Desmontaje y montaje de ruedas de grúa: adaptación y prueba de carga
La sustitución de las ruedas de rodadura de una grúa es una operación crítica dentro del mantenimiento del equipo, que abarca el desmontaje, el prensado, el ajuste y la prueba de carga en su totalidad. La sustitución debe ejecutarse estrictamente conforme a los procedimientos de operación, incluyendo la inspección y reparación del testero, el proceso de prensado de la rueda nueva, el ajuste fino de la tolerancia de instalación y la prueba de funcionamiento de toda la máquina. Este artículo detalla los criterios para determinar la necesidad de sustitución, el procedimiento operativo y la norma de aceptación.
Es imprescindible sustituir la rueda cuando el desgaste supera los criterios de desecho (según la evaluación del equipo de mantenimiento) o cuando aparecen defectos como grietas o desconchados. La sustitución debe realizarse siguiendo rigurosamente el procedimiento operativo para garantizar que la precisión de instalación de la rueda nueva cumpla los requisitos. El equipo de mantenimiento de Kelude Industrias Pesadas dispone de utillaje específico y estación total láser para el ajuste fino. La operación no se limita al desmontaje y montaje; requiere considerar de forma integral el estado del testero, la compatibilidad entre ruedas nuevas y usadas, y el recalibrado posterior.
Criterios para la sustitución de ruedas de rodadura
Las siguientes condiciones requieren la sustitución de la rueda: ① desgaste del diámetro de la superficie de rodadura ≥ 5% del diámetro original; ② profundidad de desconchado en la superficie de rodadura ≥ 3 mm o área ≥ 200 mm²; ③ desgaste del espesor de la pestaña ≥ 50% del espesor original; ④ cualquier grieta en la raíz de la pestaña; ⑤ capa endurecida completamente desgastada (la dureza de la banda de rodadura desciende al nivel de la dureza del núcleo); ⑥ desgaste del alojamiento del rodamiento que provoque una holgura de ajuste superior a la tolerancia (> 0,05 mm). Antes de la sustitución, se debe inspeccionar y confirmar cada rueda para evitar reemplazos innecesarios.
En la práctica, un error de diagnóstico frecuente es centrarse únicamente en el desgaste de la superficie de rodadura e ignorar el estado de la pestaña. La reducción del espesor de la pestaña es un factor de riesgo que a menudo pasa desapercibido: cuando el espesor de la pestaña se desgasta de 25 mm a 12 mm, el riesgo de descarrilamiento se multiplica aproximadamente por tres. Además, al sustituir una rueda, se debe inspeccionar simultáneamente el estado de desgaste de las demás ruedas del mismo testero para evitar que la falta de adaptación de diámetros provoque un nuevo rozamiento de la pestaña contra el carril.
Requisitos de compatibilidad entre ruedas nuevas y existentes
Al instalar una rueda nueva, se debe garantizar su compatibilidad con las demás ruedas del mismo testero:
Adaptación de diámetros: La diferencia de diámetro entre las cuatro ruedas de un mismo testero debe ser ≤ 1,0 mm, y entre las ocho ruedas de la misma grúa, ≤ 1,5 mm. El diámetro de la rueda nueva debe ser ligeramente superior al de las ruedas existentes (0,5 ~ 1,0 mm) para compensar la pérdida de diámetro por desgaste. Una diferencia excesiva provoca una distribución desigual de la carga por rueda.
Compatibilidad de material: El material y la dureza del tratamiento térmico de la rueda de repuesto deben ser idénticos a los de las demás ruedas del mismo lado. Por ejemplo, si la grúa utiliza ruedas de 42CrMo con temple por inducción, no se deben mezclar con ruedas de ZG310-570 con temple por llama. El material de las ruedas motrices y de las ruedas locas del mismo lado debe ser uniforme.
Compatibilidad de rodamientos: El modelo de rodamiento de la rueda nueva debe coincidir con el original; se recomienda utilizar rodamientos de la misma marca y serie. Se aconseja sustituir los rodamientos al mismo tiempo que la rueda: los rodamientos extraídos de la rueda usada ya han sufrido deformación y su holgura no puede garantizarse tras un segundo prensado. Antes de la instalación, se debe verificar el modelo, el grado de tolerancia y la holgura del rodamiento para asegurar que cumplen los requisitos de diseño.
Procedimiento operativo para la sustitución de ruedas
Desmontaje: Elevar el testero de la grúa para suspender la rueda y desmontar la placa de cubierta del soporte de la rueda, los pernos del soporte de rodamiento y el anillo de retención. Utilizar un extractor de cubo específico o un extractor hidráulico de ruedas para desmontar el conjunto de rodamiento de la rueda. Durante el elevado, asegurarse de que el gato se coloca en el refuerzo del testero para evitar deformaciones locales.
Inspección del testero: Tras desmontar la rueda usada, es obligatorio inspeccionar el desgaste y la deformación del alojamiento de la rueda en el testero. Medir la circularidad y el diámetro del orificio con un micrómetro de interiores. Si la desviación de circularidad supera > 0,05 mm o el diámetro aumenta > 0,10 mm, se debe mecanizar el orificio para restaurar las dimensiones originales. Tras el mecanizado, verificar que la rugosidad superficial sea Ra ≤ 3,2 μm.
Prensado de la rueda nueva: Tras la limpieza y lubricación, los rodamientos de la rueda nueva se montan mediante un proceso de montaje térmico (calentamiento del rodamiento a 100 ~ 120 °C en baño de aceite o por inducción) y se instalan en el eje de rueda, dejándolos enfriar de forma natural. A continuación, se monta el conjunto de rueda en el alojamiento del testero mediante una prensa. La fuerza de prensado se calcula según el diámetro del alojamiento del rodamiento: aproximadamente 0,5 ~ 1,0 kN por mm, con una velocidad de prensado controlada ≤ 2 mm/s para evitar cargas de impacto.
Ajuste fino: Tras la instalación de la rueda nueva, se ajustan sucesivamente la inclinación horizontal, la inclinación vertical, la distancia entre ejes y la diagonal, con valores de tolerancia conforme a la norma ISO 12478 (referencia GB/T 10183-2018). Ajustar primero la inclinación horizontal, luego la vertical y, finalmente, verificar la diagonal.
Prueba de carga tras la sustitución
Tras la sustitución de la rueda, es obligatorio realizar una prueba en vacío y una prueba de carga para verificar que la rueda y el carril son compatibles, que el funcionamiento es estable y que cada rueda soporta la carga de manera uniforme.
Prueba en Vacío: Hacer funcionar el puente durante 2 horas completas, sin ruido anormal ni vibraciones. Registrar la corriente de los motores de accionamiento de ambos lados; la diferencia no debe superar el 10%. Comprobar el sonido de los rodamientos de cada rueda con un estetoscopio mecánico; el sonido debe ser uniforme y continuo, sin ruidos rítmicos anómalos. Medir la temperatura de la pestaña; en condiciones normales, la elevación de temperatura no debe superar los 15 °C por encima de la Temperatura Ambiente.
Ensayo de Carga Estática: Según los requisitos del reglamento TSG 51-2023, elevar 1,25 veces la carga nominal y mantenerla suspendida durante 10 minutos, verificando que la rueda y el testero no presenten deformación permanente. Tras el ensayo estático, comprobar que el contacto entre la rueda y el carril es correcto y que no hay separaciones locales.
Ensayo de Carga Dinámica: Elevar 1,1 veces la carga nominal y realizar al menos 3 recorridos completos de ida y vuelta. La traslación del puente debe ser estable, sin rozamiento de la pestaña contra el carril ni ruido anormal. Inmediatamente después del ensayo dinámico, medir la temperatura de la superficie de rodadura y de la pestaña; la elevación de temperatura no debe superar los 30 °C por encima de la Temperatura Ambiente. Durante la prueba, registrar la desviación de traslación del puente; la desviación total no debe superar los 8 mm. Tras el ensayo, revisar el par de apriete de todos los pernos para garantizar que no se han aflojado.
Tabla comparativa del proceso de sustitución de ruedas
A continuación se resume en una tabla comparativa el contenido operativo, las herramientas, la Norma de Aceptación y el tiempo de trabajo de los ocho pasos del procedimiento de sustitución de la Rueda de rodadura, para una referencia rápida durante la operación de reemplazo.
| Paso | Contenido de la operación | Herramienta | Norma de Aceptación | Horas de trabajo |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Elevación Testero Desmontaje de rueda antigua | gato hidráulico/Extractor de ruedas | Testero Sin daños | 1h |
| 2 | Testero Detección Reparación | Diámetro interiormicrómetro/Máquina mandrinadora | Redondez≤0.05mm | 2h |
| 3 | Rodamiento Montaje en caliente | Inducción Calentador | 100~120℃ | 0.5h |
| 4 | Torneado Carga por rueda Montaje en caliente | prensa/Útil de montaje por presión | Fuerza de presión conforme al cálculo | 1h |
| 5 | Desviaciónajuste | Láser de alineación/casquillo excéntrico | Nivelación≤0.25mm/m | 2h |
| 6 | Distancia entre ejes Diagonalajuste | estación total/bobina de acero Regla | diferencia diagonal≤3~5mm | 1h |
| 7 | Prueba en Vacío | Amperímetro/Estetoscopio | 2hSin anomalías Corriente Diferencia≤10% | 2h |
| 8 | Prueba de carga | carga de prueba/Pistola termométrica | 1.25vecescarga estática 1.1vecescarga dinámica | 3h |
| Total | 8~12horas(Incluye prueba) | |||
Preguntas frecuentes sobre el cambio de ruedas
P: ¿Se puede sustituir solo una rueda?
R: En principio sí, pero la rueda nueva debe tener un diámetro que no difiera más de 1 mm respecto a las otras tres. Si las ruedas antiguas están cerca del criterio de desecho, la rueda nueva tendrá un diámetro claramente mayor que las demás, lo que aumentará la carga por rueda y acelerará su desgaste. Se recomienda sustituir las cuatro ruedas del mismo testero a la vez, o al menos por pares.
P: ¿Cuánto tiempo se tarda en cambiar una rueda?
R: El cambio de una sola rueda suele llevar entre 8 y 12 horas en total (desmontaje, inspección del testero, montaje térmico del rodamiento, prensado, ajuste de la desviación y pruebas en vacío y con carga). Si el testero requiere mecanizado de reparación, hay que añadir 2 a 4 horas más. El equipo de mantenimiento de Kelude Industrias Pesadas dispone de utillaje específico y estación total láser para reducir notablemente el tiempo de ajuste.
P: ¿Es obligatorio repetir la prueba de carga después de cambiar la rueda?
R: Sí. Según el reglamento TSG 51-2023, tras sustituir un componente principal sometido a esfuerzos (incluidas las ruedas) es obligatorio realizar el ensayo de carga estática y el ensayo de carga dinámica. El ensayo de carga estática se realiza con 1,25 veces la carga nominal y el ensayo de carga dinámica con 1,1 veces la carga nominal. Los registros de ensayo deben incorporarse al expediente técnico del equipo. Kelude Industrias Pesadas entrega con el equipo un manual de registros de mantenimiento de las ruedas.
P: ¿Qué hacer si el puente sigue rozando contra el carril después del cambio de ruedas?
R: Si el rozamiento de la pestaña de la rueda contra el carril persiste tras el cambio, el origen del problema no está en las ruedas, sino en el sistema de riel. Orden de comprobación: ① comprobar si la rectitud del carril supera la tolerancia (debe ser ≤2 mm/2 m); ② comprobar la diferencia de cota entre los dos carriles (debe ser ≤±5 mm en toda la longitud); ③ comprobar si hay desalineación en la junta de carril; ④ comprobar si el testero presenta deformación torsional. Antes de cambiar las ruedas, se debe realizar la inspección de rieles y la corrección correspondiente; la rectitud del carril debe ser ≤2 mm/2 m.
