Alineacion _ CAT

GUÍA DE

APLICACIÓN

E

INSTALACIÓN

ALINEACIÓN

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Contenido Al in eaci eac i ó n .............................................. ...................................................................... ........................................... ................... 1

Consideraciones generales para la la alineación alineación .............................. .............................. 2 Tipos de desalineación ................................................ ............................................................. ............. 2 Desalineación Desalineación paralela o de orificio...................... orificio ...................................... ................ 2 Desalineación angular/de cara ............................................. ............................................. 2 Bridas incorrectas ............................................. ..................................................................... ........................ 3 Herramientas de alineación...................... alineación............................................. ................................. .......... 3 Herramientas de alineación láser ......................................... ......................................... 3 Indicadores de esfera ............................................... ........................................................... ............ 3 Exactitud de las lecturas del indicador indicador de de esfera esfera ................. 4 Abrazaderas de soporte ............................................... ....................................................... ........ 4 Principios de alineación ............................................. ................................................................. .................... 6 Alineación en frío ............................................... ...................................................................... ....................... 6 Alineación en caliente .............................................. ............................................................... ................. 6 Posición del cigüeñal ............................................... ................................................................ ................. 6 Comba o caída del volante ................................................. ....................................................... ...... 6 Juego axial axial del cigüeñal..................... cigüeñal ............................................. ....................................... ............... 7 Desviación del cigüeñal ............................................. ............................................................ ............... 7 Reacción de par ................................................. ........................................................................ ....................... 8 Expansión térmica................................ térmica......................................................... ..................................... ............ 8













Consideraciones del montaje montaje relacionadas relacionadas con la la alineación alineación ..... 11 Calce ............................................. ...................................................................... .......................................... ................. 11 Calces metálicos .............................................. ................................................................ .................. 11 Calces de resina vertida ............................................... ..................................................... ...... 11 Calce ajustable Vibracon.................... Vibracon .......................................... ................................ .......... 12 Pernos de montaje ............................................... .................................................................. ................... 12 Par de apriete del perno perno de montaje .................................. .................................. 12 Procedimiento para aplicar el par de apriete de los pernos de montaje del equipo impulsado y del motor ................... 13 Acoplamientos flexibles ................................................ ............................................................... ............... 14 Requerimientos generales ............................................. ...................................................... ......... 14 Acoplamientos Caterpillar ............................................... ....................................................... ........ 15 Acoplamientos de otros fabricantes ........................................ ........................................ 15 Consideraciones específicas de alineación alineación...................... ................................. ........... 16 Alineación del equipo equipo impulsado impulsado de acoplamiento acoplamiento corto ........ 16 Alineación de equipo impulsado por engranaje de montaje remoto ............................................... ....................................................................... ...................................... .............. 17 Material de Referencia.............................. Referencia...................................................... ................................... ........... 21

























Prólogo Esta sección de la Guía de Aplicación e Instalación describe una amplia gama de opciones y requerimientos para la alineación de los motores Caterpillar ® mencionados mencionad os en la portada. Los sistemas de motores, los componentes y las dinámicas adicionales se presentan en otras secciones de esta Guía de Aplicación e Instalación. Los datos y la información específica del motor están disponibles en un amplio número de fuentes. Consulte la sección “Introducción” de esta guía para obtener referencias adicionales. Los sistemas y los componente componentess descritos en esta guía pueden no estar disponibles o no aplicarse a todos los motores.



























Guía de Aplicación e Instalación

Alineación

Al A l i n eaci eac i ó n

Con el fin de obtener una vida útil óptima del motor Caterpillar y del equipo impulsado, se requiere una alineación correcta entre las unidades. Una alineación inadecuada genera vibración excesiva, acorta la vida útil de los componentes del equipo impulsado y de las piezas del embrague y cojinete, y hace que se tengan que realizar realineaciones frecuentes. Las prácticas de la buena alineación incluyen un calce apropiado, un par de apriete correcto de los pernos, uso correcto de las herramientas de alineación láser y de esfera, espacios libres correctos del cojinete, expansión térmica y considerar otras características del motor. Las instrucciones instrucciones especiales, encontradas en el Material de Referencia al final de esta sección, tienen los procedimientos de alineación específicos para todas las combinaciones de motor y de equipo impulsado Caterpillar. La alineación del motor de propulsión marino se trata en una sección separada de la Guía de Aplicación e Instalación. CONTENIDO DE DE L AS SECCIONES SECCIONES Consideraciones generales de la alineació ali neació n .......... ............... .......... .......... ........ ... 2 • • •

Tipos de desalineación desalineación Bridas incorrectas Herramientas de alineación

Acop Ac oplam lamien iento to s flex f lexib ib les .......14 • • •

Principi os de alineación alineación .... ...... .... .. 6 • • • • • •

Alineación en frío Alineación en caliente Posición del cigüeñal Comba o caída del volante Juego axial del cigüeñal Desviación del cigüeñal

Requerimientos generales Acoplamientos Acoplamientos Caterpillar Caterpillar Acoplamientos de otros fabricantes Consideraciones para la alineació n esp ecífica ...... ......... ......16 ...16

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Alineación del equipo impulsado de acoplamiento corto Alineación del equipo impulsado de engranaje de montaje remoto Material de referenci a

..20













Alineación


Consideracion Consi deraciones es generales generales para la ali alinea neació ció n Tipo s de desalineación desalineación Desalinea Desalineación ción paralela paralela o d e orifi cio

La desalineación paralela o de orificio ocurre cuando las líneas centrales del equipo impulsado y del motor están en paralelo pero no en el mismo plano. Vea la figura No. 1 .

Figura No. 1

Desalineación angular/de cara

La desalineación angular/de cara ocurre cuando las líneas centrales del equipo impulsado y de los motores no están paralelas. Vea la figu ra No. No. 2 .

La fig ura No. 3 muestra que la desalineación puede ocurrir en más de un plano. Por esta razón, las lecturas de alineación pueden tomarse en intervalos de 90 grados, a medida que se giran las unidades.














Alineación

Bridas i ncorrectas ncorrectas Las bridas incorrectas aparentemente causan desalineación y hacen imposible la alineación precisa. La desviación de cara hace referencia a la distancia en que la cara de la maza está fuera de la perpendicular a la línea central del eje. Vea la figur a No. No. 4 . Desviación de la cara

Las desviaciones de cara y de orificio del volante, del embrague o del acoplamiento, de los miembros impulsados y de las mazas deben revisarse si se presenta una alineación incorrecta. Se deben corregir los errores de cara y de orificio encontrados. Un error de desviación del diámetro del orificio al piloto no debe ser mayor de 0,05 mm (0,002 pulg) en el volante y de 0,13 mm (0,005 pulg) en los adaptadores empernados al volante. La desviación de la cara de la brida no debe ser mayor de 0,05 mm (0,002 pulg). Herramientas Herramientas de alineació alineació n Herramientas de alineación láser

Figura No. 4

La desviación de orificio se refiere a la distancia en que el orificio impulsado de una maza está fuera de la paralela con la línea central del eje. Vea la figur a No. No. 5 . Desviación de orificio

Nota: Comúnmente, las herramientas de alineación láser miden las desviaciones reales. Los indicadores de esfera miden la Lectura Total del Indicador (TIR). Siga las instrucciones suministradas suministradas por el fabricante, con el fin de asegurarse de que la desalineación paralela y la angular se encuentren dentro de las especificaciones. Típicamente, las herramientas de alineación láser compensan cualquier movimiento axial del eje del rotor del generador o del cigüeñal. Si el eje













Alineación

Exactit Exactit ud de las lectur as del indic ador de esfera

Existe una forma rápida de verificar la validez de las lecturas de alineación de cara del indicador de esfera. Como lo muestra la figur a No. No. 6, las lecturas se toman sobre cuatro ubicaciones denominadas A, B, C y D. Cuando se toman las lecturas, el indicador de esfera puede ponerse en la ubicación A para asegurarse de que las lecturas del indicador retornen a cero. Los valores que se muestran en la figura No. 6 corresponden a los de una unidad no alineada. Durante la revisión rápida, debe tenerse en cuenta que la lectura de B + D debe ser igual a la de C. Esto es válido en donde los ejes impulsados y los impulsores se giran de manera simultánea mientras mientras se revisa la alineación. La revisión rápida es útil para detectar procedimientos no apropiados, tales como: la comba de las abrazaderas del indicador, el montado de la saliente del indicador de esfera en el bisel del volante o la posición inapropiada del indicador que hace que pierda contacto con la superficie.


Abrazader Ab razader as de d e sopo so po rte rt e

Una abrazadera de soporte del indicador debe sostener rígidamente el indicador, cuando se fija a uno de los ejes y se gira. La abrazadera de soporte permite ubicar el indicador de esfera en el punto de medición. Las abrazaderas apropiadas pueden ajustarse para trabajar con varias configuraciones de línea de impulsión. Vea la figura No. 7 para un ejemplo de una abrazadera de soporte del indicador. Las abrazaderas del indicador de esfera no deben doblarse por el peso del indicador. Las abrazaderas del indicador de esfera disponibles comercialmente pueden no dar un adecuado soporte cuando se gira el indicador, situación que genera lecturas falsas. No se recomiendan soportes del indicador de esfera de base magnética.














abrazadera y del indicador, siguiendo un círculo, mientras apuntan al lado de la abrazadera de acoplamiento. Se permite una lectura máxima de menos de 0,0025 mm (0,001 pulg). Puede ser necesario empernar temporalmente un brazo de referencia rígido en el lado de la abrazadera del acoplamiento del indicador contra el que se pueda hacer la lectura, cuando se realiza la lectura de alineación.

Alineación

Caterpillar recomienda usar la abrazadera, cuando se realiza una verificación de la alineación. Vea la Figur a No. 7. Use dos vástagos o pernos roscados de 12,7 mm de diámetro (0,50 pulg) para ensamblar el adaptador. Puede ser necesario fabricar diferentes abrazaderas cuando se revisan las alineaciones del embrague.















Alineación


Princ ipios de alinea alineación ción Al i n eaci ó n en fr ío Debido a que no hay un método práctico o exacto para medir la alineación en un motor que gira bajo carga a la temperatura de operación, todos los procedimientos de alineación de Caterpillar deben realizarse con el motor parado y, el motor y el equipo impulsado a la temperatura ambiente. Esta operación recibe el nombre de "alineación en frío." Con el fin de lograr una alineación correcta de la operación, deben tenerse en cuenta ciertos factores para determinar las especificaciones de la alineación en frío. Dependiendo de la aplicación, algunos o todos los factores siguientes afectarán el procedimiento de la

Posición del cigü eñal eñal

Figura No. 8

Generalmente, el equipo impulsado tendrá cojinetes de rodillos o de bolas,














Comba o caída del volante

Alineación

del motor hasta el final de su juego axial, en dirección a la parte delantera del motor y el eje del equipo impulsado hasta el final de su juego axial en dirección al motor. No aplique fuerza contra el cigüeñal o el eje del equipo impulsado mientras realiza las lecturas del indicador. Después de la instalación y alineación del equipo impulsado, el juego axial del cigüeñal no debe ser menor que el de antes de la instalación del equipo. Desviación Desviación del cigü eñal eñal Los motores Caterpillar montados en bases no suministradas por Caterpillar requieren una prueba de desviación del cigüeñal. Esta prueba puede realizarse con todos los motores Caterpillar equipados con puertas de inspección del cárter, para asegurarse de que el bloque del motor no esté sometido a













Alineación

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Asiente apropiadamente el indicador, girándolo sobre su propio eje, hasta que tenga una lectura de cero. Gire el cigüeñal en el sentido normal hasta que la lectura del indicador de la parte inferior (en más o menos 45 grados) esté dentro de una gama de entre + 0,03 mm (0,01 pulgadas) y - 0,015 mm (0,0005 pulgadas). Gire el cigüeñal a su posición original. El indicador debe volver a su lectura original de cero para que la prueba sea válida. Si el medidor no vuelve a cero, los puntos del eje del indicador no se asentarán apropiadamente y la prueba debe repetirse. Si las lecturas del medidor son mayores que las indicadas arriba, ocurrió una distorsión del bloque de motor debido a un montaje


Reacción de par La reacción de par es la tendencia del motor de torcerse en el sentido opuesto a la rotación del eje, y se refiere también a la tendencia del equipo impulsado a girar en el sentido de rotación del eje. Naturalmente, la reacción de par se incrementa con la carga y puede producir vibración. Este tipo de vibración no será perceptible en vacío, pero se sentirá con carga. Esta vibración, generalmente, se produce por un cambio de alineación debido a una baja resistencia de la base, que produce una desviación excesiva de la base con carga de reacción de par. Esto tiene el efecto de introducir un corrimiento de la línea central, de lado a lado, que desaparece cuando el motor está en vacío (sin carga) o detenido. Expansió Expansió n térmica














el cigüeñal se expanden aproximadamente en la misma proporción. Vea la figura No. 12 . La compensación horizontal consiste en el uso de un acoplamiento que permita el suficiente movimiento relativo entre los componentes impulsores e impulsados. El equipo debe ubicarse de tal manera que los movimientos movimientos de la expansión horizontal dentro de la zona de operación del acoplamiento no estén lejos de éste. Un método es poner el cigüeñal del motor completamente adelante (hacia la parte delantera de

Alineación

la base). Ponga el generador atrás (hacia la parte trasera de la base) contra el cojinete de empuje. Para los generadores sin cojinete de empuje, el generador debe ponerse en el centro magnético. Ajuste el generador a la mitad (50%) del juego axial total del generador y del motor. El no hacer esto resulta en excesiva carga c arga del cojinete de empuje del cigüeñal y/o falla del acoplamiento. Debe haber suficiente espacio libre, si se determina que el cigüeñal aún tiene espacio libre axial.

Expansión Expansión térmica vertical













Alineación


Expansión Expansión térmica hori zontal zontal

Figura No. 12
















Alineación

Consideraciones del montaje relacionadas con la alineación Calce Para obtener una correcta alineación entre el motor y la unidad impulsada, pueden usarse calces. Dependiendo de la aplicación, pueden necesitarse calces bajo el motor, bajo la unidad impulsada o bajo la unidad impulsada y el motor. El material más

mínimo de 0,76 mm (0,030 pulg) y un máximo de 1,5 mm (0,060 pulg), para evitar correcciones posteriores que requieran quitar los calces dejando sólo algunos o ninguno. El excesivo espesor de los calces puede hacer que se compriman durante el uso. Los calces deben ser de un material que no se oxide fácilmente. Maneje













Alineación

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Evitan un largo tiempo y procesos costosos de maquinado selectivo y el ajuste a mano de los calces de acero sólido. La condición de la superficie plana y de soporte plano de los cimientos es menos crítica lo cual elimina en muchos casos, las operaciones operaciones de maquinado. El material de calce plástico ofrece algún grado de amortiguación del ruido entre el motor o el equipo impulsado y la cimentación. cimentación. La contracción cero del material de


Calces ajustables Vibracon

Los elementos Vibracon son calces de montaje de altura ajustable y autoniveladores para maquinaría, que pueden usarse en reemplazo de los calces metálicos y de los calces de resina vertida. Estos calces, además de tener ventajas similares a las de los calces de resina vertida, tienen otras ventajas. Se elimina el tiempo de secado del calce de resina vertida, para •














Par Par de apriete del pern o de mon taje

Un perno tendrá par de apriete adecuado cuando se alargue hasta una cantidad calculada. El alargamiento adecuado sujeta con fuerza el dispositivo impulsado a la base, de forma segura. Esta sujeción se mantiene durante el movimiento causado por la vibración. Un perno con par de apriete incorrecto incorrect o no puede mantener la fuerza de sujeción cuando se presenten las vibraciones. Esta situación gradualmente, hará que pierda su función y resultará en falta

Alineación

para obtener los valores de par de apriete de los pernos de montaje apropiados para su motor. Los pernos Caterpillar se fabrican de acero grado 8, que los clasifica entre los más resistentes disponibles. Se identifican por las seis líneas en relieve o planas sobre la tuerca o en la cabeza del perno. La fig ura No. 17 muestra el par de apriete recomendado para diferentes pernos Caterpillar; sin embargo, estos valores pueden ser demasiado altos si se aplican a la tornillería disponible













Alineación


Ac A c o p l ami am i ent en t o s f l exi ex i b l es Requerim Requerim ientos generales generales Un acoplamiento flexible es un dispositivo usado para transmitir potencia desde un eje hasta otro, mientras acomoda algo de desalineación del eje. Algunos acoplamientos acoplamientos flexibles típicos son: Acoplamientos con elementos de caucho o de elastómero. Acoplamientos Acoplamientos con discos o planchas de acero flexibles. •

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Rigidez

El acoplamiento debe tener una rigidez torsional apropiada, para evitar órdenes críticas de vibración torsional dentro de la gama de velocidad de operación. Para garantizar la compatibilidad del acoplamiento, el personal calificado debe realizar un análisis de vibración torsional. Si se desea, Caterpillar puede realizar este análisis.














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Acoplamientos flexibles de plancha de acero, utilizados en aplicaciones de generador de un cojinete. Acoplamientos de araña y anillo con bloques de caucho, usados en aplicaciones de transmisión marina de acoplamiento corto. Acoplamientos de amortiguación viscosa, usados en generadores generadores de dos cojinetes y en equipo impulsado de montaje remoto. En estos acoplamientos se usa un diseño de engranaje interno, con

Alineación















Alineación


Consideraciones específicas de alineación Como se mencionó en la introducción de la sección de alineación, Caterpillar proporciona

paralelo y dentro de 0,13 mm (0,005 pulg). Vea la fig ura No. 19 19 . Los generadores para aplicaciones en














tolerancias aceptadas por el fabricante del generador, a la desviación nominal de la caja del volante y a la caída del volante.

Alineación

una segunda o tercera reposición para encontrar la posición de menor vibración. Ponga las planchas en el punto de menor vibración. Este procedimiento permite producir













Alineación

La alineación entre la unidad de mando del engranaje y su equipo impulsado, generalmente es una alineación línea a línea. La línea central del eje de salida del mando del


de entrada del equipo impulsado. Dependiendo de la aplicación, puede necesitarse usar un acoplamiento flexible entre la unidad de mando del engranaje y el equipo impulsado.














mando del engranaje, instale los calces necesarios entre los rieles del motor y la base, para mantener la alineación. Debe haber un contacto firme entre los rieles y la base en

Alineación

Se deben desacoplar los embragues cuando se revisa la alineación. Vea la fig ura No. 21 21. Gire lentamente el embrague alrededor de 360° (6 radios) y revise la lectura total del indicador













Alineación


Mando de eje de junta universal















Alineacion _ CAT

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