =

1

ω ωn

en donde el valor utilizado de ω/ωn es siempre mayor que 2 n

2

−1 2.

2

Al reemplazar t por g/Δ (en donde g = 9.81 m/s y Δ = deflexión estática en metros), la ecuación se expresa de la siguiente manera: 1 TR = 2 ( 2π f ) − 1 g Se despeja f y se obtiene Δ (en milímetros): f = 15.76

1

1 + 1 Hz TR

Al definir la reducción en transmisibilidad como R = (1 − TR), la ecuación anterior también puede escribirse así:

Anexo A 287

1 2− R Hz 1− R

f = 15.76

La figura representa esta ecuación de f contra Δ, con R como parámetro (véase figura A.7). 30 000 20 000 15 000 10 000 7 000

98 96

5 000

1

94 90 85 75 80 50 75

Frecuencia de

3 000 2 000

0

1 500 3

1 000

11. 5 11. 2

700 500

1

11..0

5

300 200 150 100 0.001

0.002

0.005

0.010

0.02

0.05

0.10

0.20

0.50

1.00 pulg 25.4 mm 2.54 cm

Figura A.7

Esta discusión ha sido limitada a cuerpos con traslación según una única coordenada. En general, un cuerpo rígido tiene seis grados de libertad, traslación a lo largo y rotación con respecto a los tres ejes coordenados.

MANTENIMIENTO TECNICAS Y APLICACIONES

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