Todos los mecanismos giratorios van instalados en trenes. Y, si hay un tren, hay un propulsor (el motor) y componentes propulsados (por ejemplo, una bomba, un ventilador, un compresor o cualquier otro tipo de máquina de procesos). Durante la instalación de un mecanismo giratorio se realiza una alineación de ejes de precisión. La alineación garantiza que ambos ejes (el del elemento propulsor y el del elemento propulsado) sean colineales. «Colineal» quiere decir que las dos líneas centrales de rotación están colocadas como si fuesen una sola.
Efecto del calor sobre el elemento propulsor y el elemento propulsado
Cuando un mecanismo se pone en funcionamiento, el elemento propulsor y el propulsado no se calientan por igual. Si la temperatura del entorno es elevada, el compresor se calentará rápidamente debido a la fricción de sus componentes giratorios internos y la compresión del medio generará y añadirá más calor. La situación del elemento propulsor, que puede ser un motor eléctrico, es muy distinta. La temperatura aumentará hasta cierto punto y, a partir de entonces, se mantendrá estable: son dos mecanismos con dos comportamientos distintos.
Entonces, ¿qué es lo que ocurre cuando la temperatura de uno de ellos aumenta con respecto al otro? Es muy sencillo: el mecanismo comienza a dilatarse. Y, cuando el mecanismo se dilata, aumenta de tamaño en todas las direcciones, con lo que su centro de rotación pierde la colinealidad y se produce una desalineación. Sin embargo, la desalineación no es el único problema. Dado que se ha producido un cambio en la geometría del mecanismo, la tensión de las tuberías también puede incrementar la tensión sobre la carcasa.
Los mecanismos pueden dilatarse de distinta forma.
Tenga en cuenta la dilatación térmica desde el principio
La dilatación térmica tiene muchas consecuencias en los equipos giratorios. La desalineación, por ejemplo, también provoca el arqueamiento de los ejes. Si un eje está arqueado, las fuerzas se distribuirán incorrectamente en el cojinete y esto dará lugar a un fallo de lubricación. Por lo tanto, debemos ser capaces de anticiparnos a la dilatación térmica utilizando la información facilitada por el OEM o realizando el cálculo por nosotros mismos. ¿Cómo se hace esto?
La clave está en averiguar cuánta dilatación cabe esperar. Este dato debe utilizarse durante la alineación de los ejes para «desalinear a propósito» los mecanismos antes de su puesta en marcha. Volvamos al ejemplo del compresor. Si partimos de la base de que el compresor funcionará a una temperatura más elevada que el motor, cuando efectuemos la alineación tendremos que colocar el compresor por debajo de la línea central de rotación del motor. ¿Cuánto por debajo? Eso dependerá de la dilatación térmica prevista del material.
Dilatación térmica en función del material.
Prueba final de funcionamiento
Una vez alineado el mecanismo teniendo en cuenta la dilatación térmica, habrá que ponerlo en marcha y dejarlo funcionar hasta que alcance la condición de pleno funcionamiento. El siguiente paso consiste en detenerlo y verificar la alineación de los ejes. Con esta prueba de funcionamiento nos aseguraremos de que la instalación es correcta y fiable y de que aprovecharemos al máximo la vida útil del mecanismo. Conviene realizar una prueba antes de pasar a la plena producción para cerciorarnos de que hemos calculado bien la dilatación térmica.
Piense en el mantenimiento de los aviones. Cada vez que se sustituye un motor en un avión, los pilotos realizan vuelos de prueba hasta que se confirma que todo funciona correctamente. Y usted no se subiría al avión sabiendo que nadie ha realizado esa prueba de funcionamiento, ¿a que no?
Roman Megela Gazdova
Ingeniero superior de fiabilidad, Easy-Laser AB
