Sistema de Rodamiento Sobre Orugas

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Sistemas de Transmisión

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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Sistemas de Transmisión II

1.3.

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COMPONENTES DEL TREN DE RODAJE 1.3.1.

SECCIÓN DE LA CADENA La sección de la cadena consta de dos eslabones de cadena, un pasador y un buje. Las secciones de la cadena están conectadas juntas para formar el eje central de la cadena, el conjunto 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 la cadena. Los eslabones de cadena proveen un medio para unir las zapatas de la cadena y permiten un carril continuo a los rodillos.

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 la derecha del pasador. Los pasadores y los bujes mantienen juntos los dos eslabones de cada sección de cadena. El pasador también actúa como una articulación para conectar los dos eslabones de cadena. En una cadena sellada, los pasadores son sólidos. En las cadenas selladas y lubricadas los pasadores son huecos de modo que el área entre el pasador y el buje de la siguiente sección 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 hasta cerca de su longitud completa. El orificio transversal taladrado provee un conducto para que el aceite fluya entre el pasador y el buje. El orificio transversal taladrado debe orientarse hacia el riel del eslabón. Esto mantendrá el pasador en compresión para una mayor 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 pasador del eslabón. No hay movimiento relativo entre el pasador y el eslabón.

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Figura 13.6 Pasador

1.3.6.

BUJE El buje también debe insertarse a presión en el orificio del buje del eslabón. No hay movimiento relativo entre el buje y el eslabón.

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 son imágenes especulares una de otra. No hay movimiento relativo entre ninguno de estos componentes.

Figura 13.8 Eslabón

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1.3.8.

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PASADOR DE LA SIGUIENTE SECCIÓN DE CADENA La cadena desliza el pasador dentro del buje en un ajuste suelto. Los sellos se ajustan sobre el pasador y se asientan contra el eslabón de la cadena. Otro eslabón a mano izquierda y otro a mano derecha se insertan a presión en el pasador. Otro buje se inserta a presión a través del orificio del buje de los eslabones de cadena añadidos.

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, las zapatas de cadena deben ser empernadas en las secciones de cadena.

Figura 13.10 Secciones de cadena

1.3.10.

ZAPATA DE CADENA Las zapatas de cadena están empernadas en el conjunto del eslabón. Las zapatas de cadena soportan el peso de la máquina y proveen tracción y flotación.

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El borde superpuesto entre dos zapatas no permite que se depositen los escombros entre las zapatas a medida que la cadena se flexiona alrededor de la rueda motriz y de la rueda guía.

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 interferencia entre el borde de ataque de una zapata y el borde de salida de la zapata al frente de ésta. Las curvas también proveen refuerzo para reducir la flexión de la zapata y evitan que se suelten los pernos.  Los alivios del eslabón evitan la interferencia del borde de ataque con los eslabones a medida que la cadena se flexiona sobre la rueda motriz y las ruedas guía. 1.3.11.

SEGMENTO DE RUEDA MOTRIZ En la mayoría de los tractores de cadenas, los segmentos de rueda motriz están empernados al aro.

Figura 13.12 Segmento de rueda motriz

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1.3.12.

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CONJUNTO DE RUEDA MOTRIZ La función de la rueda motriz es transferir las cargas impulsadas desde el mando final a través de los bujes. Los dientes de la rueda motriz actúan como dientes de engranaje, llevando hacia arriba los bujes de la cadena y moviendo el grupo de la cadena en el sentido en que la máquina se desplaza. El conjunto de rueda motriz se halla en la maza del mando final. En las máquinas de modelos anteriores, puede haber un conjunto de rueda motriz de una sola pieza. Para cambiar el aro del conjunto de rueda motriz, el aro desgastado se desuelda y el nuevo aro se suelda en su sitio. Para convertir una rueda motriz de una sola pieza en una de segmentos empernados, el aro desgastado se desuelda y se reemplaza con un anillo adaptador soldado al cual se conectan con pernos los segmentos de la rueda motriz.

Figura 13.13 Conjunto de rueda motriz

1.3.13.

SEGMENTOS DE RUEDA TERRENOS LODOSOS

MOTRIZ

PARA

NIEVE

Y

Los aros y los segmentos de la rueda motriz para nieve y lodo tienen un diseño de diente raíz ranurado que evita que el material se acumule en condiciones extremas de suelo blando.

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Los aros y los segmentos de la rueda guía para nieve y lodo deben usarse sólo en terrenos donde el material puede comprimirse a través de aberturas pequeñas y en sitios donde las 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 los eslabones de cadena. Estos guían la máquina a lo largo de la cadena. Los rodillos inferiores soportan el peso de la máquina y lo distribuyen a lo largo de las cadenas. Los rodillos inferiores de una pestaña se usan junto a las ruedas motrices. La pestaña única permite que el rodillo quede más cerca de la rueda motriz para aumentar el efecto guía. Los rodillos inferiores de pestaña doble se usan donde quiera que elespacio lo permita. Los rodillos inferiores de pestaña doble aumentan al máximo el efecto guía. Todos los rodillos inferiores están lubricados y enfriados por aceite para reducir el desgaste interno y disminuir la fricción. Además, contienen sellos Duo-Cone. Los rodillos inferiores tienen superficies templadas del mismo tipo de las de los eslabones de cadena. Debido a la lubricación y a los sellos Duo-Cone, durante el mantenimiento los rodillos inferiores sólo necesitan el cambio del casco. La reutilización del rodillo significa que los componentes internos se vuelven a usar y 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.


En la figura se muestra la configuración usada en los tractores de cadenas de la Serie H, L y N. Esta configuración también se usa en los cargadores de cadenas.

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En la Figura 13.17:     

Tapón. Retenedor. Sellos Duo-Cone. Eje. Casco.


1.3.15.

RODILLO SUPERIOR Los rodillos superiores son una adición optativa del sistema de tren de rodaje y se usan para soportar el peso de la cadena entre la rueda guía y la rueda motriz. El segundo propósito de los rodillos superiores es guiar la cadena.

Figura 13.18 Rodillo superior

La adición de rodillos superiores puede ayudar a mantener la comba correcta de la cadena en una variedad de condiciones del sistema de tren de rodaje y aumentan la capacidad de empuje con la hoja. Los rodillos superiores también hacen más suave el desplazamiento de la cadena lateral superior y aumentan el espacio libre entre la cadena y el bastidor de rodillos.

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La vida del eslabón puede reducirse levemente debido a la superficie de desgaste que se añade con los rodillos portadores. Los rodillos superiores no requieren pestañas dobles, son lubricados y enfriados por aceite para reducir el desgaste interno y disminuir al máximo la fricción, y tienen sellos DuoCone. Los rodillos portadores tienen superficies templadas del mismo tipo de las de los eslabones de cadena. Los rodillos superiores soportan el peso de la cadena desde la rueda guía hasta la rueda motriz. En la Figura 13.19:  El anillo retenedor sostiene el collar del extremo del casco del rodillo. El anillo retenedor se sujeta en el eje.  El collar del extremo retiene el grupo de sellos y los cojinetes dentro del casco.  Los sellos Duo-Cone están diseñados para sellar el aceite de lubricación.  El cono del cojinete del rodillo y la copa permiten que el casco gire libremente en el eje.  El eje soporta el casco del rodillo. El casco del rodillo gira libremente en este eje. El eje también provee la superficie de montaje en la máquina.  El casco es la superficie en la que se montan los eslabones de cadena.  El tapón y el anillo anular mantienen la lubricación en el rodillo superior.  La plancha retenedora retiene el cojinete dentro del casco del 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 de los rodillos inferiores. Las ruedas guía soportan intermitentemente el peso de la máquina. Un tren de rodaje de rueda motriz elevado tiene ruedas guía delanteras y traseras a cada lado de la máquina. Un tren de rodaje oval tiene una rueda guía delantera en cada lado de la máquina. Las ruedas guía suministran un modo de controlar el ajuste y la tensión y mantienen la alineación vertical y lateral. La tensión de la cadena se ajusta moviendo la rueda guía. Se usa un mecanismo de ajuste para mover la rueda guía o sostener la rueda guía en su lugar. Algunas máquinas con tren de rodaje oval están equipadas con rueda guía de dos posiciones. En estas máquinas, la posición alta debe usarse para trabajos con barra de tiro. En la posición alta, es menor el contacto de la cadena con el suelo. Esto hace que la máquina tenga mejor maniobrabilidad durante los giros y resulta en menor desgaste de la cadena. La posición baja debe usarse cuando se necesita más estabilidad con implementos montados en la parte delantera. La posición baja resulta en mayor desgaste en las zapatas y garras.

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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 fuera del área sellada. También se usan para mantener el lubricante en el área donde se necesita. Todos los rodillos y las ruedas guías tienen sellos Duo- Cone. En la cadena sellada, el sello evita que los abrasivos entren al área entre el pasador y el buje. El sello también transporta las cargas laterales y evita que el buje se desgaste contra el abocardado del eslabón de la cadena. La cadena lubricada usa sellos rígidos que evitan que los abrasivos entren al área entre el pasador y el buje, y también mantienen la lubricación en la junta y absorben las cargas laterales. El sello rígido hace posible tener una cadena lubricada y sellada de servicio pesado debido a que puede manejar las fuerzas del juego lateral que se presentan. El sello rígido también hace posible en la cadena que el buje gire debido a que tiene la integridad 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 resorte Belleville. Cuando se comprimen entre sí, estas arandelas de resorte en forma cónica se aplanan para hacer el sello. El efecto de resorte de las arandelas mantiene la presión de sello a 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 carga flexible y un sello anular. El sello anular contiene un sello de labio y un material rígido, resistente al desgaste en el interior, llamado la cubierta metálica (mostrada en rojo). El sello del labio se fabrica de uretano. La cubierta metálica ayuda a mantener la forma del sello bajo carga y aumenta la integridad del sello. El anillo de carga sostiene el sello anular contra el buje. Los sellos rígidos pueden resistir una temperatura máxima de 70° C (160° F). El anillo de empuje es de material de acero templado y protege el conjunto del sello de cargas de empuje laterales. Las muescas del anillo de empuje permiten que el aceite fluya a las áreas de sellado.

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El conjunto del sello está protegido de las cargas de empuje que se transmiten desde los eslabones hasta los bujes a través del anillo de empuje, y no permite que el sello se deforme. La compresión del sello está limitada por el anillo de empuje que mantiene un espacio entre el buje y la parte inferior del abocardado del eslabón.

Figura 13.25 Sellos anulares

1.3.20.

ESLABÓN MAESTRO DIVIDIDO El eslabón maestro dividido, de dos piezas, se usa para quitar e instalar la cadena. La mitad del eslabón maestro (Figura 13.26) va a un extremo del conjunto del eslabón. La otra mitad va al otro extremo. Las mitades del eslabón maestro están aserradas diagonalmente 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 del eslabón regular. El eslabón maestro usa pasadores y bujes estándar.

Figura 13.26 Eslabón maestro dividido

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1.3.21.

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PASADOR MAESTRO Y BUJE MAESTRO Si la máquina no está equipada con eslabón maestro, tiene un buje y un pasador maestro. El pasador maestro y el buje maestro se usan para separar y conectar la cadena. El pasador maestro (azul) es ligeramente más largo que los otros pasadores de la cadena y tiene un tope rectificado en cada extremo. El buje maestro (verde) es más corto que los otros bujes de la cadena y no se extiende dentro de los orificios del eslabón. Hay un espaciador (rojo) ubicado entre el extremo del buje maestro y el sello. Para separar la cadena, se quita el pasador maestro, y la sección de cadena, con el buje maestro, se empuja entre los eslabones de la sección de cadena que tiene el pasador maestro (amarillo). Para conectar la cadena, se instalan las secciones de la cadena con los sellos y con los espaciadores. El pasador maestro se pone 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 los bastidores de rodillos inferiores. El peso del tractor es llevado a través de los bastidores de rodillo inferiores a los rodillos inferiores. Los componentes del bastidor y del tren de rodaje a cada lado de la máquina pueden moverse independientes unos de otros. Los brazos diagonales permiten que los bastidores de rodillo inferiores pivoten alrededor del eje de la rueda motriz. La mayoría de los tractores están equipados con una barra compensadora. Algunos tractores están equipados con un resorte compensador. La barra compensadora, o el resorte compensador, controla el movimiento independiente. Detrás de la barra compensadora (flecha) pueden verse los brazos diagonales, que mantienen la alineación correcta del bastidor. Un extremo del brazo se suelda al bastidor de rodillos inferiores. El otro extremo está montado al eje de la rueda motriz 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. Las ruedas motrices están hacia la parte trasera de la máquina. Las ruedas guía se hallan hacia la parte delantera de la máquina. Los cargadores de cadenas de modelos anteriores no tienen movimiento independiente del bastidor de rodillos. La caja del mando final y los soportes del bastidor principal están conectados sólidamente a los bastidores 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 rodillos oscilantes. El tren de rodaje oscilante mantiene más cadena en contacto con el suelo para mejorar la tracción y aumentar la estabilidad en comparación con los diseños de bastidor rígido. Una barra compensadora entre los dos bastidores de rodillos inferiores permite que cada bastidor de rodillos inferiores pivote en su eje pivote. El eslabón de giro de la rueda guía permite un movimiento horizontal de la rueda guía para absorber las cargas de choque, mantienen la tensión apropiada de la cadena y eliminan la necesidad de calces y cintas de desgaste. La barra compensadora y los ejes pivote están sujetados con pasadores para limitar la oscilación. La barra compensadora se sujeta con pasadores a cada bastidor de rodillos y al centro del bastidor principal para mantener una plataforma de trabajo estable. Los bastidores de rodillos son secciones en caja soldadas en toda su longitud. Los soportes de caucho 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 tractores de cadenas y en los tiendetubos. El diseño de rueda motriz elevada aísla los componentes de mando final de choques y aumentar el equilibrio de la máquina y la tracción, además de proveer máxima flexibilidad para el montaje de los bastidores de rodillos inferiores. Esto resulta en menor riesgo de daños del sello. Las máquinas con rueda motriz elevada tienen bastidores de rodillos delanteros y traseros a cada lado de la máquina. El eje pivote conecta los bastidores de rodillos trasero derecho y trasero izquierdo y transmite los choques del terreno directamente al bastidor principal en lugar de pasarlos a los componentes del tren de fuerza. Los bastidores de rodillos pueden oscilar alrededor del eje pivote. La barra compensadora conecta los bastidores de rodillos delantero derecho y delantero izquierdo. La barra compensadora se sujeta con pernos en el centro del tractor y puede girar alrededor de la articulación del pasador central. La barra compensadora controla la medida en que los bastidores de rodillos pueden oscilar alrededor del eje pivote. El bastidor de rodillos delantero se desliza dentro del bastidor de rodillos trasero. 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 tren de rodaje amortiguado. El tren de rodaje amortiguado provee hasta 15% más de contacto con el suelo. Los cuatro soportes basculantes mayores y los cuatro soportes basculantes menores pueden oscilar en el bastidor de rodillos. Esto hace que 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. Los bastidores de rodillos en los Tiendetubos no oscilan en relación uno con el otro. Este tren de rodaje está diseñado para absorber el impacto de cargas y reducir las cargas de choque transferidas a la máquina. Los bastidores de rodillos están conectados rígidamente al bastidor principal por un sistema de montaje de dos puntos para máxima estabilidad de las aplicaciones del Tiendetubos. La mayor área de contacto de la cadena ancha provee una base de trabajo estable más grande. El eje pivote conecta el bastidor de rodillos trasero izquierdo y trasero derecho y transmite los choques del terreno directamente al bastidor principal en lugar de ir a los componentes del tren de fuerza. Se usa una barra rígida en lugar de una barra compensadora. La barra rígida conecta los dos bastidores de rodillos delanteros. Los bastidores de rodillos 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 rodillos trasero. Un resorte tensor mantiene la tensión de la cadena. 275


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Los soportes de montaje para el bastidor de la pluma y el bastidor de contrapeso 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 motriz elevada.

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 Cadenas 933 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 sistema Mobil-Trac. Los componentes del tren de rodaje son modulares, de modo que el tren de rodaje puede quitarse o instalarse como una unidad. Cada configuración de tren de rodaje consta de un impulsor trasero grande, tres rodillos medianos, una rueda guía delantera de dos piezas y el grupo tensor de la cadena. Cada configuración del tren de rodaje distribuye la carga en cinco ejes. Los ejes ayudan a distribuir la carga y reducir daños por compactación.

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Cuando la correa se tensa adecuadamente, la rueda guía delantera está elevada ligeramente por encima de los rodillos medianos. Esta ligera elevación permite que las bandas de rodadura de la correa vuelvan a la forma adecuada antes de hacer contacto con el suelo. Cada configuración de tren de rodaje modular posee un grupo tensor de cadena autocontenido. El tensor de cadena está detrás de un protector (flecha). El tensor de cadena consta de un acumulador, un conjunto de múltiple y un cilindro hidráulico. El acumulador actúa como un dispositivo absorbedor de choques, lo cual da al cilindro hidráulico la capacidad de retraerse y extenderse según se requiera para mantener la tensión de la cadena. El acumulador, mediante el sistema hidráulico del implemento, puede cargarse para aumentar la tensión o descargarse para disminuir la tensión. Un interruptor alerta al operador de problemas de tensión de la cadena. La presión debe drenarse antes de revisar cualquier componente de la tensión 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 la correa. El eslabón giratorio y la palanca están detrás de la rueda guía delantera interna. La palanca se sujeta verticalmente con pasadores al bastidor de tren de rodaje, y el eslabón giratorio se sujeta horizontalmente con pasadores a la palanca. El eslabón giratorio puede pivotar hacia adelante o hacia atrás para tensar, aflojar y quitar la correa. Cuando se necesita tensión adicional de la 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 hacia adelante. El eslabón giratorio puede también pivotar de lado a lado. Hay un tornillo de ajuste (flecha) a cada lado de la palanca. Los tornillos de ajuste pivotan 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 sistema Mobil-Trac. Cada configuración de tren de rodaje consta de una rueda impulsora (amarillo), cuatro rodillos medianos y una rueda guía (marrón), soportes basculantes mayores (verdes), soportes basculantes menores (azules) y un cilindro de tensión de cadena (rojo). Entre las dos configuraciones de tren de rodaje, se provee soporte de cinco ejes. Esto distribuye la carga y reduce daños por compactación. La tensión de la correa la mantienen dos cilindros de tensión cargados de nitrógeno seco cargados por resorte. La fuerza de los resortes y la carga hacen que la varilla del cilindro empuje el eje de la rueda guía delantera hacia 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 cualquier componente 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 barra compensadora con una punta de eje en cada extremo y está unido al bastidor principal por un pasador fijo al centro. Hay soportes de tope en ambos lados del eje para ayudar a reducir las cargas de choque y limitar la oscilación del eje. Las puntas de eje permiten el montaje de las mazas de la rueda guía. Hay un cojinete plano esférico entre el pasador y el eje de la rueda guía que permite oscilación vertical y horizontal y deslizamiento de adelante hacia atrás. Este diseño suministra tensión 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, los soportes basculantes menores, los rodillos medianos y el resorte de aire conforman el sistema de suspensión que soporta y distribuye el peso de la máquina. El eje de soporte es un conjunto de riel que atraviesa el ancho del tractor y está empernado debajo de los rieles del bastidor. Los soportes basculantes mayores pivotan en las puntas del eje de soporte. Hay un resorte de aire montado en compresión entre los soportes basculantes mayores para suavizar las cargas de impacto que sufre el sistema de suspensión. La presión de inflado del resorte de aire determina el porcentaje de peso de la máquina que soporta el sistema de suspensión. Los soportes basculantes menores pivotan en el extremo de cada soporte basculante mayor y tienen dos ejes que soportan un par de rodillos medianos.

Figura 13.46 Suspensión

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1.14. EXCAVADORA Este tren de rodaje se diseñó exclusivamente para aplicaciones de alto impacto de las excavadoras. Los eslabones, los pasadores y los bujes son más grandes para prolongar la vida del tren de rodaje, y el bastidor más largo permite una mejor plataforma de trabajo. Esto reduce las tensiones y prolongar la vida del tren de rodaje. Los eslabones tienen un área seccional transversal más grande en la correa del buje para aumentar la retención 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 tren de rodaje, guían la cadena y protegen los componentes. Los protectores de rodillos inferiores evitan que rocas grandes u otros materiales de alto impacto se atasquen entre la cadena, los rodillos inferiores y las ruedas motrices. Estos escombros pueden acelerar el desgaste y dañar los componentes. Use los protectores de rodillos inferiores cuando los componentes necesiten protección. En condiciones de alta humedad, los protectores no son adecuados ya que pueden atrapar material y aumentar el desgaste. El protector (en la Figura 13.48, parte superior) es de rodillo un inferior de longitud plena y cubre el área completa del rodillo. Este protector tiene cintas de desgaste empernadas y no puede usarse con protectores guía de cadena. El protector (en la Figura 13.48, parte inferior) es un protector de rodillos inferiores de longitud parcial y puede usarse con protectores guía de cadena. 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 que entra a la rueda motriz y a las ruedas guía y sale de ellas, y evitan que los eslabones se rayen con la rueda motriz durante las operaciones de giro y en pendiente lateral. Los protectores guía centrales están en el medio para ayudar a mantener la cadena alineada, evitar el rayado de los eslabones y permitir que el material suelto caiga libremente.

Figura 13.48 Protectores de rodillos inferiores

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ANOTACIONES ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................

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UNIDAD XIII Segunda Parte

SISTEMA DE RODAMIENTO SOBRE ORUGAS (CARRILES) 2.

OPERACIÓN Y DESGASTE DEL TREN DE RODAJE 2.1.

INTRODUCCIÓN El tren de rodaje Caterpillar está diseñado para trabajar y desgastarse como un sistema. El reemplazo de todos los componentes desgastados debe 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 el centro 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 de cadena. El paso de cadena es la distancia del centro del pasador de una sección al centro 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 distancia medida de la línea central del buje del diente de la rueda motriz a la línea central 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 la máquina está nueva. A medida que ocurre el desgaste, cambia el paso de la cadena. Sin embargo, el paso del eslabón y el paso de la rueda motriz no 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 y producen 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 en relación unos con otros durante la carga. Para que los componentes se desgasten, tienen que ocurrir el contacto, la carga y el movimiento relativo simultáneamente y en cantidades significativas. El contacto significa que los componentes se tocan unos a otros. Los componentes deben estar llevando una carga, como el peso de la máquina, a medida que los componentes hacen contacto unos con otros. Hay parte de movimiento entre ellos, llamado movimiento relativo. Este no incluye el movimiento de la sección completa como unidad. Si están presentes los tres factores de desgaste y la cantidad de alguno de estos factores aumenta, el desgaste aumenta.

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El desgaste aumenta debido a componentes abrasivos, y se relaciona con el 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 las piezas en contacto. El pasador se mueve en relación con los bujes de la sección de cadena adyacente. Esto sucede a medida que se articulan las dos secciones de cadena. Los bujes se mueven en relación con la rueda motriz o con la rueda guía a medida que los bujes entran a la rueda motriz o salen de ella. En avance, el buje gira como si se saliera de la rueda 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 acoplarse unos con otros como los engranajes de un tren de engranajes. Los dientes de la rueda motriz toman el buje y llevan la cadena alrededor de la rueda motriz. A medida que los bujes entran a la rueda motriz, la mayor parte de la carga (peso de la máquina) se transmite al primer buje en conexión. El primer buje en conexión absorbe 85% de la carga con la cadena ajustada apropiadamente y en terreno compacto. En avance, el primer buje en conexión es el número 1 (Figura 13.55). En retroceso, 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 lleva es 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 en conexión es tomado por la rueda motriz de 30 a 60 grados del centro y se llama lado de propulsión de avance. Cuando el paso de la rueda motriz y el de la cadena no son iguales, el buje se desliza y gira a medida que se asienta en la ranura de la rueda guía. Esto causa desgaste en el lado de propulsión de avance. El primer buje en conexión transfiere la carga al pasador de la siguiente sección que entra. Hay un movimiento relativo entre el pasador y el buje. Por esto la lubricación interna es una característica de la mayoría de los tipos de cadena. El desgaste entre el pasador y el buje prácticamente se elimina 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 buje en conexión es tomado por la rueda motriz de 30 a 60 grados del centro en el lado de propulsión de avance. El buje entonces gira a través del área raíz del diente y sobre el lado de propulsión de retroceso, de 30 a 60 grados del centro en el otro sentido. Debido al diseño de la cadena, el primer buje en conexión siempre tiene movimiento relativo con la rueda motriz cuando la máquina se desplaza en retroceso. Hay contacto, carga y movimiento relativo en el primer buje en conexión cuando la máquina se desplaza en retroceso. Esto produce desgaste en la rueda motriz y en la superficie externa del buje. Cuando el primer buje en conexión transfiere la carga al pasador de la siguiente sección que entra, también hay movimiento relativo entre el pasador 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 el movimiento relativo entre el buje y la rueda motriz, lo que resulta en menor 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 y el buje a medida que están en movimiento relativo. Hay líneas en la rueda motriz, en los bujes y en los pasadores. La falta de alineación en estas líneas indica el movimiento relativo. El eslabón verde va con el pasador verde más cercano y el buje verde. El eslabón marrón va con el eslabón marrón 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 la rueda motriz, el extremo del pasador entra primero a la rueda motriz. La rueda motriz toma el buje de la cadena siguiente del lado de impulso de propulsión de avance de la rueda motriz. Este es el primer buje de conexión. 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 el pasador y el buje. El área interna entre el pasador y el buje tiene lubricación 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 a la rueda motriz, el extremo del buje de la cadena entra primero a la rueda motriz. La rueda motriz toma el primer buje en conexión de la cadena del lado de propulsión de avance de la rueda motriz y gira el buje al lado de propulsión de retroceso de la rueda motriz. Hay un movimiento relativo interno entre el pasador y el buje, pero el área de contacto está lubricada. El movimiento relativo externo entre el buje y la rueda motriz significa que el desplazamiento en retroceso causa más 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 suelo compacto, no hay carga en la parte superior de la rueda motriz. Con la cadena apretada, hay una carga en todos los bujes de conexión y están presentes los tres factores de desgaste. Una cadena apretada aumenta significativamente la carga y el desgaste. En operación de retroceso, hay desgaste con una cadena ajustada correctamente. Una cadena apretada en operación en retroceso aumenta la 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 se compacta en las cadenas, y se acumula entre la sección de la rueda motriz y la cadena. El buje se ajusta sobre el material que se compacta entre la rueda motriz y la cadena en lugar de hacerlo en la ranura de la rueda motriz. El material que se compacta aumenta el paso de la rueda motriz y hace que sean diferentes el paso de la cadena y de la rueda motriz. El material que se compacta en la cadena aumenta la tensión de la cadena lo cual es inevitable cuando se trabaja en suelos blandos. Por esto, el ajuste de la cadena debe hacerse siempre que la cadena contenga una cantidad promedio de material compactado del sitio de trabajo. Si el ajuste de la cadena no se hace en las condiciones de trabajo, 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 al material compactado, el contacto inicial de la cadena y de la rueda motriz sucede en un lugar equivocado. En operación de avance, el buje es tomado en el lado de mando de retroceso y se desliza sobre el lado de propulsión de avance. La rueda motriz no puede impulsar la máquina sino hasta que el buje se deslice a la posición correcta. El deslizamiento es un tipo de movimiento relativo que produce aumento del desgaste de la rueda 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 de propulsión de avance y el buje gira a través del área raíz del diente y sobre el lado de propulsión de retroceso. Debido al diseño de la cadena, el buje ya está girando en la rueda motriz. El material compactado del suelo blando hace que la rueda motriz tome el buje más cercano del lado de propulsión de retroceso, pero no elimina la necesidad de deslizamiento o rotación y se aumenta el desgaste. El material compactado del suelo suelto puede hacer que la cadena se apriete 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 de cadena. En operación de avance, el buje es tomado un poco más arriba en el lado de propulsión de avance que lo usual (hacia la punta del diente de la rueda 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 motriz y del buje externo. En operaciones de retroceso, la rueda motriz toma el buje en una posición más alta en el lado de propulsión de avance. El buje se desliza al área de contacto inicial en el lado de propulsión de retroceso, gira a través del área del diente y va al lado de propulsión de retroceso. El movimiento relativo aumenta el desgaste. 2.18. CADENA CADENA

DESGASTADA

Y

MATERIAL

COMPACTADO

EN

LA

A medida que ocurre el desgaste normal de la cadena, cambia el paso de cadena. El desgaste de la cadena hace que el paso de la cadena aumente. El material compactado del suelo suelto aumenta el paso de la rueda motriz y puede compensar el desgaste de la cadena. El material compactado del suelo suelto hace que el paso de la rueda motriz sea un poco mayor, y el desgaste hace que el paso de la cadena sea mayor. Cuando se compensan el efecto del desgaste y el material compactado, el paso de la cadena y de la rueda motriz son iguales y se elimina esa fuente de desgaste. Sólo habrá desgaste abrasivo. Una cantidad excesiva de material compactado hace que la cadena se apriete. El efecto de una cadena apretada es mucho mayor que el efecto de un paso desigual. La cadena apretada redistribuye la carga en los bujes y aumenta la carga que los bujes absorben, lo cual disminuye la vida útil del buje. Esta es una variable que el usuario puede controlar para 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 depende de muchos factores. El paso diferente entre la cadena y la rueda motriz puede deberse a la condición de material compactado del suelo suelto y al desgaste de los componentes. Las cadenas apretadas aumentan la carga de los componentes y puede deberse a excesivo material compactado en la rueda motriz o a ajuste incorrecto. Las condiciones del terreno no pueden controlarse, pero hay cosas que se pueden hacer para reducir los efectos del material compactado en la cadena. Existen zapatas especiales de cadenas para diferentes aplicaciones, incluyendo zapatas con un orificio para permitir que el material alojado escape. Para cualquier tipo de material, los efectos del suelo suelto se reducen si el tren de rodaje se limpia tan frecuentemente como sea posible. Las guardas de rodillos no deben usarse en aplicaciones donde hay grandes cantidades de suelo suelto debido a que el material no puede escapar. El ajuste de la cadena es muy importante. Las cadenas flojas pueden causar problemas. Cuando la cadena está muy floja, la cadena tiembla mucho a altas velocidades, lo que hace que aumente el desgaste de las pestañas de los rodillos y de los dientes de la rueda motriz. Cuando la cadena está muy floja, puede causarse daño al bastidor de rodillo de cadenas.

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 y lodoso 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 el desgaste de giro. Cuando las zapatas de cadena son demasiado anchas, se flexionan, se aflojan y es más fácil que se rompan. Además, se necesita mayor potencia en el giro y afectan la maniobrabilidad. Cuando las zapatas de cadenas anchas se usan en condiciones de alto impacto, los resultados son alto desgaste de la cadena y problemas estructurales. Una zapata de cadena demasiado ancha produce tensiones en 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 la máquina está trabajando constantemente en cierto tipo de terreno, puede ocurrir desgaste de un área específica. Cuando ocurre el desgaste de un área específica de una máquina, pueden intercambiarse los componentes para extender su vida útil en el tren de rodaje. Una aplicación en una ladera desplaza el peso y el equilibrio de carga a ese lado de la máquina. Esto aumenta el desgaste de los componentes y piezas de ese lado. No favorezca un lado de la máquina sobre el otro cuando trabaje en una ladera. Trabajar en una cima desplaza la carga a los componentes interiores, lo que aumenta el desgaste del lado interior del rodillo de cadenas, de la llanta de la rueda guía interior, de los extremos de las garras interiores y de 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, de la llanta de la rueda guía exterior, de los extremos de la garra exterior y de los eslabones exteriores. Una aplicación en cuesta arriba mueve el peso y el equilibrio de carga a la parte 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 hacia delante y produce un desgaste relativamente más alto de los rodillos inferiores delanteros y de los rodillos portadores. Trabajar en cuesta abajo 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 está realizando la máquina. Las siguientes descripciones de desgaste dependen de la aplicación de la máquina. Cuando la máquina está en una aplicación de empuje de carga, el peso se desplaza hacia la parte delantera y produce desgaste más rápido en los rodillos inferiores delanteros y de las ruedas guía. Una aplicación de barra de tiro desplaza el peso hacia la parte trasera, y produce desgaste más rápido de los rodillos inferiores traseros y de las ruedas motrices. En una aplicación de carga, el peso se desplaza de la parte trasera a la parte 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 rodillos inferiores traseros más que en los rodillos inferiores centrales. En cualquier aplicación de excavación, el peso se desplaza a los lados de donde 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. Evite la operación innecesaria en retroceso. El giro constante de la máquina en un solo sentido puede ocasionar desgaste del riel lateral del eslabón, de la pestaña de rodillo de cadena y de la pestaña de la rueda guía. El desgaste aumenta en el lado de la máquina favorecida para el giro o trabajo debido a la mayor potencia y distancia de desplazamiento. Si el paso de trabajo no permite cambiar el lado de giro, revise regularmente por desgaste en el lado de giro. La vida útil del tren de rodaje puede aumentarse intercambiando las cadenas cuando el desgaste es muy notable en un lado. El operar la cadena a velocidades altas innecesarias puede causar desgaste de los eslabones, de los rodillos inferiores y de las ruedas motrices. El desgaste está relacionado con el kilometraje y no necesariamente con las horas de uso. El desgaste aumenta proporcionalmente a la velocidad. La velocidad de la máquina nunca debe ser mayor que la velocidad necesaria para mantener los 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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UNIDAD XIII Tercera Parte

SISTEMA DE RODAMIENTO SOBRE ORUGAS (CARRILES) 3.

DIAGNÓSTICO DE DESGASTE DEL CARRIL El desgaste de los carriles es un hecho en la vida. Sin embargo, un carril que se opere en arena abrasiva o condiciones rocosas no puede esperarse brindar la vida de servicio de uno que se use en suelo blando o nieve. Los componentes del carril hoy en día son más fuertes, pero también reciben desgaste más pesado en unidades más grandes operadas a velocidades más altas y con más caballaje. El entender el desgaste de los carriles y cómo remediarlo puede que sea el mayor factor en un programa efectivo de mantenimiento para los tractores de orugas.

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, los tipos de terreno, y la abrasividad y el contenido de humedad del suelo. El desgaste ha sido reducido por el desarrollo de la rueda dentada con diente suplementario y el labrado de los dientes de la rueda para controlar la forma, el diámetro de raíz, y el contragolpe.

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El desgaste de los dientes de la rueda puede identificarse por una inspección concienzuda (Figura 13.70). Los seis tipos principales de desgaste 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 rueda dentada nueva. Con pernos y bujes desgastados, la línea de desgaste está 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 que los otros pernos y bujes porque hay menos área de contacto entre el perno y buje maestro y porque a veces el buje maestro no se extiende adentro de los contrataladros de los eslabones maestros. Debido a este desgaste más rápido, los pernos y bujes en ambos lados del perno maestro, por una distancia igual a la mitad de la circunferencia de la rueda dentada, generalmente exhiben más desgaste que los demás pernos y bujes. La experiencia ha mostrado que el reemplazo periódico del perno maestro reduce el desgaste en los pernos y bujes adyacentes. Esto a la vez reduce 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 es necesario 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 contacto con los dientes impulsores de la rueda dentada, la que representa aproximadamente 1/3 parte de la superficie del buje del carril. Debido a que el desgaste en los pernos y bujes no extienda sobre la superficie total de estas piezas, la vida de los pernos y bujes desgastados puede ser prolongada girándolo 180 grados (Figura 13.73). Sin embargo, los pernos y bujes deberán girarse antes de que se desgasten más que sus 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, el diámetro interior del buje, y el diámetro de los extremos del buje si éstos se meten en los contrataladros de los eslabones del carril. Este desgaste puede determinarse midiendo la distancia de centro-acentro entre los pernos del carril, y está indicado por la cantidad de ajuste que quede de tensión del carril. Cuando se llegue al limite de ajuste del carril, y el carril esté demasiado flojo, ha ocurrido suficiente desgaste interno y se deberán girar los pernos y bujes. El permitir que los pernos y bujes se operen hasta su destrucción puede terminar en depreciación de todos los componentes del carril afectados por la operación del mismo con un ajuste flojo. Además, la inclinación de un carril con pernos y bujes muy desgastadas es mayor que la inclinación de los dientes de la rueda dentada impulsara, y puede que cause "saltos" de la rueda, resultando depreciación rápida de los dientes de la rueda dentada. Sin embargo si la rueda dentada también esté desgastada, los pernos y bujes girados seguirán desgastándose a un paso acelerado, a menos que se reemplace la rueda dentada. 3.2.1.

¿CUÁNDO SE DEBERÁ GIRAR LOS PERNOS Y BUJES DESGASTADOS? Hay tres revisiones básicas para determinar cuándo se deberán girar 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 estos puntos esté desgastado hasta los límites de desgaste, gire los pernos y bujes. Para medir el desgaste, vea la próxima sección de nuestra historia. NOTA: Refiérase al Manual Técnico sobre la máquina para los límites actuales de desgaste en piezas del carril.

3.2.2.

DESGASTE DE PERNOS Y BUJES AL OPERAR EN REVERSA La operación en reversa causa un paso más rápida de desgaste en los pernos y bujes del carril debido a que la plena carga está concentrada en un solo diente de la rueda dentada. (En la marcha hacia adelante, las cargas están distribuidas sobre 304

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varios dientes.) Esto acelera el desgaste, haciéndolo doblemente importante el desacelerar la máquina en reversa. El desgaste aumenta a medida que se aumentan las velocidades. 3.3.

DESGASTE DE RODILLOS Todos los rodillos del carril debajo del tractor no se desgastan al mismo paso y, si se recomiende, se pueden intercambiar los rodillos en una manera semejante a la de intercambiar los neumáticos en un coche. Cambiando la posición de los rodillos, en algunos casos, distribuye el desgaste y extiende la vida de servicio del grupo total de rodillos. Si se hace esto, cambie los rodillos en un punto aproximadamente en el medio de su vida de servicio. De vez en cuando, en algunas operaciones, un rodillo puede que se desgaste más en una pestaña que en la otra. En este caso, el rodillo puede cambiarse extremo-por-extremo, cuando se recomiende. Es muy importante que las pestañas de los rodillos delanteros y traseros estén en buenas condiciones para correctamente guiar el carril bajo de los rodillos intermediarios y la rueda dentada.

3.4.

DESGASTE DEL TENSOR Mantenga los tensores en el alineamiento correcto. Un tensor desalineado causará desgaste de la pestafla central del tensor, los lados de los eslabones del carril, los lados de las pestañas de los rodillos, y en las guardas de los rodillos. Si el desgaste por el tensor desalineado esté restringido a un solo lado, el tensor probablemente no está correctamente centrado. Los calces están proporcionados debajo de las placas en los cojinetes terminales del tensor para 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 el desgaste exacto dentro de 0,25 mm. 305


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Comparando el desgaste con los límites de desgaste indicados por el fabricante, usted puede determinar si las piezas del carril deberán reacondicionarse, 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) están proporcionados por algunos fabricantes de carriles como una gula aproximada de desgaste del carril. Sin embargo, estos indicadores no indican precisamente el desgaste, solamente indican que la pieza está media desgastada, desgastada en exceso de los límites de desgaste, etc. PRECAUCIÓN: Pare el motor antes de hacer cualquier medida o ajuste en los carriles. 3.6.

PARA UTILIZAR HERRAMIENTAS DE MEDIR Desgaste de Pernos y Bujes.- El carril deberá estar tieso para hacer esta medida (Figura 13.74, izquierda). Coloque un perno viejo de carril entre dos dientes de la rueda y retroceda hasta que la flojedad esté quitada del carril. Mida desde el lado de cualquier perno a través de varios eslabones hasta el mismo lado de otro perno, como se ilustra. Esté seguro que el perno maestro no se incluye entre estos pernos. Divida esta medida por el número de eslabones que usted midió. Esto le dirá cuánto se han desgastado los pernos y bujes internamente, cuando usted revise las figuras contra las dimensiones del fabricante para pernos y bujes nuevos. Desgaste de eslabones.- Mida la altura del eslabón con un indicador de profundidad y compare con las especificaciones. Desgaste de la Zapata (Oreja).- Mida la altura de las orejas de zapatas y determine cuánto éstas están desgastados. Desgaste de Rodillos.- Mida el radio del rodillo con una regla cuando las guardas de rodillos están instaladas como se ilustra a la izquierda en la 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 del carril puede ser medido con calibres como se muestra en el centro Fig. 13.75. Transfiera el diámetro establecido a una regla y compare con las tablas de límites de desgaste. Desgaste del Tensor.- Para determinar el desgaste del tensar mida la altura de las pestañas con un indicador de profundidad. Revise las especificaciones por las tolerancias recomendadas de desgaste. 3.7.

PARA UTILIZAR UN INDICADOR ESPECIAL DE DESGASTE Las siguientes instrucciones son aplicables a un indicador típico de desgaste, proporcionado por un fabricante de carriles. La forma y las marcas en el indicador variarán para diferentes carriles. Desgaste de Perno y Buje.- El carril deberá estar tieso para hacer esta medida. Coloque un perno viejo de carril en un diente de la rueda dentada y retroceda hasta que se quite toda flojedad del carril. Coloque el indicador en el eslabón del carril como se ilustra en el lado izquierdo superior de la Figura 13.76. Coloque la esquina del indicador marcada "centro de perno" en el centro de un perno y el otro extremo del indicador en el centro del siguiente perno. Si el punto del indicador marcado "Cadena Nueva" cae en el centro del perno, la cadena de carriles no requiere servicio. Si el punto marcado "Reacondicionar" cae en el centro del perno, probablemente los pernos y bujes del carril están desgastados. Desgaste de Eslabones.- Coloque el indicador en el eslabón del carril según la ilustración izquierda inferior en la Figura 13.76. Con la parte superior del indicador (el extremo con el agujero) contra la zapata del carril, revise las posiciones de dos flechas en el indicador en relación con el 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 la Fig. 13.76. El punto en el indicador a que se alcanza la parte superior de la oreja, es la cantidad de desgaste de la oreja de zapata del carril. Desgaste del Rodillo Portador.- Coloque el indicador sobre soporte del rodillo de modo que la parte recortada grande es sobre la porción elevada del tensor (vea a la derecha, superior, Figura 13.76). Las líneas en el indicador se aparearán con el borde exterior de la pestaña central en un tensor nuevo. El desgaste está indicado por la distancia que la pestaña central se extiende más allá de las líneas en el indicador. Desgaste de Rodillos del Carril.- El rodillo se desgastará a los lados y superficie exterior de las pestañas de los rodillos. Coloque el indicador entre las pestañas del rodillo como: Ilustra en la Figura 13.76. El desgaste permisible en la superficie exterior y en los lados 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 del indicador contra una raíz de la rueda dentada, como se ilustra. Compare el desgaste con los límites de desgaste del fabricante.

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Desgaste del Tensor Delantero.- El tensor delantero tiene una tendencia de desgastarse en los lados y superficie exterior de las pestañas del tensor. Coloque la muesca grande del indicador sobre las pestañas del tensor como se indica. Empuje el indicador hacia un lado contra el lado de la pestaña del tensor. El desgaste permisible está indicado 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 ver lo que podamos hacer para corregirlo. El mayor problema de servicio con los carriles es el desgaste de los pernos y bujes. Como vimos anteriormente, los pernos y bujes desgastados pueden girarse 180 grados para restaurar la inclinación del carril – 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 y bujes con piezas nuevas. Esto dependerá del costo de las piezas nuevas versus los costos de mano de obra. En cualquier caso, el procedimiento para servicio es muy parecido. Los pernos y bujes en el conjunto del carril son fabricados de un material extremadamente duro y tienen un ajuste forzado. Por eso, el carril no puede ser desarmado sin el uso de una prensa de carriles semejante a la 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 muchos fabricantes. Algunas son prensas estacionarias (ilustrada), mientras otras son modelos montados en carros de remolque para uso en el sitio del trabajo. Muchas de estas prensas proporcionan las herramientas, galibos, y plantillas para todas las operaciones de desarmar y rearmar los varios carriles. NOTA: Ilustraremos la reparación de un carril típico, solamente. Debido a que los carriles varían, refiérase al Manual Técnico sobre la máquina para los 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 el carril 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. que se lancen astillas peligrosas.



Puede

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 perno maestro y conduciendo la máquina fuera de los carriles y encima de tablas 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 Pin/Bocina

Bocinas

Zapata de una garra Zapata de una garra servicio pesado Zapata de triple garra Carril inferior Carril superior Rueda guía

Nuevo Límite relleno Nuevo Voltear Cambiar Nuevo Voltear Cambiar Nuevo Límite calzar Nuevo Límite calzar Nuevo Límite calzar Nuevo Límite relleno Nuevo Límite relleno 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

9/16” (14.3 mm)

65  15 ft. lb. (9  2 mkg) (90  20 Nm)

(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)

D3 D4, D5

ft lb = lb pie Figura 13.83 Eslabón maestro de dos piezas

Máquina

Tamaño del perno

Par inicial

9/16” (14.3 mm)

65  15 ft. lb. (9  2 mkg) (90  20 Nm)

(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)

D3 D4, D5

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


D9


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 Pulgada mm 5/8 16

*

PAR RECOMENDADO* lb - pie N·m 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

1

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

1¼

1800  200

1325  150

1 3/8

2400  300

1800  225

1½

3100  350

2300  250

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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Sistema de Rodamiento Sobre Orugas

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