Guía de ruedas de grúa: selección y tratamiento térmico

Las ruedas del puente de grúa son componentes críticos que soportan el peso total de la máquina y transmiten la fuerza motriz de traslación. Su selección, tratamiento térmico, instalación, mantenimiento, evaluación del desgaste y sustitución son etapas interrelacionadas. Esta serie de artículos de Kelude Industrias Pesadas aborda la tecnología de las ruedas de grúa desde seis perspectivas clave, ofreciendo una visión sistemática del ciclo de vida completo. A continuación se presentan los puntos clave y los parámetros esenciales de cada capítulo para una consulta rápida.

Capítulo 1: Selección de material y capacidad de carga de la rueda

Los tres materiales principales para ruedas de grúa son el acero fundido ZG310-570, el acero para muelles 65Mn y el acero estructural aleado 42CrMo. El ZG310-570 ofrece una resistencia a la tracción ≥570MPa, adecuado para grúas de 5~50t; el 65Mn alcanza ≥980MPa, para capacidades medias de 10~100t; y el 42CrMo, con ≥1080MPa, es la opción preferida para grúas de gran tonelaje (>50t). Para una tabla comparativa detallada de la composición química, propiedades mecánicas, parámetros del proceso de tratamiento térmico y capacidad de carga de cada material, consulte el artículo específico.

Para condiciones de operación de baja frecuencia y tonelaje reducido (nivel A3~A5), la solución más rentable es el ZG310-570 con temple por llama, con un coste de rueda de aproximadamente el 50%~60% de la opción 42CrMo. Sin embargo, si la vida útil prevista del equipo supera los 10 años o el tiempo de funcionamiento anual excede las 3000 horas, se recomienda optar directamente por 42CrMo con temple por inducción, ya que el costo del ciclo de vida resulta más favorable.

Para ver la tabla comparativa de parámetros detallada y las configuraciones recomendadas por tonelaje, consulte el Capítulo 1

Capítulo 2: Proceso de tratamiento térmico y dureza de la rueda

El temple superficial por llama, el temple por inducción y el temple y revenido seguido de temple por inducción son los tres procesos de tratamiento térmico más comunes para ruedas de grúa. El temple por llama requiere equipos simples y es el más económico, con una profundidad de capa endurecida de 3~6mm, adecuado para ZG310-570. El temple por inducción ofrece calentamiento rápido, menor deformación y dureza uniforme, con una profundidad de capa endurecida de 3~8mm, ideal para 65Mn y 42CrMo. El temple y revenido más inducción proporciona las mejores propiedades integrales, alcanzando profundidades de capa endurecida de 5~12mm, siendo la opción óptima para 42CrMo en aplicaciones de gran tonelaje.

La dureza de la superficie de rodadura tras el temple: ZG310-570 con temple por llama HB300~380, 65Mn con temple por inducción HRC45~55, y 42CrMo con temple y revenido más inducción HRC55~60. En la aceptación, la diferencia de dureza entre cuatro puntos de una misma rueda debe ser ≤HB30 para temple por llama y ≤HRC5 para temple por inducción.

Para conocer los parámetros del proceso, rangos de dureza, métodos de inspección y la tabla comparativa de los distintos tratamientos, consulte el Capítulo 2

Capítulo 3: Tolerancia de instalación y adaptación al carril

La precisión de instalación de las ruedas determina directamente la suavidad de la traslación del puente y la aparición de rozamiento de la pestaña contra el carril. La norma ISO 12480 establece una inclinación horizontal ≤0,25mm/m (para diámetros de rueda >500mm) y una inclinación vertical ≤0,25mm/m, con un valor absoluto máximo de 0,5mm. La tolerancia de la distancia entre ejes es de ±2mm para S≤10m, y de ±[2+(S-10)×0,1]mm para S>10m. La diferencia diagonal debe ser ≤3mm para el carro y ≤5mm para el puente.

Los métodos de ajuste incluyen el uso de casquillos excéntricos para corregir la inclinación horizontal, calzas para ajustar la inclinación vertical, y la priorización del ajuste en el lado de las ruedas motrices para corregir la diferencia diagonal. En grúas con múltiples ruedas (8/16 ruedas), es necesario emplear una Viga de Reparto para asegurar un contacto uniforme de todas las ruedas con el carril.

Para consultar todas las tolerancias, herramientas de inspección, métodos de ajuste y soluciones de distribución de carga en múltiples ruedas, consulte el Capítulo 3

Capítulo 4: Mantenimiento rutinario e intervalo de inspección

El mantenimiento de las ruedas se centra en cuatro tareas principales: lubricación de rodamientos, inspección de la superficie de rodadura, medición de la pestaña y detección de desviaciones en la traslación del puente. La lubricación de los rodamientos debe realizarse cada 3 meses para los niveles A3~A5, y mensualmente para los niveles A6~A8. En condiciones de operación normales se utiliza grasa de base litio grado 2~3; para servicio a alta temperatura, se emplea grasa de base litio compuesta.

La superficie de rodadura debe someterse a una inspección visual mensual para detectar grietas y desconchados, mientras que el espesor de la pestaña se mide trimestralmente. La holgura estándar de la pestaña es de 5~10mm; valores superiores a 15mm o inferiores a 3mm requieren ajuste. La corriente del puente debe medirse semestralmente; una diferencia superior al 10% entre ambos lados indica una desviación en la traslación.

Para la tabla comparativa de ciclos de mantenimiento, selección de grasa y métodos de diagnóstico de ruido anormal en rodamientos, consulte el Capítulo 4

Capítulo 5: Evaluación del desgaste y criterios de desecho de la rueda

Umbrales de desecho para los cuatro modos de fallo principales de la rueda de rodadura: reducción del diámetro por desgaste uniforme de la superficie de rodadura ≥5%; desconchón individual en la superficie de rodadura ≥200 mm² o profundidad ≥3 mm; espesor de la pestaña ≤50% del espesor original; cualquier grieta en la raíz de la pestaña requiere desecho inmediato; grieta transversal en la superficie de rodadura ≥10 mm o longitudinal ≥15 mm.

El método de inspección incluye el uso de calibre vernier para medir la pestaña, medidor de diámetro de rueda para la superficie de rodadura, lupa de diez aumentos para detectar grietas e inspección por partículas magnéticas para confirmación. Si la diferencia de diámetro entre las cuatro ruedas de un mismo testero es ≥1,5 mm, se deben reemplazar como par.

Para conocer los criterios de evaluación detallados de cada modo de fallo, los métodos de inspección y la tabla comparativa, consulte el capítulo 5.

Capítulo 6: Condiciones de reemplazo de ruedas y normas de operación

Procedimiento de reemplazo de ruedas en ocho pasos: desmontaje de la rueda antigua (1 h), inspección y reparación del testero (2 h), montaje en caliente del rodamiento (0,5 h), prensado de la rueda (1 h), ajuste de la desviación (2 h), ajuste de la distancia entre ejes y diagonales (1 h), prueba en vacío (2 h) y prueba con carga (3 h). La duración total del reemplazo de una sola rueda es de 8 a 12 horas.

Tras el reemplazo, es obligatorio realizar un ensayo de carga estática de 1,25 veces y un ensayo de carga dinámica de 1,1 veces para garantizar que la precisión de instalación de la rueda sea correcta y que el funcionamiento sea estable. Si el rozamiento de la pestaña de la rueda contra el carril persiste después del cambio, se debe priorizar la verificación de la rectitud del carril y la diferencia de cota.

Para conocer el procedimiento operativo detallado, las herramientas, la norma de aceptación y la tabla comparativa de horas de trabajo, consulte el capítulo 6.

Tabla comparativa integral de parámetros del proceso de ruedas

La siguiente tabla comparativa resume los parámetros clave, las normas de ejecución, las preguntas frecuentes y las soluciones recomendadas de las seis etapas, para una consulta rápida durante el mantenimiento diario y la toma de decisiones de reemplazo.

Gestión del ciclo de vida completo de las ruedas de grúa

En la fase de adquisición del equipo, defina claramente la Clase de Funcionamiento y las horas de operación anuales, y seleccione el material y el Tratamiento térmico adecuados. Para clases A5 y superiores, puede emplearse Temple por llama; para A6 y superiores, se recomienda Temple por inducción.

Durante la instalación, asegúrese de que la inclinación de las ruedas, la Distancia entre ejes y las diagonales cumplan todas las tolerancias. En las ruedas de grúa de salida de fábrica, la precisión de instalación debe verificarse con una estación total láser.

En la operación diaria, realice la Lubricación regular y las inspecciones conforme al ciclo de mantenimiento establecido, con una inspección visual mensual de la Superficie de rodadura y la Pestaña de rueda.

En la fase de gestión del Desgaste, mida la cantidad de desgaste trimestralmente y planifique la sustitución antes de alcanzar el umbral de desecho.

Al reemplazar las ruedas, inspeccione simultáneamente el estado del Testero y, si es necesario, realice el mecanizado de precisión para garantizar la precisión de instalación de las ruedas nuevas.

Preguntas frecuentes sobre ruedas de grúa