Por Gene Vogel
Especialista de Bombas y Vibraciones de EASA
Realizar una correcta alineación de las máquinas acopladas de forma directa es un elemento esencial para garantizar la confiabilidad de operación de una máquina nueva o reparada (motor, bomba, caja de engranajes, etc.). Uno de los impedimentos comunes para lograr una alineación adecuada y un correcto funcionamiento, es el denominado "pie suave".
El pie suave, ocurre cuando todas las patas de la carcasa de una máquina no se asientan lo suficiente sobre la base de soporte, por lo que apretar los pernos de fijación de las patas cuando existe este problema, causa una distorsión en la carcasa de la máquina. El origen del pie suave podría estar en que una de las placas de la base no esté completamente plana o que una o varias patas de la máquina se encuentran deformadas. Esto no solamente dificulta la alineación de la máquina, ya que la distorsión de la carcasa puede incrementar la carga en los rodamientos y crear una desalineación interna entre los elementos giratorios y estacionarios de la máquina, produciendo un mal funcionamiento y un aumento de las vibraciones.
Las situaciones más comunes de pie suave ocurren en motores eléctricos con cuatro patas. Existen dos categorías generales de pie suave: Patas que no se encuentran en el mismo plano y patas individuales torcidas o inclinadas (vea la Figura 1). La segunda de estas categorías incluye las patas que han sufrido daños por corrosión. Los daños por corrosión no se pueden corregir instalando shims (láminas o calzos) debajo de las patas; las patas que presenten daños significativos por corrosión, deben ser mecanizadas nuevamente para evitar las consecuencias del pie suave. Las patas torcidas o inclinadas con respecto al plano de montaje se pueden corregir hasta un cierto nivel, instalando los shims apropiados debajo de ellas (vea en la Figura 2 los límites de instalación). La primera categoría de pie suave, patas que no se encuentran en el mismo plano, generalmente se puede remediar instalando bajo las patas del motor los shims adecuados.
Detección del pie suave
Existen varias técnicas para detectar el pie suave y durante el curso de la instalación de cualquier máquina se deben utilizar los métodos adecuados. Dado que tanto los métodos comunes para comprobar el pie suave y los procedimientos de alineamiento emplean las mismas herramientas, es conveniente comprobar el pie suave como parte del procedimiento de alineación. Sin embargo, tal vez la mejor prueba consiste en insertar galgas calibradas entre cada una de las patas y la zona de la base en la cual se asientan. Esta prueba se puede realizar sin necesidad de instalar instrumentos de alineación de ejes o indicadores y es una práctica recomendada siempre que la carcasa de la máquina se encuentre en su sitio.
Cuando se utilicen instrumentos de alineación o montajes con indicadores de carátula para comprobar el pie suave, el enfoque general es tener todos los pernos de las patas apretados y luego aflojar un solo perno para ver el movimiento indicado por los comparadores de carátula empleados en el alineamiento. Los indicadores de carátula y algunos sistemas láser muestran los resultados en un solo plano (vertical u horizontal), por lo que el plano vertical es el preferido para monitorizar las comprobaciones de pie suave.
Los sistemas láser que muestran un resultado simultáneo en ambos planos, indican un poco mejor el movimiento producido al aflojar el perno de sujeción de la pata. El procedimiento común consiste en aflojar un solo perno, observar el movimiento indicado en el comparador, luego volver a apretar el perno y repetir esto mismo hasta que cada una de las patas haya sido comprobada.
Algunos técnicos de alineación prefieren no volver a apretar el perno y en vez de esto aflojan sucesivamente los pernos de las otras patas, observando el movimiento total indicado. A continuación, revierten el procedimiento, apretando subsecuentemente cada perno hasta que queden asegurados, mientras observan el movimiento indicado en el comparador. Este extenso procedimiento proporciona un buen indicio de como el pie suave podría afectar el proceso de alineamiento.
Si bien, este procedimiento que emplea comparadores de carátula montados en el eje podría ser razonablemente preciso para indicarnos si existe o no pie suave, no debe ser utilizado para intentar corregir este tipo de problema. En su lugar, las comprobaciones manuales realizadas montando un comparador de carátula en cada pata, proporcionan un medio más eficaz y eficiente para corregir el pie suave. Vea la Figura 3. El comparador de carátula se monta sobre la fundación y se ajusta para que indique el movimiento hacia arriba producido en la pata, a medida que se va aflojando el perno de sujeción (todos los pernos de las patas apretados). Un movimiento hacia arriba de la pata mayor de 0.002" (0.05 mm) evidencia que existe pie suave y que el problema deberá ser corregido. A continuación, el perno de sujeción se aprieta nuevamente y se repite el mismo procedimiento en las patas restantes.
Corrección del pie suave
Las evidencias más comunes de que existe pie suave, son la detección de problemas en dos patas diagonales o en una sola pata. Esto generalmente indica que existen dos tipos diferentes de pie suave. Las patas diagonales tiende a indicarnos que hay un problema de pata coja (patas que no están torcidas pero que no se encuentran en el mismo plano). Una sola pata con problemas tiende a ser el resultado de una pata torcida o inclinada. La corrección de un problema de pata coja es bastante sencilla; corregir una pata torcida o inclinada es más complejo.
Para corregir una pata coja (patas diagonales con problemas), apriete los pernos de sujeción de las patas diagonales que no presentan problemas y deje sueltos los pernos de las dos patas diagonales afectadas. Retire todos los shims instalados debajo de estas dos patas e Inserte galgas calibradas entre las patas afectadas y la zona de la base en la cual se asientan, para determinar la cantidad de láminas requeridas en cada una de las patas. Instale los shims necesarios y vuelva a verificar el pie suave.
Cuando las mediciones indican que existe pie suave en una sola pata, se sospecha que esta puede estar torcida o inclinada. Deje suelta solamente esa pata. Después retire todos los shims y utilice galgas calibradas para determinar la cantidad correcta de láminas necesarias para corregir el pie suave. Se debe tener cuidado para rellenar el espacio. Para esto mida el gap a cada lado de la pata, al igual que el espacio que queda al frente y detrás del orificio del perno de montaje. En una pata torcida o inclinada, la variación del gap indicará la dirección del ángulo. Se deberán fabricar shims escalonados para rellenar el contorno del hueco (vea la Figura 4). No se deben emplear más de cinco shims escalonados, ni tampoco utilizar shims para corregir el pie suave cuando exista una variación total de gap que supere las 0.015" (0.38 mm). Las patas que presenten una variación de gap por arriba de esta medida deberán enderezarse o ser mecanizadas nuevamente para corregir el ángulo de inclinación.
Recomendaciones generales para los shims
El área de los shims no debe ser menor al 80 por ciento del área de la pata. Se recomienda medir con precisión el espesor de los shims que superen las 0,020" (0,51 mm). También se recomienda medir con precisión el conjunto de los shims apilados para verificar el espesor total.
Excluyendo los shims utilizados para corregir las patas inclinadas, no se deben instalar más de cinco shims bajo cualquier pata de la carcasa de la máquina. Ninguno de esos shims deberá tener un espesor menor de 0.003" (0,08 mm). La suma de los tres shims más delgados deberá ser mayor o igual a 0,010 "(0,25 mm).
No se deberán usar más de cinco shims escalonados para corregir el pie suave entre una pata de la carcasa de la máquina y su base de montaje o fundación. Los shims deberán estar escalonados en una sola dirección.
Estar lo suficientemente atentos para detectar y corregir las condiciones de pie suave durante la instalación de una máquina nueva o reparada, ahorrará tiempo y permite lograr una alineación correcta del eje, evitar la distorsión de la carcasa que reduce la confiabilidad y la eficiencia de la máquina y prevenir el aumento de los niveles de vibración.
DISPONIBLE EN INGLÉS
ANSI/EASA AR100
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