Sistema de Rodamiento Sobre Orugas
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TECSUP – PFR Sistemas de Transmisión 253 UNIDAD XIII SISTEMA DE RODAMIENTO SOBRE ORUGAS (CARRILES) 1. COMPONENTES DEL TREN DE RODAJE 1.1. INTRODUCCIÓN Esta lección presenta los componentes que conforman el tren de rodaje de las máquinas de cadenas. 1.2. OBJETIVOS Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de: Conocer los componentes del tren de rodaje. Entender la operación del tren de rodaje. Figura 13.1 Componentes del tren de rodaje
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UNIDAD XIII
SSIISSTTEEMMAA DDEE RROODDAAMMIIEENNTTOO
SSOOBBRREE OORRUUGGAASS ((CCAARRRRIILLEESS))
1. COMPONENTES DEL TREN DE RODAJE
1.1. INTRODUCCIÓN
Esta lección presenta los componentes que conforman el tren de rodajede las máquinas de cadenas.
1.2. OBJETIVOS
Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de:
Conocer los componentes del tren de rodaje.
Entender la operación del tren de rodaje.
Figura 13.1 Componentes del tren de rodaje
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1.3. COMPONENTES DEL TREN DE RODAJE
1.3.1. SECCIÓN DE LA CADENA
La sección de la cadena consta de dos eslabones de cadena, unpasador y un buje. Las secciones de la cadena estánconectadas juntas para formar el eje central de la cadena, elconjunto de eslabón.
Figura 13.2 Sección de la cadena
1.3.2. ESLABÓN DE CADENA
Se usan dos eslabones de cadena en cada sección de lacadena. Los eslabones de cadena proveen un medio para unirlas zapatas de la cadena y permiten un carril continuo a losrodillos.
Figura 13.3 Eslabón de cadena
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En la Figura 13.3:
El riel es la porción del eslabón que se desplaza sobre la
llanta del rodillo. La dureza del riel es igual a la de la llanta
de rodillo de cadena y de la brida.
El orificio del pasador sostiene el pasador.
El orificio del buje sostiene el buje.
El abocardado está dentro del orificio del pasador. El
abocardado sostiene la configuración del sello de la cadena
sellada y lubricada.
La plancha del eslabón está empernada a la zapata de
cadena.
El tirante ayuda a sujetar el riel de cadena.
La plancha del eslabón es la porción del orificio del buje en
la parte trasera del eslabón. Cuando el orificio del buje es
demasiado angosto, se puede romper y no permite la
reconstrucción del eslabón.
1.3.3. PASADORES Y BUJES
En la Figura 13.4 el pasador está en el centro. El buje está a laderecha del pasador. Los pasadores y los bujes mantienenjuntos los dos eslabones de cada sección de cadena.
El pasador también actúa como una articulación para conectarlos dos eslabones de cadena.
En una cadena sellada, los pasadores son sólidos. En lascadenas selladas y lubricadas los pasadores son huecos demodo que el área entre el pasador y el buje de la siguientesección de cadena pueda lubricarse.
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Figura 13.4 Pasadores y bujes
1.3.4. PASADORES LUBRICADOS
El pasador se taladra en el centro desde un extremo hastacerca de su longitud completa. El orificio transversal taladradoprovee un conducto para que el aceite fluya entre el pasador yel buje.
El orificio transversal taladrado debe orientarse hacia el riel deleslabón. Esto mantendrá el pasador en compresión para unamayor resistencia al aplastamiento.
Figura 13.5 Pasadores lubricados
1.3.5. ARMADO DE UNA SECCIÓN DE CADENA
El pasador se inserta a presión dentro del orificio del pasadordel eslabón. No hay movimiento relativo entre el pasador y eleslabón.
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Figura 13.6 Pasador
1.3.6. BUJE
El buje también debe insertarse a presión en el orificio del bujedel eslabón. No hay movimiento relativo entre el buje y eleslabón.
Figura 13.7 Buje
1.3.7. ESLABÓN
El otro eslabón se inserta a presión entre el pasador y el buje.El eslabón a mano derecha y el eslabón a mano izquierda sonimágenes especulares una de otra. No hay movimiento relativoentre ninguno de estos componentes.
Figura 13.8 Eslabón
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1.3.8. PASADOR DE LA SIGUIENTE SECCIÓN DE CADENA
La cadena desliza el pasador dentro del buje en un ajustesuelto. Los sellos se ajustan sobre el pasador y se asientancontra el eslabón de la cadena.
Otro eslabón a mano izquierda y otro a mano derecha seinsertan a presión en el pasador. Otro buje se inserta a presióna través del orificio del buje de los eslabones de cadenaañadidos.
Figura 13.9 Pasador de la siguiente sección de cadena
1.3.9. SECCIONES DE CADENA
Cuando el total del conjunto de eslabón está completo, laszapatas de cadena deben ser empernadas en las secciones decadena.
Figura 13.10 Secciones de cadena
1.3.10. ZAPATA DE CADENA
Las zapatas de cadena están empernadas en el conjunto deleslabón. Las zapatas de cadena soportan el peso de lamáquina y proveen tracción y flotación.
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El borde superpuesto entre dos zapatas no permite que sedepositen los escombros entre las zapatas a medida que lacadena se flexiona alrededor de la rueda motriz y de la ruedaguía.
Figura 13.11 Zapata de cadena
En la Figura 13.11:
La garra penetra en el terreno para proveer tracción. La plancha suministra flotación. El borde de ataque es curvo hacia abajo. El borde de salida
es curvo hacia arriba. Las curvas eliminan la interferenciaentre el borde de ataque de una zapata y el borde de salidade la zapata al frente de ésta. Las curvas también proveenrefuerzo para reducir la flexión de la zapata y evitan que sesuelten los pernos.
Los alivios del eslabón evitan la interferencia del borde deataque con los eslabones a medida que la cadena se flexionasobre la rueda motriz y las ruedas guía.
1.3.11. SEGMENTO DE RUEDA MOTRIZ
En la mayoría de los tractores de cadenas, los segmentos derueda motriz están empernados al aro.
Figura 13.12 Segmento de rueda motriz
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1.3.12. CONJUNTO DE RUEDA MOTRIZ
La función de la rueda motriz es transferir las cargasimpulsadas desde el mando final a través de los bujes. Losdientes de la rueda motriz actúan como dientes de engranaje,llevando hacia arriba los bujes de la cadena y moviendo elgrupo de la cadena en el sentido en que la máquina sedesplaza.
El conjunto de rueda motriz se halla en la maza del mandofinal. En las máquinas de modelos anteriores, puede haber unconjunto de rueda motriz de una sola pieza. Para cambiar el arodel conjunto de rueda motriz, el aro desgastado se desuelda yel nuevo aro se suelda en su sitio. Para convertir una ruedamotriz de una sola pieza en una de segmentos empernados, elaro desgastado se desuelda y se reemplaza con un anilloadaptador soldado al cual se conectan con pernos lossegmentos de la rueda motriz.
Figura 13.13 Conjunto de rueda motriz
1.3.13. SEGMENTOS DE RUEDA MOTRIZ PARA NIEVE YTERRENOS LODOSOS
Los aros y los segmentos de la rueda motriz para nieve y lodotienen un diseño de diente raíz ranurado que evita que elmaterial se acumule en condiciones extremas de suelo blando.
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Los aros y los segmentos de la rueda guía para nieve y lododeben usarse sólo en terrenos donde el material puedecomprimirse a través de aberturas pequeñas y en sitios dondelas condiciones de terreno blando son permanentes.
Figura 13.14 Segmentos de rueda motriz para nieve
y terrenos lodosos
1.3.14. RODILLO INFERIOR
Los rodillos inferiores se montan en los rieles formados por loseslabones de cadena. Estos guían la máquina a lo largo de lacadena. Los rodillos inferiores soportan el peso de la máquina ylo distribuyen a lo largo de las cadenas.
Los rodillos inferiores de una pestaña se usan junto a lasruedas motrices. La pestaña única permite que el rodillo quedemás cerca de la rueda motriz para aumentar el efecto guía.
Los rodillos inferiores de pestaña doble se usan donde quieraque elespacio lo permita. Los rodillos inferiores de pestañadoble aumentan al máximo el efecto guía.
Todos los rodillos inferiores están lubricados y enfriados poraceite para reducir el desgaste interno y disminuir la fricción.Además, contienen sellos Duo-Cone.
Los rodillos inferiores tienen superficies templadas del mismotipo de las de los eslabones de cadena. Debido a la lubricacióny a los sellos Duo-Cone, durante el mantenimiento los rodillosinferiores sólo necesitan el cambio del casco. La reutilización delrodillo significa que los componentes internos se vuelven a usary el casco se reemplaza.
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Figura 13.15 Rodillo inferior
En la Figura 13.16:
El tapón mantiene la lubricación en el rodillo inferior.
El eje soporta el casco del rodillo. El casco del rodillo gira
libremente en su eje.
El casco es la superficie sobre la cual se montan los
eslabones de cadena.
El cojinete de bronce es la superficie de desgaste entre el
eje de rodillo y el casco de rodillo.
El buje de hierro fundido soporta el cojinete en el extremo
del collar.
Los sellos Duo-Cone están diseñados para durar después de
varias reconstrucciones del casco de rodillo.
El collar extremo retiene el sello Duo-Cone y provee los
medios para conectar el rodillo a la máquina.
Figura 13.16 Rodillo inferior
En la figura se muestra la configuración usada en los tractoresde cadenas de la Serie H, L y N. Esta configuración también seusa en los cargadores de cadenas.
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En la Figura 13.17:
Tapón.
Retenedor.
Sellos Duo-Cone.
Eje.
Casco.
Figura 13.17 Rodillo inferior
1.3.15. RODILLO SUPERIOR
Los rodillos superiores son una adición optativa del sistema detren de rodaje y se usan para soportar el peso de la cadenaentre la rueda guía y la rueda motriz. El segundo propósito delos rodillos superiores es guiar la cadena.
Figura 13.18 Rodillo superior
La adición de rodillos superiores puede ayudar a mantener lacomba correcta de la cadena en una variedad de condicionesdel sistema de tren de rodaje y aumentan la capacidad deempuje con la hoja. Los rodillos superiores también hacen mássuave el desplazamiento de la cadena lateral superior yaumentan el espacio libre entre la cadena y el bastidor derodillos.
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La vida del eslabón puede reducirse levemente debido a lasuperficie de desgaste que se añade con los rodillos portadores.
Los rodillos superiores no requieren pestañas dobles, sonlubricados y enfriados por aceite para reducir el desgasteinterno y disminuir al máximo la fricción, y tienen sellos Duo-Cone.
Los rodillos portadores tienen superficies templadas del mismotipo de las de los eslabones de cadena.
Los rodillos superiores soportan el peso de la cadena desde larueda guía hasta la rueda motriz.
En la Figura 13.19:
El anillo retenedor sostiene el collar del extremo del cascodel rodillo. El anillo retenedor se sujeta en el eje.
El collar del extremo retiene el grupo de sellos y los cojinetesdentro del casco.
Los sellos Duo-Cone están diseñados para sellar el aceite delubricación.
El cono del cojinete del rodillo y la copa permiten que elcasco gire libremente en el eje.
El eje soporta el casco del rodillo. El casco del rodillo giralibremente en este eje. El eje también provee la superficiede montaje en la máquina.
El casco es la superficie en la que se montan los eslabonesde cadena.
El tapón y el anillo anular mantienen la lubricación en elrodillo superior.
La plancha retenedora retiene el cojinete dentro del cascodel rodillo. La plancha retenedora se monta al eje.
La tapa del rodillo provee el sello en un extremo del casco.La tapa está empernada al casco.
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Figura 13.19 Rodillo superior
1.3.16. RUEDA GUÍA
Las ruedas guía conducen la cadena hacia adentro y afuera delos rodillos inferiores. Las ruedas guía soportanintermitentemente el peso de la máquina.
Un tren de rodaje de rueda motriz elevado tiene ruedas guíadelanteras y traseras a cada lado de la máquina.
Un tren de rodaje oval tiene una rueda guía delantera en cadalado de la máquina.
Las ruedas guía suministran un modo de controlar el ajuste y latensión y mantienen la alineación vertical y lateral. La tensiónde la cadena se ajusta moviendo la rueda guía. Se usa unmecanismo de ajuste para mover la rueda guía o sostener larueda guía en su lugar.
Algunas máquinas con tren de rodaje oval están equipadas conrueda guía de dos posiciones. En estas máquinas, la posiciónalta debe usarse para trabajos con barra de tiro. En la posiciónalta, es menor el contacto de la cadena con el suelo. Esto haceque la máquina tenga mejor maniobrabilidad durante los giros yresulta en menor desgaste de la cadena. La posición baja debeusarse cuando se necesita más estabilidad con implementosmontados en la parte delantera.
La posición baja resulta en mayor desgaste en las zapatas ygarras.
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Figura 13.20 Rueda guía
En la Figura 13.21:
El anillo retenedor sostiene el collar del extremo al casco de
la rueda guía. El anillo retenedor se sujeta en el eje.
El casco es la superficie en la que se montan los eslabones
de cadena.
El eje soporta el casco.
Los sellos Duo-Cone están diseñados para resistir después
de varias reconstrucciones del casco de la rueda guía.
El collar del extremo retiene los componentes dentro del
casco.
El cojinete bimetálico es la superficie del casco entre el casco
de la rueda guía y el eje de la rueda guía.
Figura 13.21 Rueda guía
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1.3.17. SELLOS
Los sellos mantienen la suciedad y otros contaminantes fueradel área sellada. También se usan para mantener el lubricanteen el área donde se necesita. Todos los rodillos y las ruedasguías tienen sellos Duo- Cone.
En la cadena sellada, el sello evita que los abrasivos entren alárea entre el pasador y el buje. El sello también transporta lascargas laterales y evita que el buje se desgaste contra elabocardado del eslabón de la cadena. La cadena lubricada usasellos rígidos que evitan que los abrasivos entren al área entreel pasador y el buje, y también mantienen la lubricación en lajunta y absorben las cargas laterales.
El sello rígido hace posible tener una cadena lubricada y selladade servicio pesado debido a que puede manejar las fuerzas deljuego lateral que se presentan. El sello rígido también haceposible en la cadena que el buje gire debido a que tiene laintegridad necesaria para mantener el sistema lubricado.
Figura 13.22 Sellos
1.3.18. ARANDELAS DE RESORTE BELLEVILLE
Los sellos de las cadenas selladas son arandelas de resorteBelleville. Cuando se comprimen entre sí, estas arandelas deresorte en forma cónica se aplanan para hacer el sello. Elefecto de resorte de las arandelas mantiene la presión de selloa medida que se desgastan.
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Figura 13.23 Arandelas de resorte Belleville
Figura 13.24 Arandelas de resorte Belleville
1.3.19. SELLOS ANULARES
Los sellos anulares constan de dos partes: un anillo de cargaflexible y un sello anular. El sello anular contiene un sello delabio y un material rígido, resistente al desgaste en el interior,llamado la cubierta metálica (mostrada en rojo). El sello dellabio se fabrica de uretano. La cubierta metálica ayuda amantener la forma del sello bajo carga y aumenta la integridaddel sello. El anillo de carga sostiene el sello anular contra elbuje.
Los sellos rígidos pueden resistir una temperatura máxima de70° C (160° F). El anillo de empuje es de material de acerotemplado y protege el conjunto del sello de cargas de empujelaterales. Las muescas del anillo de empuje permiten que elaceite fluya a las áreas de sellado.
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El conjunto del sello está protegido de las cargas de empujeque se transmiten desde los eslabones hasta los bujes a travésdel anillo de empuje, y no permite que el sello se deforme. Lacompresión del sello está limitada por el anillo de empuje quemantiene un espacio entre el buje y la parte inferior delabocardado del eslabón.
Figura 13.25 Sellos anulares
1.3.20. ESLABÓN MAESTRO DIVIDIDO
El eslabón maestro dividido, de dos piezas, se usa para quitar einstalar la cadena.
La mitad del eslabón maestro (Figura 13.26) va a un extremodel conjunto del eslabón. La otra mitad va al otro extremo.
Las mitades del eslabón maestro están aserradasdiagonalmente y empernadas juntas cuando se arma la cadena.Para separar la cadena, se necesita una llave especial.
La vida de desgaste del eslabón maestro es igual a la deleslabón regular. El eslabón maestro usa pasadores y bujesestándar.
Figura 13.26 Eslabón maestro dividido
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1.3.21. PASADOR MAESTRO Y BUJE MAESTRO
Si la máquina no está equipada con eslabón maestro, tiene unbuje y un pasador maestro. El pasador maestro y el bujemaestro se usan para separar y conectar la cadena.
El pasador maestro (azul) es ligeramente más largo que losotros pasadores de la cadena y tiene un tope rectificado encada extremo. El buje maestro (verde) es más corto que losotros bujes de la cadena y no se extiende dentro de los orificiosdel eslabón. Hay un espaciador (rojo) ubicado entre el extremodel buje maestro y el sello.
Para separar la cadena, se quita el pasador maestro, y lasección de cadena, con el buje maestro, se empuja entre loseslabones de la sección de cadena que tiene el pasadormaestro (amarillo).
Para conectar la cadena, se instalan las secciones de la cadenacon los sellos y con los espaciadores. El pasador maestro sepone con una prensa portátil o un martillo pesado.
Figura 13.27 Pasador maestro y buje maestro
Figura 13.28 Pasador maestro y buje maestro (girado)
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1.3.22. BARRA COMPENSADORA (DE PIVOTE)
A cada lado del tractor hay un bastidor de rodillos inferiores.Los componentes del tren de rodaje están montados en losbastidores de rodillos inferiores. El peso del tractor es llevado através de los bastidores de rodillo inferiores a los rodillosinferiores.
Los componentes del bastidor y del tren de rodaje a cada ladode la máquina pueden moverse independientes unos de otros.Los brazos diagonales permiten que los bastidores de rodilloinferiores pivoten alrededor del eje de la rueda motriz.
La mayoría de los tractores están equipados con una barracompensadora. Algunos tractores están equipados con unresorte compensador. La barra compensadora, o el resortecompensador, controla el movimiento independiente.
Detrás de la barra compensadora (flecha) pueden verse losbrazos diagonales, que mantienen la alineación correcta delbastidor. Un extremo del brazo se suelda al bastidor de rodillosinferiores. El otro extremo está montado al eje de la ruedamotriz y tiene un cojinete que debe ser engrasado.
Figura 13.29 Barra compensadora
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Figura 13.30 Barra compensadora (de pivote)
1.4. CARGADORES DE CADENAS (BASTIDOR RÍGIDO)
Los cargadores de cadenas tienen un diseño de tren de rodaje oval. Lasruedas motrices están hacia la parte trasera de la máquina. Las ruedasguía se hallan hacia la parte delantera de la máquina.
Los cargadores de cadenas de modelos anteriores no tienen movimientoindependiente del bastidor de rodillos. La caja del mando final y lossoportes del bastidor principal están conectados sólidamente a losbastidores de rodillos inferiores.
Figura 13.31 Cargador de cadenas
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Figura 13.32 Cargador de cadenas (bastidor rígido)
Los cargadores de cadenas de la Serie C tienen bastidores de rodillososcilantes. El tren de rodaje oscilante mantiene más cadena en contactocon el suelo para mejorar la tracción y aumentar la estabilidad encomparación con los diseños de bastidor rígido.
Una barra compensadora entre los dos bastidores de rodillos inferiorespermite que cada bastidor de rodillos inferiores pivote en su eje pivote. Eleslabón de giro de la rueda guía permite un movimiento horizontal de larueda guía para absorber las cargas de choque, mantienen la tensiónapropiada de la cadena y eliminan la necesidad de calces y cintas dedesgaste.
La barra compensadora y los ejes pivote están sujetados con pasadorespara limitar la oscilación. La barra compensadora se sujeta con pasadoresa cada bastidor de rodillos y al centro del bastidor principal paramantener una plataforma de trabajo estable. Los bastidores de rodillosson secciones en caja soldadas en toda su longitud. Los soportes decaucho están entre la barra compensadora y el bastidor principal.
Figura 13.33 Cargador de cadenas
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Figura 13.34 Cargador de cadenas (bastidor)
1.5. RUEDA MOTRIZ ELEVADA
El diseño de rueda motriz elevada se usa en la mayoría de los tractoresde cadenas y en los tiendetubos. El diseño de rueda motriz elevada aíslalos componentes de mando final de choques y aumentar el equilibrio de lamáquina y la tracción, además de proveer máxima flexibilidad para elmontaje de los bastidores de rodillos inferiores. Esto resulta en menorriesgo de daños del sello.
Las máquinas con rueda motriz elevada tienen bastidores de rodillosdelanteros y traseros a cada lado de la máquina.
El eje pivote conecta los bastidores de rodillos trasero derecho y traseroizquierdo y transmite los choques del terreno directamente al bastidorprincipal en lugar de pasarlos a los componentes del tren de fuerza. Losbastidores de rodillos pueden oscilar alrededor del eje pivote.
La barra compensadora conecta los bastidores de rodillos delanteroderecho y delantero izquierdo. La barra compensadora se sujeta conpernos en el centro del tractor y puede girar alrededor de la articulacióndel pasador central. La barra compensadora controla la medida en quelos bastidores de rodillos pueden oscilar alrededor del eje pivote.
El bastidor de rodillos delantero se desliza dentro del bastidor de rodillostrasero. Un resorte tensor mantiene la tensión de la cadena.
Figura 13.35 Rueda motriz elevada
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1.6. TREN DE RODAJE AMORTIGUADO
Algunas máquinas con rueda motriz elevada están equipadas con un trende rodaje amortiguado. El tren de rodaje amortiguado provee hasta 15%más de contacto con el suelo.
Los cuatro soportes basculantes mayores y los cuatro soportesbasculantes menores pueden oscilar en el bastidor de rodillos. Esto haceque la cadena siga mejor el contorno del terreno.
Figura 13.36 Tren de rodaje amortiguado
1.7. TIENDETUBOS
Los Tiendetubos también tienen un diseño de rueda motriz elevada. Losbastidores de rodillos en los Tiendetubos no oscilan en relación uno con elotro. Este tren de rodaje está diseñado para absorber el impacto decargas y reducir las cargas de choque transferidas a la máquina.
Los bastidores de rodillos están conectados rígidamente al bastidorprincipal por un sistema de montaje de dos puntos para máximaestabilidad de las aplicaciones del Tiendetubos. La mayor área decontacto de la cadena ancha provee una base de trabajo estable másgrande.
El eje pivote conecta el bastidor de rodillos trasero izquierdo y traseroderecho y transmite los choques del terreno directamente al bastidorprincipal en lugar de ir a los componentes del tren de fuerza.
Se usa una barra rígida en lugar de una barra compensadora. La barrarígida conecta los dos bastidores de rodillos delanteros. Los bastidores derodillos tienen una posición constante en relación con el bastidor principal.No se necesitan los brazos diagonales.
El bastidor de rodillos delantero se desliza dentro del bastidor de rodillostrasero. Un resorte tensor mantiene la tensión de la cadena.
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Los soportes de montaje para el bastidor de la pluma y el bastidor decontrapeso están incorporados en los bastidores de rodillos respectivos.El contrapeso se fija con pasadores al bastidor de rodillo derecho.
La pluma está empernada al bastidor de rodillos izquierdo.
Figura 13.37 Tiendetubos
1.8. ARRASTRADOR DE TRONCOS DE CADENAS
El arrastrador de troncos de cadenas está equipado con una rueda motrizelevada.
Figura 13.38 Arrastrador de troncos de cadenas
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1.9. TRACTORES DE CADENAS PEQUEÑOS
Los Tractores de Cadenas D3C, D4C y D5C y los Cargadores de Cadenas933 y 939 tienen bastidores de rodillos inferiores de sección en caja.
Figura 13.39 Tractores de cadenas pequeños
1.10. BANDAS DE GOMA
Algunos de estos modelos están equipados con bandas de goma.
Figura 13.40 Bandas de goma
1.11. COSECHADORA CHALLENGER
Los tractores Challenger 35, 45 y 55 están equipados con el sistemaMobil-Trac. Los componentes del tren de rodaje son modulares, de modoque el tren de rodaje puede quitarse o instalarse como una unidad.
Cada configuración de tren de rodaje consta de un impulsor traserogrande, tres rodillos medianos, una rueda guía delantera de dos piezas yel grupo tensor de la cadena. Cada configuración del tren de rodajedistribuye la carga en cinco ejes. Los ejes ayudan a distribuir la carga yreducir daños por compactación.
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Cuando la correa se tensa adecuadamente, la rueda guía delantera estáelevada ligeramente por encima de los rodillos medianos. Esta ligeraelevación permite que las bandas de rodadura de la correa vuelvan a laforma adecuada antes de hacer contacto con el suelo.
Cada configuración de tren de rodaje modular posee un grupo tensor decadena autocontenido. El tensor de cadena está detrás de un protector(flecha). El tensor de cadena consta de un acumulador, un conjunto demúltiple y un cilindro hidráulico. El acumulador actúa como un dispositivoabsorbedor de choques, lo cual da al cilindro hidráulico la capacidad deretraerse y extenderse según se requiera para mantener la tensión de lacadena. El acumulador, mediante el sistema hidráulico del implemento,puede cargarse para aumentar la tensión o descargarse para disminuir latensión.
Un interruptor alerta al operador de problemas de tensión de la cadena.
La presión debe drenarse antes de revisar cualquier componente de latensión de cadena durante el servicio.
Figura 13.41 Cosechadora Challenger
1.12. ESLABÓN GIRATORIO
El eslabón giratorio y la palanca se usan para ajustar la alineación de lacorrea.
El eslabón giratorio y la palanca están detrás de la rueda guía delanterainterna. La palanca se sujeta verticalmente con pasadores al bastidor detren de rodaje, y el eslabón giratorio se sujeta horizontalmente conpasadores a la palanca.
El eslabón giratorio puede pivotar hacia adelante o hacia atrás paratensar, aflojar y quitar la correa. Cuando se necesita tensión adicional dela cadena, el cilindro hidráulico del tensor de cadena empuja contra el
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eslabón giratorio. Esto obliga a la rueda guía delantera a ir haciaadelante.
El eslabón giratorio puede también pivotar de lado a lado. Hay un tornillode ajuste (flecha) a cada lado de la palanca. Los tornillos de ajustepivotan la palanca para girar el eslabón giratorio y las ruedas guía.
Figura 13.42 Eslabón giratorio
1.13. TRACTORES CHALLENGER GRANDES
Los tractores Challenger 65, 75 y 95 están equipados con un sistemaMobil-Trac.
Cada configuración de tren de rodaje consta de una rueda impulsora(amarillo), cuatro rodillos medianos y una rueda guía (marrón), soportesbasculantes mayores (verdes), soportes basculantes menores (azules) yun cilindro de tensión de cadena (rojo). Entre las dos configuraciones detren de rodaje, se provee soporte de cinco ejes. Esto distribuye la cargay reduce daños por compactación.
La tensión de la correa la mantienen dos cilindros de tensión cargados denitrógeno seco cargados por resorte. La fuerza de los resortes y la cargahacen que la varilla del cilindro empuje el eje de la rueda guía delanterahacia adelante para aplicar tensión a la correa.
Un sensor de presión verifica la tensión de la correa.
La presión debe drenarse antes de que se realice el servicio a cualquiercomponente del tensor de la cadena.
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Figura 13.43 Tractores Challenger grandes
Figura 13.44 Tractores Challenger grandes
1.13.1. EJE DE LA RUEDA GUÍA DELANTERO
El eje de la rueda guía delantero consta de una barracompensadora con una punta de eje en cada extremo y estáunido al bastidor principal por un pasador fijo al centro. Haysoportes de tope en ambos lados del eje para ayudar a reducirlas cargas de choque y limitar la oscilación del eje. Las puntasde eje permiten el montaje de las mazas de la rueda guía.
Hay un cojinete plano esférico entre el pasador y el eje de larueda guía que permite oscilación vertical y horizontal ydeslizamiento de adelante hacia atrás. Este diseño suministratensión independiente de la rueda guía.
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Figura 13.45 Eje de la rueda guía delantero
1.13.2. SUSPENSIÓN
El eje de soporte, los soportes basculantes mayores, lossoportes basculantes menores, los rodillos medianos y elresorte de aire conforman el sistema de suspensión que soportay distribuye el peso de la máquina. El eje de soporte es unconjunto de riel que atraviesa el ancho del tractor y estáempernado debajo de los rieles del bastidor.
Los soportes basculantes mayores pivotan en las puntas del ejede soporte. Hay un resorte de aire montado en compresiónentre los soportes basculantes mayores para suavizar las cargasde impacto que sufre el sistema de suspensión. La presión deinflado del resorte de aire determina el porcentaje de peso dela máquina que soporta el sistema de suspensión. Los soportesbasculantes menores pivotan en el extremo de cada soportebasculante mayor y tienen dos ejes que soportan un par derodillos medianos.
Figura 13.46 Suspensión
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1.14. EXCAVADORA
Este tren de rodaje se diseñó exclusivamente para aplicaciones de altoimpacto de las excavadoras. Los eslabones, los pasadores y los bujes sonmás grandes para prolongar la vida del tren de rodaje, y el bastidor máslargo permite una mejor plataforma de trabajo. Esto reduce las tensionesy prolongar la vida del tren de rodaje. Los eslabones tienen un áreaseccional transversal más grande en la correa del buje para aumentar laretención del buje y evitar el movimiento del pasador.
Figura 13.47 Excavadora
1.15. PROTECTORES DE RODILLOS INFERIORES
Los protectores de rodillos inferiores son optativos en el sistema del trende rodaje, guían la cadena y protegen los componentes. Los protectoresde rodillos inferiores evitan que rocas grandes u otros materiales de altoimpacto se atasquen entre la cadena, los rodillos inferiores y las ruedasmotrices. Estos escombros pueden acelerar el desgaste y dañar loscomponentes.
Use los protectores de rodillos inferiores cuando los componentesnecesiten protección. En condiciones de alta humedad, los protectores noson adecuados ya que pueden atrapar material y aumentar el desgaste.
El protector (en la Figura 13.48, parte superior) es de rodillo un inferiorde longitud plena y cubre el área completa del rodillo. Este protectortiene cintas de desgaste empernadas y no puede usarse con protectoresguía de cadena.
El protector (en la Figura 13.48, parte inferior) es un protector de rodillosinferiores de longitud parcial y puede usarse con protectores guía decadena.
Los protectores guía ayudan a alinear la cadena y dirigen la cadena.
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Los protectores guía de cadena ayudan a dirigir la cadena a medida queentra a la rueda motriz y a las ruedas guía y sale de ellas, y evitan que loseslabones se rayen con la rueda motriz durante las operaciones de giro yen pendiente lateral.
Los protectores guía centrales están en el medio para ayudar a mantenerla cadena alineada, evitar el rayado de los eslabones y permitir que elmaterial suelto caiga libremente.
Figura 13.48 Protectores de rodillos inferiores
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ANOTACIONES
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UNIDAD XIIISegunda Parte
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2. OPERACIÓN Y DESGASTE DEL TREN DE RODAJE
2.1. INTRODUCCIÓN
El tren de rodaje Caterpillar está diseñado para trabajar y desgastarsecomo un sistema. El reemplazo de todos los componentes desgastadosdebe hacerse al mismo tiempo.
2.2. OBJETIVOS
Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de:
Entender la operación del sistema de tren de rodaje.
Entender el desgaste del sistema del tren de rodaje.
Figura 13.49 Tren de rodaje
2.3. PASO DEL ESLABÓN
El paso del eslabón es la distancia entre el centro del orificio del buje y elcentro del orificio del pasador.
El paso del eslabón no cambia.
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Figura 13.50 Paso del eslabón
2.4. PASO DE CADENA
La distancia entre dos secciones de cadena adjuntas se llama paso decadena.
El paso de cadena es la distancia del centro del pasador de una sección alcentro del pasador de la sección siguiente.
El desgaste hace que cambie el valor de paso de cadena.
Figura 13.51 Paso de cadena
2.5. PASO DE RUEDA MOTRIZ
El paso de rueda motriz (parte inferior de la figura 13.52) es la distanciamedida de la línea central del buje del diente de la rueda motriz a la líneacentral del siguiente buje, a dos dientes sobre la rueda motriz.
El paso de rueda motriz no cambia si hay desgaste de los componentes.
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Figura 13.52 Paso de rueda motriz
2.6. PASO
El paso de la cadena y el paso de la rueda motriz son iguales cuando lamáquina está nueva. A medida que ocurre el desgaste, cambia el paso dela cadena. Sin embargo, el paso del eslabón y el paso de la rueda motrizno cambian.
Cuando el paso de la cadena y el paso de la rueda motriz no coinciden,los dientes de la rueda motriz no encajan adecuadamente en los bujes yproducen desgaste adicional. Cuando el paso de la cadena cambia,aumenta el desgaste.
Figura 13.53 Paso desigual
2.7. FÓRMULA DE DESGASTE
El desgaste ocurre cuando los componentes en contacto se mueven enrelación unos con otros durante la carga. Para que los componentes sedesgasten, tienen que ocurrir el contacto, la carga y el movimientorelativo simultáneamente y en cantidades significativas. El contactosignifica que los componentes se tocan unos a otros. Los componentesdeben estar llevando una carga, como el peso de la máquina, a medidaque los componentes hacen contacto unos con otros. Hay parte demovimiento entre ellos, llamado movimiento relativo. Este no incluye elmovimiento de la sección completa como unidad.
Si están presentes los tres factores de desgaste y la cantidad de algunode estos factores aumenta, el desgaste aumenta.
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El desgaste aumenta debido a componentes abrasivos, y se relaciona conel peso y la potencia de la máquina.
Figura 13.54 Fórmula de desgaste
2.8. DIENTES DE LA RUEDA MOTRIZ ENTRANDO A LOS BUJES
Durante la operación, hay dos tipos de movimiento relativo entre laspiezas en contacto. El pasador se mueve en relación con los bujes de lasección de cadena adyacente. Esto sucede a medida que se articulan lasdos secciones de cadena. Los bujes se mueven en relación con la ruedamotriz o con la rueda guía a medida que los bujes entran a la ruedamotriz o salen de ella. En avance, el buje gira como si se saliera de larueda motriz. En retroceso, el buje gira como si entrara a la rueda motriz.
Los dientes del buje y de la rueda motriz están diseñados para acoplarseunos con otros como los engranajes de un tren de engranajes. Losdientes de la rueda motriz toman el buje y llevan la cadena alrededor dela rueda motriz.
A medida que los bujes entran a la rueda motriz, la mayor parte de lacarga (peso de la máquina) se transmite al primer buje en conexión. Elprimer buje en conexión absorbe 85% de la carga con la cadena ajustadaapropiadamente y en terreno compacto.
En avance, el primer buje en conexión es el número 1 (Figura 13.55). Enretroceso, el primer buje en conexión no se muestra.
El 15% final de la carga se distribuye entre los tres bujes siguientes.
Cuando el buje está próximo a salir de la rueda motriz, la carga que llevaes muy pequeña.
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Figura 13.55 Dientes de la rueda motriz entrando a los bujes
2.9. PRIMER BUJE EN CONEXIÓN
Cuando una máquina de cadena se mueve en avance, el primer buje enconexión es tomado por la rueda motriz de 30 a 60 grados del centro y sellama lado de propulsión de avance.
Cuando el paso de la rueda motriz y el de la cadena no son iguales, elbuje se desliza y gira a medida que se asienta en la ranura de la ruedaguía. Esto causa desgaste en el lado de propulsión de avance.
El primer buje en conexión transfiere la carga al pasador de la siguientesección que entra. Hay un movimiento relativo entre el pasador y el buje.Por esto la lubricación interna es una característica de la mayoría de lostipos de cadena. El desgaste entre el pasador y el buje prácticamente seelimina con lubricación interna.
Figura 13.56 Primer buje en conexión - Lado de
propulsión de avance
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2.10. PRIMER BUJE EN CONEXIÓN – RETROCESO
Cuando una máquina de cadenas se desplaza en retroceso, el primer bujeen conexión es tomado por la rueda motriz de 30 a 60 grados del centroen el lado de propulsión de avance. El buje entonces gira a través delárea raíz del diente y sobre el lado de propulsión de retroceso, de 30 a 60grados del centro en el otro sentido. Debido al diseño de la cadena, elprimer buje en conexión siempre tiene movimiento relativo con la ruedamotriz cuando la máquina se desplaza en retroceso.
Hay contacto, carga y movimiento relativo en el primer buje en conexióncuando la máquina se desplaza en retroceso. Esto produce desgaste en larueda motriz y en la superficie externa del buje.
Cuando el primer buje en conexión transfiere la carga al pasador de lasiguiente sección que entra, también hay movimiento relativo entre elpasador y el buje.
Figura 13.57 Primer buje en conexión- Retroceso
2.11. CADENA DE BUJE GIRATORIO
La cadena de buje giratorio permite que el buje gire. Esto reduce elmovimiento relativo entre el buje y la rueda motriz, lo que resulta enmenor desgaste.
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Figura 13.58 Cadena de buje giratorio
2.12. IMULACIONES DE CADENA
Estas simulaciones muestran la operación de la rueda motriz, el pasador yel buje a medida que están en movimiento relativo. Hay líneas en la ruedamotriz, en los bujes y en los pasadores. La falta de alineación en estaslíneas indica el movimiento relativo. El eslabón verde va con el pasadorverde más cercano y el buje verde. El eslabón marrón va con el eslabónmarrón más cercano y el buje marrón.
Figura 13.59
2.13. TENSIÓN APROPIADA, SUELO COMPACTO, DESGASTE NORMAL
En operación de avance, a medida que la sección de la cadena entra a larueda motriz, el extremo del pasador entra primero a la rueda motriz. Larueda motriz toma el buje de la cadena siguiente del lado de impulso depropulsión de avance de la rueda motriz. Este es el primer buje deconexión. El primer buje de conexión lleva 85% de la carga.
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El movimiento relativo del primer buje de conexión es interno entre elpasador y el buje. El área interna entre el pasador y el buje tienelubricación y elimina el factor de desgaste.
Figura 13.60 Tensión apropiada, suelo compacto
y desgaste normal
2.14. TENSIÓN CORRECTA, SUELO COMPACTO, DESGASTE NORMAL –RETROCESO
En operación de retroceso, a medida que la sección de la cadena entra ala rueda motriz, el extremo del buje de la cadena entra primero a la ruedamotriz. La rueda motriz toma el primer buje en conexión de la cadena dellado de propulsión de avance de la rueda motriz y gira el buje al lado depropulsión de retroceso de la rueda motriz.
Hay un movimiento relativo interno entre el pasador y el buje, pero elárea de contacto está lubricada. El movimiento relativo externo entre elbuje y la rueda motriz significa que el desplazamiento en retroceso causamás desgaste que el de avance.
2.15. CADENA APRETADA, SUELO COMPACTO
A medida que la cadena se aprieta, aumenta la carga en la cadena.
En operación de avance, con tensión apropiada de la cadena y suelocompacto, no hay carga en la parte superior de la rueda motriz. Con lacadena apretada, hay una carga en todos los bujes de conexión y estánpresentes los tres factores de desgaste.
Una cadena apretada aumenta significativamente la carga y el desgaste.
En operación de retroceso, hay desgaste con una cadena ajustadacorrectamente. Una cadena apretada en operación en retroceso aumentala carga y el desgaste.
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Figura 13.61 Cadena apretada, suelo compacto
2.16. SUELO BLANDO - EFECTO EN EL PASO DE LA RUEDA MOTRIZ
Cuando la máquina trabaja en suelo blando, el material suelto secompacta en las cadenas, y se acumula entre la sección de la ruedamotriz y la cadena. El buje se ajusta sobre el material que se compactaentre la rueda motriz y la cadena en lugar de hacerlo en la ranura de larueda motriz. El material que se compacta aumenta el paso de la ruedamotriz y hace que sean diferentes el paso de la cadena y de la ruedamotriz.
El material que se compacta en la cadena aumenta la tensión de lacadena lo cual es inevitable cuando se trabaja en suelos blandos. Poresto, el ajuste de la cadena debe hacerse siempre que la cadenacontenga una cantidad promedio de material compactado del sitio detrabajo. Si el ajuste de la cadena no se hace en las condiciones detrabajo, este efecto puede hacer que el ajuste de tensión sea muy alto.
Cuando el paso de la cadena y de la rueda motriz no coincide debido almaterial compactado, el contacto inicial de la cadena y de la rueda motrizsucede en un lugar equivocado. En operación de avance, el buje estomado en el lado de mando de retroceso y se desliza sobre el lado depropulsión de avance. La rueda motriz no puede impulsar la máquina sinohasta que el buje se deslice a la posición correcta. El deslizamiento es untipo de movimiento relativo que produce aumento del desgaste de larueda motriz y del buje externo.
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Figura 13.62 Suelo blando
Figura 13.63 Suelo blando- Efecto en el paso de la rueda motriz
En operación de retroceso, la rueda motriz toma el buje del lado depropulsión de avance y el buje gira a través del área raíz del diente ysobre el lado de propulsión de retroceso. Debido al diseño de la cadena,el buje ya está girando en la rueda motriz. El material compactado delsuelo blando hace que la rueda motriz tome el buje más cercano del ladode propulsión de retroceso, pero no elimina la necesidad de deslizamientoo rotación y se aumenta el desgaste.
El material compactado del suelo suelto puede hacer que la cadena seapriete y aumente el desgaste entre el buje y la rueda motriz.
2.17. CADENA DESGASTADA, TENSIÓN CORRECTA, SUELO COMPACTO
A medida que la cadena se desgasta normalmente, cambia el paso decadena.
En operación de avance, el buje es tomado un poco más arriba en el ladode propulsión de avance que lo usual (hacia la punta del diente de larueda motriz) y se desliza al área correcta del lado de propulsión de
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avance. El deslizamiento produce aumento de desgaste de la rueda motrizy del buje externo.
En operaciones de retroceso, la rueda motriz toma el buje en una posiciónmás alta en el lado de propulsión de avance. El buje se desliza al área decontacto inicial en el lado de propulsión de retroceso, gira a través delárea del diente y va al lado de propulsión de retroceso. El movimientorelativo aumenta el desgaste.
2.18. CADENA DESGASTADA Y MATERIAL COMPACTADO EN LACADENA
A medida que ocurre el desgaste normal de la cadena, cambia el paso decadena. El desgaste de la cadena hace que el paso de la cadenaaumente.
El material compactado del suelo suelto aumenta el paso de la ruedamotriz y puede compensar el desgaste de la cadena. El materialcompactado del suelo suelto hace que el paso de la rueda motriz sea unpoco mayor, y el desgaste hace que el paso de la cadena sea mayor.Cuando se compensan el efecto del desgaste y el material compactado, elpaso de la cadena y de la rueda motriz son iguales y se elimina esafuente de desgaste. Sólo habrá desgaste abrasivo.
Una cantidad excesiva de material compactado hace que la cadena seapriete. El efecto de una cadena apretada es mucho mayor que el efectode un paso desigual. La cadena apretada redistribuye la carga en losbujes y aumenta la carga que los bujes absorben, lo cual disminuye lavida útil del buje. Esta es una variable que el usuario puede controlarpara reducir el desgaste.
Figura 13.64 Cadena desgastada y material compactado
en la cadena
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2.19. VIDA ÚTIL DE LA CADENA
Los componentes del tren de rodaje se desgastan. El desgaste dependede muchos factores.
El paso diferente entre la cadena y la rueda motriz puede deberse a lacondición de material compactado del suelo suelto y al desgaste de loscomponentes.
Las cadenas apretadas aumentan la carga de los componentes y puededeberse a excesivo material compactado en la rueda motriz o a ajusteincorrecto.
Las condiciones del terreno no pueden controlarse, pero hay cosas que sepueden hacer para reducir los efectos del material compactado en lacadena.
Existen zapatas especiales de cadenas para diferentes aplicaciones,incluyendo zapatas con un orificio para permitir que el material alojadoescape. Para cualquier tipo de material, los efectos del suelo suelto sereducen si el tren de rodaje se limpia tan frecuentemente como seaposible.
Las guardas de rodillos no deben usarse en aplicaciones donde haygrandes cantidades de suelo suelto debido a que el material no puedeescapar.
El ajuste de la cadena es muy importante. Las cadenas flojas puedencausar problemas. Cuando la cadena está muy floja, la cadena tiemblamucho a altas velocidades, lo que hace que aumente el desgaste de laspestañas de los rodillos y de los dientes de la rueda motriz. Cuando lacadena está muy floja, puede causarse daño al bastidor de rodillo decadenas.
Figura 13.65 Vida útil de la cadena
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2.20. ZAPATAS DE CADENA
Hay diferentes anchos de zapata de cadena para diversas aplicaciones.Las zapatas anchas de cadena se usan en condiciones de suelo húmedo ylodoso para aumentar la flotación. Cuando escoja una zapata de cadena,elija la más angosta posible que suministre la mejor flotación.
Las zapatas angostas son más resistentes a la flexión, lo que reduce eldesgaste de giro. Cuando las zapatas de cadena son demasiado anchas,se flexionan, se aflojan y es más fácil que se rompan. Además, senecesita mayor potencia en el giro y afectan la maniobrabilidad.
Cuando las zapatas de cadenas anchas se usan en condiciones de altoimpacto, los resultados son alto desgaste de la cadena y problemasestructurales. Una zapata de cadena demasiado ancha produce tensionesen las zapatas de la cadena, los pasadores y los bujes.
Figura 13.66 Zapatas de cadena
2.21. DESGASTE EN ÁREA ESPECÍFICA – TERRENO
Las condiciones del terreno no pueden controlarse, pero cuando lamáquina está trabajando constantemente en cierto tipo de terreno, puedeocurrir desgaste de un área específica. Cuando ocurre el desgaste de unárea específica de una máquina, pueden intercambiarse los componentespara extender su vida útil en el tren de rodaje.
Una aplicación en una ladera desplaza el peso y el equilibrio de carga aese lado de la máquina. Esto aumenta el desgaste de los componentes ypiezas de ese lado. No favorezca un lado de la máquina sobre el otrocuando trabaje en una ladera.
Trabajar en una cima desplaza la carga a los componentes interiores, loque aumenta el desgaste del lado interior del rodillo de cadenas, de lallanta de la rueda guía interior, de los extremos de las garras interiores yde los eslabones interiores.
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Trabajar en una depresión sitúa la carga en los componentes exteriores,lo que aumenta el desgaste del lado exterior de los rodillos inferiores, dela llanta de la rueda guía exterior, de los extremos de la garra exterior yde los eslabones exteriores.
Una aplicación en cuesta arriba mueve el peso y el equilibrio de carga a laparte trasera y produce mayor desgaste de los rodillos inferiores traseros,de los bujes y del lado de propulsión de avance de las ruedas motrices.
Figura 13.67 Desgaste en área específica -Terreno
Trabajar en cuesta abajo desplaza el peso y el equilibrio de carga haciadelante y produce un desgaste relativamente más alto de los rodillosinferiores delanteros y de los rodillos portadores. Trabajar en cuestaabajo es preferible que trabajar en cuesta arriba.
2.22. DESGASTE DE ÁREA ESPECÍFICA - APLICACIÓN
Cuando una máquina está trabajando constantemente en una aplicación,puede ocurrir un desgaste de un área específica.
El área de desgaste específica describe el tipo de trabajo que estárealizando la máquina. Las siguientes descripciones de desgastedependen de la aplicación de la máquina.
Cuando la máquina está en una aplicación de empuje de carga, el peso sedesplaza hacia la parte delantera y produce desgaste más rápido en losrodillos inferiores delanteros y de las ruedas guía.
Una aplicación de barra de tiro desplaza el peso hacia la parte trasera, yproduce desgaste más rápido de los rodillos inferiores traseros y de lasruedas motrices.
En una aplicación de carga, el peso se desplaza de la parte trasera a laparte delantera a medida que cambia la aplicación de excavación a carga.
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El desgaste ocurre en los rodillos inferiores delanteros y en los rodillosinferiores traseros más que en los rodillos inferiores centrales.
En cualquier aplicación de excavación, el peso se desplaza a los lados dedonde se esté haciendo la excavación.
Figura 13.68 Desgaste de área específica - Aplicación
2.23. FACTORES OPERACIONALES
Los hábitos del operador también afectan la vida útil de la cadena. Evitela operación innecesaria en retroceso.
El giro constante de la máquina en un solo sentido puede ocasionardesgaste del riel lateral del eslabón, de la pestaña de rodillo de cadena yde la pestaña de la rueda guía. El desgaste aumenta en el lado de lamáquina favorecida para el giro o trabajo debido a la mayor potencia ydistancia de desplazamiento. Si el paso de trabajo no permite cambiar ellado de giro, revise regularmente por desgaste en el lado de giro.
La vida útil del tren de rodaje puede aumentarse intercambiando lascadenas cuando el desgaste es muy notable en un lado.
El operar la cadena a velocidades altas innecesarias puede causardesgaste de los eslabones, de los rodillos inferiores y de las ruedasmotrices. El desgaste está relacionado con el kilometraje y nonecesariamente con las horas de uso.
El desgaste aumenta proporcionalmente a la velocidad. La velocidad de lamáquina nunca debe ser mayor que la velocidad necesaria para mantenerlos niveles de producción.
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El patinaje de la cadena hace que las garras se desgasten más rápido.Cuando la cadena comienza a patinar, disminuya la carga.
Figura 13.69 Factores operacionales
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3. DIAGNÓSTICO DE DESGASTE DEL CARRIL
El desgaste de los carriles es un hecho en la vida. Sin embargo, un carril que seopere en arena abrasiva o condiciones rocosas no puede esperarse brindar lavida de servicio de uno que se use en suelo blando o nieve.
Los componentes del carril hoy en día son más fuertes, pero también recibendesgaste más pesado en unidades más grandes operadas a velocidades másaltas y con más caballaje.
El entender el desgaste de los carriles y cómo remediarlo puede que sea elmayor factor en un programa efectivo de mantenimiento para los tractores deorugas.
Figura 13.70 Seis tipos principales de Desgaste de la Rueda Dentada
3.1. DESGASTE DE LA RUEDA DENTADA IMPULSORA
El desgaste de la rueda dentada es afectado por las cargas impuestas, lostipos de terreno, y la abrasividad y el contenido de humedad del suelo. Eldesgaste ha sido reducido por el desarrollo de la rueda dentada condiente suplementario y el labrado de los dientes de la rueda paracontrolar la forma, el diámetro de raíz, y el contragolpe.
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El desgaste de los dientes de la rueda puede identificarse por unainspección concienzuda (Figura 13.70). Los seis tipos principales dedesgaste son:
Desgaste del Lado de Mando - al operar hacia delante.
Desgaste del Lado de Mando en Reversa - al operar en reversa.
Desgaste por Subida - el resultado de inclinación aumentada del carril.
Desgaste de la Raíz - cuando el buje se deslice de un lado al otro.
Desgaste Giratorio - cuando el buje gire al salir (marcha hacia
adelante) o entrar (en reversa) a la rueda dentada.
Desgaste de Punta del Lado de Mando en Reversa - cuando la
inclinación de la rueda dentada sea mayor que la inclinación del carril.
En la Figura 13.71 se ilustran las líneas de desgaste en una ruedadentada nueva. Con pernos y bujes desgastados, la línea de desgasteestá más alta en el diente, como se muestra.
Figura 13.71 Líneas de Desgaste en los Dientes de la Rueda Dentada
3.2. DESGASTE DE LOS PERNOS Y BUJES
El perno maestro y buje maestro se desgastan más rápidamente quelos otros pernos y bujes porque hay menos área de contacto entre elperno y buje maestro y porque a veces el buje maestro no se extiendeadentro de los contrataladros de los eslabones maestros.
Debido a este desgaste más rápido, los pernos y bujes en ambos ladosdel perno maestro, por una distancia igual a la mitad de la circunferenciade la rueda dentada, generalmente exhiben más desgaste que los demáspernos y bujes.
La experiencia ha mostrado que el reemplazo periódico del perno maestroreduce el desgaste en los pernos y bujes adyacentes. Esto a la vezreduce el desgaste de los dientes de la rueda dentada.
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Al desgastarse los pernos y bujes, el carril se hace más largo y esnecesario ajustar el carril.
Hay dos tipos de desgaste en los pernos y bujes - externo e interno(izquierda, Figura 13.72).
Figura 13.72 Desgaste de pernos y bujes
El DESGASTE EXTERNO toma lugar en los bujes en el área de contactocon los dientes impulsores de la rueda dentada, la que representaaproximadamente 1/3 parte de la superficie del buje del carril.
Debido a que el desgaste en los pernos y bujes no extienda sobre lasuperficie total de estas piezas, la vida de los pernos y bujes desgastadospuede ser prolongada girándolo 180 grados (Figura 13.73). Sin embargo,los pernos y bujes deberán girarse antes de que se desgasten más quesus límites o éstos no serán útiles.
Figura 13.73
Cómo se pueden girar los pernos y bujes desgastados para restaurarlos
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El DESGASTE INTERNO ocurre en el diámetro exterior del perno, eldiámetro interior del buje, y el diámetro de los extremos del buje si éstosse meten en los contrataladros de los eslabones del carril.
Este desgaste puede determinarse midiendo la distancia de centro-a-centro entre los pernos del carril, y está indicado por la cantidad de ajusteque quede de tensión del carril. Cuando se llegue al limite de ajuste delcarril, y el carril esté demasiado flojo, ha ocurrido suficiente desgasteinterno y se deberán girar los pernos y bujes.
El permitir que los pernos y bujes se operen hasta su destrucción puedeterminar en depreciación de todos los componentes del carril afectadospor la operación del mismo con un ajuste flojo. Además, la inclinación deun carril con pernos y bujes muy desgastadas es mayor que la inclinaciónde los dientes de la rueda dentada impulsara, y puede que cause "saltos"de la rueda, resultando depreciación rápida de los dientes de la ruedadentada.
Sin embargo si la rueda dentada también esté desgastada, los pernos ybujes girados seguirán desgastándose a un paso acelerado, a menos quese reemplace la rueda dentada.
3.2.1. ¿CUÁNDO SE DEBERÁ GIRAR LOS PERNOS Y BUJESDESGASTADOS?
Hay tres revisiones básicas para determinar cuándo se deberángirar los pernos y bujes:
Revise las líneas de desgaste en el lado de mando de los
dientes de la rueda dentada.
Revise el desgaste externo en los bujes.
Revise el desgaste interno en los pernos y bujes (midiendo a
través de varios eslabones del carril).
Use las tres revisiones, pero cuando cualesquiera de estospuntos esté desgastado hasta los límites de desgaste, gire lospernos y bujes. Para medir el desgaste, vea la próxima secciónde nuestra historia.
NOTA: Refiérase al Manual Técnico sobre la máquina para loslímites actuales de desgaste en piezas del carril.
3.2.2. DESGASTE DE PERNOS Y BUJES AL OPERAR ENREVERSA
La operación en reversa causa un paso más rápida de desgasteen los pernos y bujes del carril debido a que la plena carga estáconcentrada en un solo diente de la rueda dentada. (En lamarcha hacia adelante, las cargas están distribuidas sobre
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305
varios dientes.) Esto acelera el desgaste, haciéndolodoblemente importante el desacelerar la máquina en reversa.
El desgaste aumenta a medida que se aumentan lasvelocidades.
3.3. DESGASTE DE RODILLOS
Todos los rodillos del carril debajo del tractor no se desgastan al mismopaso y, si se recomiende, se pueden intercambiar los rodillos en unamanera semejante a la de intercambiar los neumáticos en un coche.
Cambiando la posición de los rodillos, en algunos casos, distribuye eldesgaste y extiende la vida de servicio del grupo total de rodillos. Si sehace esto, cambie los rodillos en un punto aproximadamente en el mediode su vida de servicio.
De vez en cuando, en algunas operaciones, un rodillo puede que sedesgaste más en una pestaña que en la otra. En este caso, el rodillopuede cambiarse extremo-por-extremo, cuando se recomiende.
Es muy importante que las pestañas de los rodillos delanteros y traserosestén en buenas condiciones para correctamente guiar el carril bajo de losrodillos intermediarios y la rueda dentada.
3.4. DESGASTE DEL TENSOR
Mantenga los tensores en el alineamiento correcto. Un tensor desalineadocausará desgaste de la pestafla central del tensor, los lados de loseslabones del carril, los lados de las pestañas de los rodillos, y en lasguardas de los rodillos.
Si el desgaste por el tensor desalineado esté restringido a un solo lado, eltensor probablemente no está correctamente centrado. Los calces estánproporcionados debajo de las placas en los cojinetes terminales del tensorpara centrar el tensor con respecto a los rodillos del carril.
3.5. PARA MEDIR DESGASTE DEL CARRIL
Ahora que hemos visto las causas y los efectos del desgaste del carril,vamos a determinar la cantidad de desgaste, midiéndolo.
El desgaste del carril puede ser medido en dos modos:
Con Herramientas de Medir.
Con Indicadores Especiales de Desgaste.
Las HERRAMIENTAS DE MEDIR tales como una regla, cinta de medir,indicador de profundidad, y calibres (Figuras 13.74 y 13.75) le darán eldesgaste exacto dentro de 0,25 mm.
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Comparando el desgaste con los límites de desgaste indicados por elfabricante, usted puede determinar si las piezas del carril deberánreacondicionarse, o no.
Figura 13.74 Para medir el desgaste de pernos y bujes, eslabones y orejas
(con herramientas de medir)
Los INDICADORES ESPECIALES DE DESGASTE (Figura 13.76) estánproporcionados por algunos fabricantes de carriles como una gulaaproximada de desgaste del carril. Sin embargo, estos indicadores noindican precisamente el desgaste, solamente indican que la pieza estámedia desgastada, desgastada en exceso de los límites de desgaste, etc.
PRECAUCIÓN: Pare el motor antes de hacer cualquier medida o ajusteen los carriles.
3.6. PARA UTILIZAR HERRAMIENTAS DE MEDIR
Desgaste de Pernos y Bujes.- El carril deberá estar tieso para haceresta medida (Figura 13.74, izquierda). Coloque un perno viejo de carrilentre dos dientes de la rueda y retroceda hasta que la flojedad estéquitada del carril. Mida desde el lado de cualquier perno a través devarios eslabones hasta el mismo lado de otro perno, como se ilustra. Estéseguro que el perno maestro no se incluye entre estos pernos. Dividaesta medida por el número de eslabones que usted midió. Esto le dirácuánto se han desgastado los pernos y bujes internamente, cuando ustedrevise las figuras contra las dimensiones del fabricante para pernos ybujes nuevos.
Desgaste de eslabones.- Mida la altura del eslabón con un indicador deprofundidad y compare con las especificaciones.
Desgaste de la Zapata (Oreja).- Mida la altura de las orejas dezapatas y determine cuánto éstas están desgastados.
Desgaste de Rodillos.- Mida el radio del rodillo con una regla cuandolas guardas de rodillos están instaladas como se ilustra a la izquierda enla Figura 13.75. Quite "C" de "B" para determinar el radio "A" del rodillo.
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Figura 13.75 Para medir el desgaste en rodillos, buje y tensor
(con herramientas de medir)
Desgaste de Bujes y Rodillos.- El desgaste de bujes y rodillos delcarril puede ser medido con calibres como se muestra en el centro Fig.13.75. Transfiera el diámetro establecido a una regla y compare con lastablas de límites de desgaste.
Desgaste del Tensor.- Para determinar el desgaste del tensar mida laaltura de las pestañas con un indicador de profundidad. Revise lasespecificaciones por las tolerancias recomendadas de desgaste.
3.7. PARA UTILIZAR UN INDICADOR ESPECIAL DE DESGASTE
Las siguientes instrucciones son aplicables a un indicador típico dedesgaste, proporcionado por un fabricante de carriles. La forma y lasmarcas en el indicador variarán para diferentes carriles.
Desgaste de Perno y Buje.- El carril deberá estar tieso para hacer estamedida. Coloque un perno viejo de carril en un diente de la ruedadentada y retroceda hasta que se quite toda flojedad del carril. Coloqueel indicador en el eslabón del carril como se ilustra en el lado izquierdosuperior de la Figura 13.76. Coloque la esquina del indicador marcada"centro de perno" en el centro de un perno y el otro extremo delindicador en el centro del siguiente perno. Si el punto del indicadormarcado "Cadena Nueva" cae en el centro del perno, la cadena de carrilesno requiere servicio. Si el punto marcado "Reacondicionar" cae en elcentro del perno, probablemente los pernos y bujes del carril estándesgastados.
Desgaste de Eslabones.- Coloque el indicador en el eslabón del carrilsegún la ilustración izquierda inferior en la Figura 13.76. Con la partesuperior del indicador (el extremo con el agujero) contra la zapata delcarril, revise las posiciones de dos flechas en el indicador en relación conel fondo del eslabón. El eslabón está desgastado si la flecha marcada"Reemplazar” está en el borde inferior del eslabón.
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Desgaste de la Zapata (Oreja).- Para medir el desgaste de las orejas,coloque el indicador verticalmente y contra la oreja de la zapata según laFig. 13.76. El punto en el indicador a que se alcanza la parte superior dela oreja, es la cantidad de desgaste de la oreja de zapata del carril.
Desgaste del Rodillo Portador.- Coloque el indicador sobre soportedel rodillo de modo que la parte recortada grande es sobre la porciónelevada del tensor (vea a la derecha, superior, Figura 13.76). Las líneasen el indicador se aparearán con el borde exterior de la pestaña centralen un tensor nuevo. El desgaste está indicado por la distancia que lapestaña central se extiende más allá de las líneas en el indicador.
Desgaste de Rodillos del Carril.- El rodillo se desgastará a los lados ysuperficie exterior de las pestañas de los rodillos.
Coloque el indicador entre las pestañas del rodillo como: Ilustra en laFigura 13.76. El desgaste permisible en la superficie exterior y en loslados de los rodillos está indicado por las fechas en el indicador.
Figura 13.76 Para medir el desgaste del carril con un indicador especial de desgaste
Desgaste de Rueda Dentada.- Coloque la porción redondeada delindicador contra una raíz de la rueda dentada, como se ilustra. Compareel desgaste con los límites de desgaste del fabricante.
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Desgaste del Tensor Delantero.- El tensor delantero tiene unatendencia de desgastarse en los lados y superficie exterior de laspestañas del tensor. Coloque la muesca grande del indicador sobre laspestañas del tensor como se indica. Empuje el indicador hacia un ladocontra el lado de la pestaña del tensor. El desgaste permisible estáindicado por las flechas en el indicador.
3.8. PARA REPARAR LOS CARRILES
Ya que hemos visto las causas del desgaste y cómo medirlo vamos a verlo que podamos hacer para corregirlo.
El mayor problema de servicio con los carriles es el desgaste de lospernos y bujes. Como vimos anteriormente, los pernos y bujesdesgastados pueden girarse 180 grados para restaurar la inclinación delcarril – siempre que éstos no estén desgastados más que sus límites(Figura 13.77).
Figura 13.77 Rotación de pernos y bujes desgastados por 180°
Sin embargo, puede que sea más económico reemplazar los pernos ybujes con piezas nuevas. Esto dependerá del costo de las piezas nuevasversus los costos de mano de obra. En cualquier caso, el procedimientopara servicio es muy parecido.
Los pernos y bujes en el conjunto del carril son fabricados de un materialextremadamente duro y tienen un ajuste forzado. Por eso, el carril nopuede ser desarmado sin el uso de una prensa de carriles semejante ala unidad ilustrada en la Figura 13.78.
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Figura 13.78 Una prensa de carriles diseñada para desarmar los carriles
Las prensas de carriles son construidas en muchas formas por muchosfabricantes. Algunas son prensas estacionarias (ilustrada), mientras otrasson modelos montados en carros de remolque para uso en el sitio deltrabajo.
Muchas de estas prensas proporcionan las herramientas, galibos, yplantillas para todas las operaciones de desarmar y rearmar los varioscarriles.
NOTA: Ilustraremos la reparación de un carril típico, solamente. Debido aque los carriles varían, refiérase al Manual Técnico sobre la máquina paralos detalles.
3.9. PARA REMOVER LOS CARRILES DE LA MÁQUINA
Para remover los carriles de la máquina en el taller, haga lo siguiente:
Levante un lado del carril colocando un gato de piso seguramente
debajo de la barra transversal delantera, o en un punto recomendado.
Arranque el motor y cambie la transmisión a primera velocidad.
Hale hacia atrás en la palanca de dirección que controla el carril que
está descansando en el piso (para frenarlo).
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Conecte el embrague del motor y deje que el carril levantado gire
hasta que el perno maestro se haya movido alrededor de la rueda
dentada impulsora, hasta que llegue a una distancia sobre el piso de
150 mm (Figura 13.79).
PRECAUCIÓN: Tenga cuidado que la máquina no se mueva y que elcarril que gira esté fuera del piso.
Alivie toda tensión del carril que se vaya a remover.
Coloque bloques debajo del carril cerca de la rueda dentada
impulsora, como se ilustra, para aflojar el carril para facilitar la
separación.
Remueva el anillo de resorte y golpee el perno maestro para sacarlo,
según la Figura 13.79.
PRECAUCIÓN: No golpee en pernos y bujes endurecidos. Puede
que se lancen astillas peligrosas.
Use un torno de cadena (suspendido), y hale el carril hasta arriba y
hacia la parte delantera de la máquina hasta que éste esté libre de la
rueda dentada impulsora.
PRECAUCIÓN: Guarde los manos y pies alejados del carril durante la
separación.
Si se vaya a remover el otro carril, repita estos pasos.
En el campo, los carriles pueden ser removidos separándolos en el pernomaestro y conduciendo la máquina fuera de los carriles y encima detablas de madera.
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Figura 13.79 Para remover los carriles de la máquina
3.10. SISTEMA DE RODAMIENTO
Figura 13.80
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Eslabón Nuevo
Límite relleno
Pin/Bocina Nuevo
VoltearCambiar
Bocinas Nuevo
Voltear
Cambiar
Zapata de una garra Nuevo
Límite calzarZapata de una garra
servicio pesadoNuevo
Límite calzar
Zapata de triple garra Nuevo
Límite calzar
Carril inferior NuevoLímite relleno
Carril superior Nuevo
Límite relleno
Rueda guía Nuevo
Límite relleno
Figura 13.81 Tabla
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3.11. REPORTE DE INSPECCIÓN DE SERVICIO – TRENES DE RODAJE
Figura 13.82 Reporte de Inspección de Servicio Trenes de Rodaje
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3.12. ESPECIFICACIONES DE TORQUE
Máquina Tamaño del perno Par inicial
D3 9/16”
(14.3 mm)
65 15 ft. lb.
(9 2 mkg) (90 20 Nm)
D4, D5
(15.9 mm)
120 30 ft. lb.
(17 4 mkg) (170 40 Nm)
D6, D7 ¾”
(19.1 mm)
220 40 ft. lb.
(30.5 5.5 mkg) (300 50 Nm)
D8 7/8”
(22.2 mm)
250 50 ft. lb.
(35 7 mkg) (340 70 Nm)
D9 1”
(25.4 mm)
350 50 ft. lb.
(49 7 mkg) (475 70 Nm)
D10 1 1/8”
(28.6 mm)
650 50 ft. lb.
(90 7 mkg) (870 70 Nm)
ft lb = lb pie
Figura 13.83 Eslabón maestro de dos piezas
Máquina Tamaño del perno Par inicial
D3 9/16”
(14.3 mm)
65 15 ft. lb.
(9 2 mkg) (90 20 Nm)
D4, D5
(15.9 mm)
120 30 ft. lb.
(17 4 mkg) (170 40 Nm)
D6, D7 ¾”
(19.1 mm)
220 40 ft. lb.
(30.5 5.5 mkg) (300 50 Nm)
D8 7/8”
(22.2 mm)
250 50 ft. lb.
(35 7 mkg) (340 70 Nm)
D9 1”
(25.4 mm)
350 50 ft. lb.
(49 7 mkg) (475 70 Nm)
D10 1 1/8”
(28.6 mm)
650 50 ft. lb.
(90 7 mkg) (870 70 Nm)
ft lb = lb pie
Figura 13.84 Zapatas
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Todos los D6,
D5 y 955
100 ft. lbs. 30 ft. lbs. más 1/3 de vuelta
(17 mkg 4 mkg más 1/3 de vuelta
Todos los D7
y 977
220 ft. lbs. 40 ft. lbs. más 1/3 de vuelta
(5 mkg 5.5 mkg más 1/3 de vuelta
Todos los D8
y 983
250 ft. lbs. 50 ft. lbs. más 1/3 de vuelta
(35 mkg 7 mkg más 1/3 de vuelta
D9 250 ft. lbs. 50 ft. lbs. más 1/3 de vuelta
(35 mkg 7 mkg más 1/3 de vuelta
D10 350 ft. lbs. 50 ft. lbs. más 1/3 de vuelta
(49 mkg 7 mkg más 1/3 de vuelta
ft lb = lb pie
Dé a cada tuerca 1/3 de vuelta más.
Esto estira el perno lo suficiente para que retenga bien el
segmento.
Figura 13.85 Segmentos de rueda dentada
TAMAÑO DEL PERNO PAR RECOMENDADO*
Pulgada mm lb - pie N · m
5/8 16 195 25 265 35
¾ 19 350 50 475 70
7/8 22 565 85 765 115
1 25 900 110 1220 150
* Estos valores son aplicables sólo a los pernos de arado Caterpillar
Figura 13.86 Tabla de Especificaciones de Torque
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Thread Size
Inch Standard Bolt & Nut Torque
N * m1 lb ft
¼ 12 3 9 2
5/16 25 6 18 4.5
3/8 47 9 35 7
7/16 70 15 50 11
½ 105 20 75 15
9/16 160 30 120 20
5/8 215 40 160 30
¾ 370 50 275 37
7/8 620 80 460 60
1 900 100 660 75
1 1/8 1300 150 950 100
1 ¼ 1800 200 1325 150
1 3/8 2400 300 1800 225
1 ½ 3100 350 2300 2501 1 Nm = 0.1 m Kg (técnicamente)
Figura 13.87 Tabla de Torque para pernos y tuercas
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ANOTACIONES
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