Componentes de Freno de Camión: 4255 GRPT0029
GUIA DE REUSABILIDAD DE PARTES
Frenos de d e Servic Servic io p ara Camio Camiones nes Fuera de Carr Carretera etera y Tractos Introducción Esta guía de reusabilidad interna, complementa la guía de reusabilidad CAT SEBF8095-01: “Service Brakes for Off-Highway Trucks and Tractors”. El objetivo de esta guía de reusabilidad interna es resumir la experiencia de Ferreyros alrededor del tema de reusabilidad de partes y poner por escrito los acuerdos y políticas internas establecidas en el C.R.C.(Centro C.R.C.(Centro de Reparación Componentes).
Paquetes de Freno de Discos Múltiples Enfriados por Aceite Cubo del Freno (Brake Hub) y Anillo (Ring (Ring ). La reusabilidad del cubo de freno y del anillo depende del grado del daño o desgaste producido. Pueden existir diferentes tipos de desgaste.
Desgast Desgast e en la periferi a. Un disco o plato de freno roto puede raspar o generar ranuras en al periferia de los dientes del cubo de freno y del anillo. Un cubo o anillo podrá ser usado nuevamente si sólo está raspado. No deberá usarse nuevamente aquellos componentes que posean ranuras muy profundas. En el caso de raspones que hayan generado desprendimiento de material es necesario eliminar las rebabas y aristas con filo usando una piedra de esmeril fina o una piedra 6V-2010.
Ilustración 1 Desgaste en la periferia del cubo de freno
Ilustración 2 Desgaste excesivo en la periferia del cubo de freno
USAR NUEVAMENTE
NO USAR NUEVAMENTE
Luego de eliminar las rebabas y aristas con filo usando una piedra de esmeril fi na o una piedra 6V-2010.
L. Vega – Entrenamiento
30/11/00
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Hendidu Hendidu ras en la cara de los di entes. La carga que se produce durante el frenado genera pequeñas hendiduras en la cara de los dientes del cubo o del anillo. Durante la operación las hendiduras profundas pueden generar una separación incorrecta entre discos y platos, produciéndose fricción y recalentamiento del paquete de freno. Se puede emplear el siguiente procedimiento para verificar la profundidad de estas hendiduras. 1. Corte una una pieza de una laina de 0,13 mm (0,005 in) con las siguientes dimensiones aproximadas: 2,4 mm (0,09 in) de ancho x 50,8 mm (2,00 in) de longitud. 2. Coloque la laina en la ranura. ranura. Es muy importante que la laina llegue hasta el fondo de la ranura. Si el ancho de la laina es muy ancho, córtela. 3. Coloque una regla de metal en la superficie del diente. Si se puede extraer fácilmente la laina de cualquiera de las ranuras examinadas, NO USAR NUEVAMENTE. Si no puede retirar fácilmente la laina de la USAR ranura, entonces puede NUEVAMENTE el componente.
Ilustración 3 Medición de profundidad de hendiduras en la cara del diente.
Daño Daño causado por partículas extrañas. Areas donde se ha producido un levantamiento de la superficie, rebabas o aristas con filo fil o deben ser removidas con una piedra de esmeril fina o una piedra 6V-2010, teniendo mucho cuidado de no modificar la forma (perfil) del diente. Tenga mucho cuidado con hendiduras o rebabas producidas por partículas extrañas. Inspeccione estas zonas mediante algún ensayo no destructivo y busque rajaduras.
Discos Existen muchos factores que afectan los criterios de remplazo de discos de freno en reparaciones programadas (overhaul) o reparaciones no programadas. Cada circunstancia es única, una correcta evaluación puede evitar las fallas repetitivas y mejorar la confiabilidad de los paquetes de freno.
Ant es de d e la Eval uació uac ió n - L im pi eza Para poder realizar una evaluación correcta es necesario limpiar correctamente el material de fricción de los discos. Se puede emplear combustible diesel, kerosene, derivados de petróleo
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Siga las siguientes precauciones: 1.- No use derivados de petróleo con temperaturas mayores a 38°C (100°F). 2.- Minimice el tiempo que el solvente esta en contacto con los discos. 3.- Use toallas o aire comprimido para secar los discos luego del lavado. 4.- No empaque los discos luego de la limpieza. No use ninguno de los siguientes tipos de materiales de limpieza y nunca permita que tomen contacto con el material de fricción. Estos debilitaran el material base y causaran su desprendimiento durante la operación: -
Agua o vapor. Soluciones de limpieza a base de agua (incluyendo Hydrosolv 4165 e Hydrosolv 100). Freon. Thinner. Ketonas, adehydos (como MEK y acetona).
Porcent aje de Vida Restant Restant e Un criterio a emplear en la evaluación es el espesor del disco y la profundidad de ranura que determinan su porcentaje de vida restante. Use un micrómetro para medir el espesor del disco y un profundimetro o laina para medir la profundidad de ranura. Empleando la Tabla 1 se puede determinar el porcentaje (%) de vida restante del disco.
Tabla 1 Desgaste en Espesores de Discos Porcentaje Espesor Profundidad de de Vida Ranuras Restante 100 5,08 mm (0,200 in) 0,64 mm (0,025 in) 90 5,03 mm (0,198 in) 0,62 mm (0,024 in) 80 4,98 mm (0,196 in) 0,60 mm (0,024 in) 70 4,93 mm (0,194 in) 0,59 mm (0,023 in) 60 4,88 mm (0,192 in) 0,57 mm (0,022 in) 50 4,83 mm (0,190 in) 0,55 mm (0,022 in) 40 4,78 mm (0,188 in) 0,53 mm (0,021 in) 30 4,72 mm (0,186 in) 0,51 mm (0,020 in) 20 4,67 mm (0,184 in) 0,50 mm (0,020 in) 10 4,62 mm (0,182 in) 0,48 mm (0,019 in) 0 4,57 mm (0,180 in) 0,46 mm (0,018 in) Ilustración 4 Mida el espesor del disco con un micrómetro
No use nuevamente un disco que tenga más del 20% de desgaste que uno del mismo paquete. Ejemplos:
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Para la correcta aplicación de este criterio es muy importante conocer el número de horas acumuladas que tiene el disco, ya que sólo de esta manera podrá estimarse el tiempo de vida restante en horas considerando las mismas condiciones de desgaste. Aplique el marcado de los discos según las indicaciones dadas en la guía de reusabilidad SEBF“Parts Marking Procedure”.
Ilustración 5 Marcado de discos de freno empleando un lapicero eléctrico.
Caso de Estudio – Cálculo de Vida Restante de Disco de Freno. Caso 1:
Datos: -
Horas acumuladas del componente: 10,000 horas. Porcentaje de Vida Restante (Luego de haber medido el espesor y según Tabla 1) : 40%.
Procedimiento: Se emplea la fórmula: Horas de Vida Restante = Porcentaje de Vida Restante ( Horas acumuladas del com ponente) (100% (100% - Porcent aje de Vida Restan te).
Reemplazando los datos: Horas d e Vida Restante = 40% ( 10,000 10,000 hrs.) (100% - 40%) 6666,67 hrs . Horas de vida restante = 6666,67
Caso 2:
Datos: -
Horas acumuladas del componente: 21,000 horas. Porcentaje de Vida Restante (Luego de haber medido el espesor y según Tabla 1) : 40%.
Procedimiento:
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Reemplazando los datos: Horas d e Vida Restante = 40% ( 21,000 21,000 hrs.) (100% - 40%) 14,000 hrs . Horas de vida restante = 14,000 NOTA: Deberá
emplearse mucho criterio al tomar la decisión de reusar o no un disco, tomando en cuenta que se asumen para la siguiente vida, condiciones de operación similares a las tenidas en la vida anterior. Como referencia rápida puede indicarse en la primera reparación USAR NUEVAMENTE aquellos discos que tengan una Vida Restante Superior al 50%.
Inspección Visual Las características del material de fricción son las que determinan principalmente el desempeño del paquete de freno. Es por ello importante tomar en cuenta el estado del material de fricción como criterio para la correcta evaluación de los discos de freno.
Disco Nuevo Nuevo La superficie del material de fricción de un disco nuevo es opaca y porosa. El color (por si mismo) no es criterio para descartar o usar nuevamente un disco.
Deterioro Deterioro del Material Material de Fricc ión No use nuevamente un disco si más del 10% del material de fricción se ha desprendido. No use nuevamente un disco si el material de fricción se desprende fácilmente aplicando fuerza con la punta de un cuchillo.
Ilustración 7
NO USAR NUEVAMENTE La erosión y desgaste en la superficie de fricción es superior al 10%.
Contaminación con agua No use nuevamente un disco si ha sido dañado por contaminación del aceite con agua o refrigerante.
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Ilustración 8 Daño por contaminación por agua
Ilustración 9 Daño por contaminación por agua
NO USAR NUEVAMENTE
NO USAR NUEVAMENTE
Observe las grietas en el material de fricción.
Observe el desprendimiento del material de fricción.
Una indicación de contaminación por agua es la apariencia de “escurrimiento” del adhesivo del material de fricción hacia los dientes.
Efecto de la Temperatura: Quemado / Cristalizado El disco de freno esta compuesto por fibra de celulosa y/o sintética, algunos componentes lubricantes o modificadores de fricción y resina como aglutinante. Durante su funcionamiento el disco de freno esta sujeto a grandes variaciones de temperatura y presión. Estos cambios de temperatura y esfuerzo producen diferentes efectos en los componentes del material de fricción. NOTA IMPORTANTE:
La evaluación del cristalizado o quemado de discos de freno se basa principalmente en la porosidad y el brillo de la superficie de fricción. El disco debe encontrarse libre de aceite, emplee el método de limpieza indicado en la sección de limpieza.
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Cristalizado. El cristalizado ocurre cuando el material de fricción se calienta ligeramente por encima de su límite normal de trabajo durante el deslizamiento. La resina que compone el disco se reblandece durante el frenado, y se enfría y solidifica en la superficie, haciéndola dura y resbalosa. Con estas características, la superficie del disco cristalizado no tendrá el mismo coeficiente de fricción que la de uno nuevo o que no esté cristalizado.
Ilustración 10 Disco Usado No Cristalizado
Ilustración 11 Detalle muestra la porosidad de la superficie de fricción.
USAR NUEVAMENTE Observ Observe e ue una su erficie erficie o aca
USAR NUEVAMENTE orosa orosa
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Ilustración 14 Disco con Cristalizado Severo Observe el brillo de la superficie y la falta de porosidad
Ilustración 15 Detalle – Disco con Cristalizado Severo muestra una porosidad mínima
NO USAR NUEVAMENTE
NO USAR NUEVAMENTE
Sobrecalentamiento y Quemado. El quemado de un disco de freno ocurre generalmente cuando el disco se hace trabajar fuera de su límite de temperatura por un período extenso de tiempo. La resina que compone el material de fricción se quema y puede llegar a convertirse en carbón. Esta resina carbonizada se encoge y tiende a rajarse, produciéndose un desgaste acelerado.
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NOTA: El usar nuevamente o reemplazar sólo un número determinado de discos de frenos dañados o gastados puede resultar en un desgaste no uniforme y un flujo de refrigeración desigual (disipación de calor) a través de los discos usados nuevamente. Un flujo desigual de aceite de enfriamiento entre discos y platos ocurrirá debido a diferencias en las profundidades de ranura de los discos usados nuevamente. El incremento de temperatura en cada uno de los discos de manera individual puede conducir a cristalizado de los discos, resultando en cargas mayores en los discos que fueron reemplazados en el momento de la reparación, Esto puede generar una falla prematura y una vida más c orta del componente.
Desgast Desgast e de Dientes. Los conjuntos de freno deben ser inspeccionados buscando desgaste en los dientes. Se admite algún desgaste en los dientes, pero nunca use nuevamente un disco que tenga un obvio escalón de desgaste en las caras. Un desgaste excesivo en los dientes puede derivar en rotura de dientes y posterior falla del paquete de freno.
Ilustración 18 Se muestra un desgaste uniforme sin un escalón de desgaste. (A) desgaste (B) superficie normal de diente.
USAR NUEVAMENTE
Ilustración 19 Se muestran escalónes de desgaste en los dientes. (B) superficie normal de diente (C) escalón de desgaste
NO USAR NUEVAMENTE
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Instalación / Reensamblado de Discos de Freno Usados. Cuando se reensamblen discos usados, instale los discos en su orientación y posición originales. El desensamblado y reensamblado de discos de frenos gastados orientados de manera diferente en el paquete de freno y funcionando sobre el cubo de freno puede resultar en daño de los dientes del disco. Las caras de los dientes ubicados cerca de la ranura de lubricación del cubo de freno no tendrán el mismo desgaste que aquellas localizadas entre estrías. Cuando los discos se reorientan, los dientes con menor desgaste estarán más cargados y podrán romperse en una aplicación normal del freno. Esta práctica puede reducir la vida y confiabilidad del componente.
Platos. Desgaste. Si un plato está gastado a m enos de un espesor mínimo de 2,29 mm (0,090 in), NO LO USE NUEVAMENTE . NO USE NUEVAMENTE UN PLATO SI Más del 10% de la superficie está rayada. Hay ranuras radiales profundas que pueden cortar el material de fricción, evidenciado por un desprendimiento de material en el disco en contacto con dicha superficie.
Ilustración 21 Cantidad excesiva de ranuras circunferenciales
NO USAR NUEVAMENTE
Distorsión. El plato de freno puede experimentar deformación permanente (distorsión) producto de esfuerzos térmicos, esfuerzos tensiles
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Manchas / Franjas Calient Calient es. Durante el trabajo de los platos de freno es probable que se produzcan zonas de alta presión concentrada con altas temperaturas locales. Esto se manifiesta como manchas calientes. Estas pueden tener diferentes patrones: como manchas (llamadas “leopardo” cuando son muy densas) o franjas generalmente ubicadas en la parte central del plato. Los platos pueden ser USADOS NUEVAMENTE si las manchas son de color marrón. Las manchas de color azul o negro revelan generación excesiva de calor. NO USAR NUEVAMENTE estos discos.