Procedimiento para el desmontaje y montaje de ruedas de grúa, la comprobación de la compatibilidad entre ruedas nuevas y usadas y los ensayos de carga
📌 La sustitución de las ruedas de las grúas es un proceso clave en el mantenimiento de los equipos, que abarca todo el proceso, desde el desmontaje hasta el montaje a presión, pasando por el ajuste y las pruebas de carga. La sustitución de las ruedas debe realizarse siguiendo estrictamente los procedimientos operativos, lo que incluye la inspección y reparación de las vigas de extremo, el proceso de montaje a presión de las ruedas nuevas, el ajuste preciso de las tolerancias de montaje y la prueba de funcionamiento de la máquina completa. En este artículo se describen detalladamente los criterios para determinar cuándo es necesario sustituir las ruedas, el procedimiento operativo y los criterios de aceptación.
Cuando el desgaste de las ruedas supere los límites establecidos para su retirada (según la evaluación del equipo de mantenimiento) o aparezcan defectos como grietas o desprendimientos, es obligatorio sustituirlas sin demora. La sustitución de las ruedas debe realizarse siguiendo estrictamente el procedimiento operativo, para garantizar que la precisión de montaje de las nuevas ruedas cumpla con los requisitos. El equipo de mantenimiento de Krued Heavy Industry cuenta con herramientas especializadas y una estación total láser para realizar ajustes de precisión. Esto no solo implica las operaciones de desmontaje y montaje, sino que también requiere tener en cuenta de forma integral el estado de las vigas de extremo, la compatibilidad entre las ruedas nuevas y las antiguas, y la recalibración.
Determinación de las condiciones para el cambio de ruedas
Es necesario sustituir las ruedas en los siguientes casos: ① el desgaste del diámetro de la banda de rodadura es ≥ al 51 % del diámetro original; ② la profundidad de desprendimiento de la banda de rodadura es ≥ a 3 mm o la superficie afectada es ≥ a 200 mm²; ③ el desgaste del espesor del reborde es ≥ al 50 % del espesor original; ④ aparición de cualquier grieta en la base del reborde; ⑤ desgaste completo de la capa de temple (la dureza de la banda de rodadura ha descendido al nivel de dureza del núcleo); ⑥ desgaste del orificio del cojinete de la rueda que provoca un juego de montaje superior al permitido (>0,05 mm). Antes de la sustitución, se debe inspeccionar y verificar cada rueda individualmente para evitar una sustitución indiscriminada.
En la práctica, un error habitual es fijarse únicamente en el desgaste de la banda de rodadura y pasar por alto el estado del reborde. El desgaste del reborde suele ser un factor de riesgo que se pasa por alto con mayor facilidad: cuando el grosor del reborde se reduce de 25 mm a 12 mm, el riesgo de descarrilamiento se triplica aproximadamente. Además, al sustituir una rueda, se debe comprobar al mismo tiempo el estado de desgaste de las demás ruedas del mismo extremo del vagón, para evitar que la sustitución de una sola rueda provoque un desajuste en el diámetro de las ruedas y, con ello, un nuevo desgaste anormal del carril.
Requisitos de compatibilidad entre ruedas nuevas y viejas
Al sustituir una rueda por una nueva, es imprescindible garantizar que esta sea compatible con el resto de ruedas del mismo extremo del puente:
Coincidencia de diámetros:La diferencia de diámetro entre las cuatro ruedas de una misma viga transversal debe ser ≤ 1,0 mm, y la diferencia de diámetro entre las ocho ruedas de una misma grúa debe ser ≤ 1,5 mm. El diámetro de las ruedas nuevas debe ser ligeramente superior al de las originales (entre 0,5 y 1,0 mm), para compensar la pérdida de diámetro de las ruedas desgastadas. Una diferencia de diámetro excesiva provocaría una distribución desigual de la presión sobre las ruedas.
Compatibilidad de materiales:El material y la dureza tras el tratamiento térmico de las ruedas sustituidas deben coincidir con los del resto de ruedas del mismo lado. Por ejemplo, si el vehículo original utiliza ruedas de acero 42CrMo templadas por inducción, al sustituirlas no se deben mezclar con ruedas de acero ZG310-570 templadas a la llama. El material de las ruedas motrices y las ruedas pasivas del mismo lado debe ser el mismo.
Compatibilidad de los rodamientos:El modelo de los rodamientos de las ruedas nuevas debe coincidir con el del vehículo original; se recomienda utilizar rodamientos de la misma marca y serie. Al sustituir las ruedas, se aconseja cambiar también los rodamientos, ya que los rodamientos antiguos se han deformado al desmontarlos de las ruedas viejas y, tras un segundo montaje a presión, no se puede garantizar el juego axial. Antes de montar los rodamientos, se deben comprobar el modelo, el grado de tolerancia y el juego axial para garantizar que cumplen los requisitos de diseño.
Procedimiento para el cambio de ruedas
Desmontaje:Eleve la viga del extremo de la grúa para que las ruedas queden suspendidas en el aire y desmonte la tapa del soporte de la rueda, los pernos del asiento del cojinete y el anillo de retención. Utilice un extractor de cubos específico o un extractor hidráulico de ruedas para desmontar el conjunto de cojinetes de la rueda. Al elevar la máquina, asegúrese de que el gato se sitúe en el refuerzo de la viga de extremo, para evitar que la posición de elevación provoque una deformación local de la viga.
Inspección de las vigas de extremo:Tras desmontar la rueda antigua, es imprescindible comprobar el desgaste y la deformación de los orificios de las ruedas en la viga de extremo. Utilice un micrómetro de diámetro interior para medir la circularidad y el diámetro de los orificios; si la desviación de circularidad es superior a 0,05 mm o el diámetro ha aumentado más de 0,10 mm, será necesario rectificar los orificios para restaurar sus dimensiones originales. Tras la rectificación, se debe medir la rugosidad superficial, que debe ser Ra ≤ 3,2 μm.
Montaje de ruedas nuevas:Los rodamientos de las ruedas nuevas, tras su limpieza y lubricación, se montan mediante un proceso de montaje en caliente (calentamiento de los rodamientos a 100-120 ℃ en baño de aceite o por inducción) y se dejan enfriar de forma natural una vez instalados en el eje de la rueda. A continuación, se introduce el conjunto de la rueda en el orificio de la viga de extremo y se presiona con una prensa. La fuerza de presión se calcula en función del diámetro interior del rodamiento: entre 0,5 y 1,0 kN por mm; la velocidad de presión debe mantenerse por debajo de 2 mm/s para evitar cargas de impacto.
Ajuste fino:Una vez montadas las ruedas nuevas, se ajustarán sucesivamente la desviación horizontal, la desviación vertical, el ancho de vía y las diagonales, aplicándose los valores de tolerancia establecidos en la norma GB/T 10183-2018. Se ajustará primero la desviación horizontal, luego la vertical y, por último, se comprobarán las diagonales.
Ensayo de carga tras la sustitución
Tras el cambio de ruedas, es imprescindible realizar pruebas de marcha en vacío y con carga para garantizar que las ruedas se ajustan correctamente a las vías, que el funcionamiento es fluido y que la carga se distribuye uniformemente entre todas las ruedas.
Prueba de funcionamiento en vacío:El vagón circuló durante 2 horas sin ruidos ni vibraciones anormales. Se registró la intensidad de corriente de los motores de tracción de ambos lados; la diferencia debe ser ≤ 10%. Se comprobó el ruido de los cojinetes de las ruedas con un estetoscopio; el ruido de los cojinetes de todas las ruedas debe ser uniforme y continuo, sin ruidos irregulares. Se midió la temperatura de las llantas; en condiciones normales, el aumento de temperatura no debe superar los 15 ℃ respecto a la temperatura ambiente.
Ensayo de carga estática:De acuerdo con los requisitos de la norma TSG 51-2023, se elevará una carga equivalente a 1,25 veces la carga nominal y se mantendrá suspendida durante 10 minutos; se comprobará que las ruedas y las vigas de los extremos no presenten deformaciones permanentes. Tras la carga estática, se comprobará si el contacto entre las ruedas y el carril es normal y si existe algún desprendimiento local.
Ensayo de carga dinámica:Se realizará un recorrido de ida y vuelta a lo largo de toda la carrera, levantando 1,1 veces la carga nominal, al menos tres veces; el carro deberá desplazarse de forma estable, sin rozar el carril ni producir ruidos extraños. Inmediatamente tras finalizar la carga dinámica, se medirá la temperatura de la banda de rodadura y del reborde de las ruedas; el aumento de temperatura no deberá superar los 30 °C por encima de la temperatura ambiente. Durante la prueba se registrará la desviación del carro, y la desviación total deberá ser ≤ 8 mm. Tras la prueba, se volverá a comprobar el par de apriete de todos los pernos para garantizar que no haya aflojamientos.
Tabla comparativa del proceso de sustitución de ruedas
A continuación se resumen en una tabla comparativa los pasos operativos, las herramientas, los criterios de aceptación y las horas de trabajo de los ocho pasos del proceso de sustitución de ruedas, para que Respeta pueda consultarla rápidamente durante la operación de sustitución.
| Pasos | Contenido de la operación | Herramientas | Criterios de aceptación | Horas de trabajo |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Desmontaje de la viga de elevación y retirada de la rueda vieja | Gato hidráulico/Extractor de ruedas | Viga de extremo sin daños | 1 h |
| 2 | Inspección y reparación de vigas de extremo | Micrómetro de diámetro interior/Máquina para medir orificios | Redondez ≤ 0,05 mm | 2 h |
| 3 | Montaje en caliente de rodamientos | Calentador por inducción | 100-120 ℃ | 0,5 h |
| 4 | Montaje a presión de ruedas | Prensas/utillaje de montaje a presión | La fuerza de compresión se ajusta a los cálculos | 1 h |
| 5 | Ajuste de la desviación | Aparato láser / Casquillo excéntrico | Nivel ≤ 0,25 mm/m | 2 h |
| 6 | Ajuste de la diagonal de la distancia entre ejes | Teodolito/Cinta métrica de acero | Diferencia diagonal ≤ 3-5 mm | 1 h |
| 7 | Prueba de funcionamiento en vacío | Amperímetro/auscultador | 2 h sin anomalías; diferencia de corriente ≤ 10% | 2 h |
| 8 | Prueba de funcionamiento con carga | Pistola de carga de ensayo/medición de temperatura | 1,25 veces la carga estática; 1,1 veces la carga dinámica | 3 h |
| Total | De 8 a 12 horas (incluida la prueba de conducción) | |||
Preguntas frecuentes
Pregunta: ¿Se puede cambiar solo una rueda?
Respuesta: En principio, sí, pero es imprescindible que la diferencia entre el diámetro de la rueda nueva y el de las otras tres ruedas sea ≤ 1 mm. Si el desgaste de las ruedas antiguas se acerca al límite de desguace, al sustituir una de ellas por una nueva, el diámetro de esta será notablemente mayor que el de las otras tres, lo que provocará un aumento de la presión sobre dicha rueda y acelerará su desgaste. Se recomienda cambiar las cuatro ruedas del mismo lado del eje al mismo tiempo, o al menos por pares.
Pregunta: ¿Cuánto tiempo se tarda en cambiar una rueda?
Respuesta: La duración total de la sustitución de una sola rueda es de entre 8 y 12 horas (incluidos el desmontaje, la inspección de la viga de extremo, el montaje en caliente de los rodamientos, el montaje a presión, el ajuste de la desviación y las pruebas de funcionamiento en vacío y con carga). Si es necesario reparar el orificio de la viga de extremo, se añadirán entre 2 y 4 horas. El equipo de mantenimiento de Krued Heavy Industry, equipado con herramientas especializadas y un teodolito láser, puede reducir considerablemente el tiempo de ajuste.
Pregunta: ¿Es necesario volver a realizar la prueba de carga tras cambiar las ruedas?
Respuesta: Sí. De acuerdo con los requisitos de la norma TSG 51-2023, tras la sustitución de piezas sometidas a esfuerzos principales (incluidas las ruedas), es obligatorio realizar ensayos de carga estática y dinámica. El ensayo de carga estática se realiza con 1,25 veces la carga nominal, mientras que el de carga dinámica se realiza con 1,1 veces la carga nominal. Los registros de los ensayos deben incorporarse al expediente técnico del equipo. En el momento de la entrega, los equipos de Krued Heavy Industry incluyen un manual de mantenimiento de las ruedas.
Pregunta: ¿Qué hacer si, tras cambiar las ruedas, el tren sigue rozando los carriles?
Respuesta: El hecho de que, tras cambiar las ruedas, el tren siga rozando el carril indica que el origen del problema no está en las propias ruedas, sino en el sistema de vías. Orden de comprobación: ① ¿Se excede la tolerancia de rectitud de la vía (debe ser ≤ 2 mm/2 m)?; ② ¿La diferencia de cota entre los dos lados de la vía (debe ser ≤ ±5 mm en toda la longitud)?; ③ ¿Están desplazados los empalmes de la vía?; ④ ¿Presentan las vigas de extremo alguna deformación por torsión? Antes de cambiar las ruedas, se debe realizar la inspección y corrección de la vía; la rectitud de la vía debe ser ≤ 2 mm/2 m.
