Cómo controlar la desalineación y la vibración al instalar un reductor cicloidal

La mayor parte de la vibración que aparece después de montar un reductor cicloidal no viene del reductor, sino del lado de la instalación. Y en ese lado solo hay tres cosas que se pueden controlar: desalineación, apriete y cimentación.

La que más fácilmente se hace al revés es el apriete: apretar los tornillos hasta el fondo antes de tiempo deforma la brida. El orden correcto es otro: asentar el reborde de centrado, dejar los tornillos ligeramente flojos, girar el eje a mano para confirmar que no agarrota y solo entonces apretar en cruz por etapas.

1. Por qué el cicloidal exige más que una caja de engranajes convencional

Hay dos razones estructurales.

Primera: la salida va con brida atornillada directamente a la carga. En un reductor cicloidal la brida de salida se une a la brida de la carga y, por lo general, en medio no hay correa ni cadena. Eso significa que el error de alineación no tiene dónde amortiguarse y entra tal cual en el reductor. Cuando una caja convencional trabaja con correa o cadena, esa pequeña elasticidad absorbe parte del desvío; con brida atornillada no queda ese margen.

Segunda: el disco cicloidal engrana de forma conjugada. El perfil del disco cicloidal y el de los pines de la corona son conjugados: el movimiento se transmite porque la posición relativa es exacta. En cuanto el eje se desplaza, la carga deja de repartirse y se vuelve excéntrica, se concentra en unos pocos pines y el desgaste se va también hacia ese lado.

Por eso instalar un cicloidal no es «montarlo y listo», sino alinear con precisión y apretar de forma uniforme.

2. Las tres clases de error que se pueden controlar

Lo que las tres tienen en común: están todas fuera del reductor y ninguna la puede resolver el reductor por sí solo. Esa es la razón de que un mismo modelo, bien o mal instalado, se comporte de forma muy distinta en vibración.

3. El reborde de centrado y los tornillos: dos funciones que no se intercambian

En una unión de bridas hay dos elementos con cometidos completamente distintos:

Estas dos cosas no son intercambiables. El reborde de centrado posiciona; los tornillos solo aprietan.

El error clásico es usar los tornillos como herramienta de alineación: apretarlos primero esperando que lleven la brida a su sitio. Pero lo que genera un tornillo apretado es fuerza de apriete, no fuerza de posicionamiento: la brida se va hacia el lado por el que los tornillos empiezan a morder y el reborde puede no asentar del todo.

El resultado: parece montado, pero puede que el reborde no haya llegado del todo a su posición y todo se sostenga por la fricción de los tornillos. En vacío puede que no se note; al cargar, vibra.

4. El apriete, en cuatro pasos

1. Reborde asentado. Empujar la brida hasta el fondo y comprobar que el reborde de centrado entra por completo en la ranura, con las dos caras en contacto al tacto.
2. Tornillos ligeramente flojos. Apretar solo hasta que arrastren la brida, sin ejercer una fuerza de apriete apreciable.
3. Girar el eje a mano. Dar una vuelta completa o más y confirmar que no agarrota ni hay resistencia anómala. Este paso es la frontera: si al girar agarrota, la alineación no está bien; dejar de apretar y volver a comprobar el reborde.
4. Apriete en cruz por etapas. En cruz, en varias pasadas sucesivas, hasta el par que corresponda al modelo.

Por qué por etapas y no de una vez: si se aprieta hasta el fondo de una sola pasada, la fuerza de apriete queda desigual. El punto que se apretó primero ya ha comprimido la brida y los siguientes ya no pueden bajarla; la brida se deforma elásticamente y la desviación queda encerrada dentro de la estructura. Apretar por etapas le da al material el tiempo de asentar de forma progresiva.

Sobre los valores de par: este artículo no da cifras; deben confirmarse según el modelo concreto y las exigencias del fabricante. Aquí se explica el orden, no los números.

5. Qué medir con un reloj comparador

«¿Está bien alineado?» no se decide por tacto: se mide. Tres magnitudes y tres expresiones.

Lectura total del indicador del salto de cara y del salto radial (el reloj gira una vuelta en el mismo punto de medición; el máximo menos el mínimo):

TIR = max(R) − min(R)

R es la lectura del reloj comparador y TIR la lectura total del indicador.

Excentricidad a partir del salto radial:

e = TIR / 2

e es la excentricidad. El salto radial es el doble de la excentricidad, de ahí la división entre dos.

Desalineación angular a partir del salto de cara:

Δθ ≈ TIR / D

D es el diámetro en el punto de medición y Δθ la inclinación del eje (en radianes).

Las tres no sirven para lo mismo: `e` cubre el desvío paralelo entre los dos ejes y `Δθ` cubre la inclinación angular. Juntas describen el estado completo de alineación. Medir una sola dirección deja fuera la otra mitad del problema.

¿Cuánta desviación es admisible? Este artículo no da cifras: debe confirmarse según el modelo concreto y las exigencias del fabricante. Aquí se explica cómo medir y cómo calcular, no dónde está la línea de aceptación.

6. La puesta en marcha inicial, en cuatro pasos

Montar bien no significa poder arrancar a plena velocidad. El orden es este:

¿Por qué la marcha por impulsos? Solo gira un instante: si el cableado está invertido o hay una interferencia, el daño es pequeño. Arrancar directamente a plena velocidad puede costar un equipo. Es la verificación más barata que existe.

El paso 4 también tiene su motivo: no saltarse ningún punto de velocidad, porque algunos problemas de vibración solo aparecen a una velocidad concreta (por ejemplo, al acercarse a la frecuencia propia de algún componente). Si se salta ese punto, no se ve.

7. Cuatro disposiciones, cuatro exigencias en el montaje

La serie X cubre cuatro disposiciones —horizontal, vertical, motor directo y doble eje— y cada una plantea exigencias distintas en el lado de la instalación:

La más delicada es la de motor directo: sin acoplamiento entre el eje del motor y el del reductor no hay elasticidad que amortigüe, y el error cae directamente sobre los dos ejes. Con la misma precisión de montaje, la disposición de motor directo se muestra más sensible. El requisito concreto es el que fija el manual de instalación de ese modelo.

Los demás funcionamientos derivados, más allá de estos cuatro, se rigen por el manual de producto.

8. Tabla de diagnóstico

9. Lista de comprobación en obra

Antes de instalar:

1. Confirmar el modelo y la disposición (horizontal, vertical, motor directo o doble eje).
2. Limpiar las caras de la unión de bridas y comprobar que no hay cuerpos extraños ni rebabas.
3. Revisar que el reborde de centrado no tenga golpes ni deformaciones.

Durante la instalación:

1. Empezar a apretar los tornillos solo cuando el reborde esté completamente asentado.
2. Apretar los tornillos ligeramente, sin fuerza de apriete apreciable.
3. Girar el eje a mano una vuelta completa o más y confirmar que no agarrota.
4. Apretar en cruz por etapas, nunca de una sola pasada hasta el fondo.

Medición después de instalar:

1. Medir el salto de cara y calcular la desalineación angular Δθ.
2. Medir el salto radial y calcular la excentricidad e.
3. Medir las dos direcciones de los dos ejes, no solo una.

Primera puesta en marcha:

1. Confirmar el sentido de giro con marcha por impulsos; después baja velocidad y luego subida progresiva.
2. Registrar vibración y temperatura en cada punto de velocidad como línea base para el futuro.

10. Errores frecuentes y límites de aplicación

Errores frecuentes:

1. Usar los tornillos como herramienta de alineación. Se aprietan hasta el fondo primero y el reborde puede quedarse sin asentar del todo.
2. Apretar sin girar antes el eje a mano. El agarrotamiento se pasa por alto a base de apretar y la desviación se queda dentro.
3. Apretar de una sola pasada, sin etapas. La fuerza de apriete queda desigual.
4. Medir solo el salto radial y no el de cara. Se pierde la desalineación angular.
5. Saltarse la marcha por impulsos y arrancar a plena velocidad. Si el cableado está invertido o hay interferencia, el daño es grande.
6. Saltarse un punto de velocidad en la subida. El problema de vibración de esa velocidad queda oculto.
7. Alinear una disposición de motor directo con el criterio de un acoplamiento. Sin amortiguación, la exigencia es mayor.

Límites de aplicación:

• Las tres clases de error, el reparto de funciones entre reborde y tornillos, el orden de apriete, las tres expresiones de medición y el orden de la primera puesta en marcha de este artículo se aplican a la instalación de los reductores cicloidales de las series X/B y WB.
• Este artículo no da ningún valor de desviación admisible, de desviación de alineación ni de par de apriete: todo eso debe confirmarse según el modelo concreto y las exigencias del fabricante.
• Este artículo no hace estadística de «de dónde viene la mayoría de la vibración»: solo enumera los factores controlables y el método de comprobación.
• La calidad de la instalación no es una función de seguridad. Instalar bien reduce la vibración y el desgaste, pero en aplicaciones con personas, suspensión o riesgo de caída siguen siendo necesarios dispositivos de seguridad independientes, validados por el diseñador del equipo.
• Este artículo no sustituye el manual de instalación del modelo concreto.

11. Datos del registro de instalación

Los puntos 6 y 7 son la base de todo este método: sin registro de saltos, «si está bien alineado» solo se puede juzgar por tacto, y el tacto no es trazable.

12. Sobre este artículo y el responsable de la publicación

Este artículo lo redacta el equipo técnico de Chengfa Reducer (Changzhou) Co., Ltd. (CHINFAR) y se publica tras la revisión técnica de la empresa. Los reductores cicloidales de las series X/B y WB los suministra Chengfa Reducer (Changzhou) Co., Ltd.; los productos de CHINFAR se fabrican y se entregan con apoyo del sistema de fabricación conjunto compartido con HUIGUANG.

Páginas relacionadas:

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• Reductor cicloidal de la serie X
• Lista de comprobación de instalación, lubricación y primera puesta en marcha de reductores industriales

13. Siguiente paso

Envíe los 11 datos anteriores a sales@chinfar.com. Si el equipo ya vibra, los tres datos que más ayudan son: la disposición, los saltos de cara y radial medidos, y si agarrota al girar el eje a mano. Con esos tres datos, en general se puede orientar por teléfono dónde desmontar primero.

Conviene repetirlo: este artículo no da valores de desviación admisible ni de par de apriete, que deben confirmarse según el modelo concreto y las exigencias del fabricante; y la calidad de la instalación no es una función de seguridad: en aplicaciones con personas o riesgo de caída siguen siendo necesarios dispositivos de seguridad independientes.