Manual técnico completo sobre las ruedas de las grúas: seis capítulos sobre selección, tratamiento térmico, instalación, mantenimiento, desgaste y sustitución
📌 Manual técnico completo sobre las ruedas de las grúas, que abarca seis módulos principales: selección de materiales, procesos de tratamiento térmico, tolerancias de montaje, mantenimiento diario, evaluación del desgaste y normas de sustitución. Cada módulo cuenta con artículos detallados independientes que se pueden consultar; esta página ofrece una visión general de toda la serie y sirve como herramienta de consulta rápida.
Las ruedas del carro de una grúa son componentes clave que soportan el peso total de la máquina y la fuerza motriz necesaria para su funcionamiento; todos los aspectos relacionados con su selección, tratamiento térmico, instalación, mantenimiento, evaluación del desgaste y sustitución están interrelacionados. Esta serie de artículos especializados sobre ruedas de Krude Heavy Industry analiza de forma sistemática, desde seis perspectivas, la tecnología relacionada con el ciclo de vida completo de las ruedas. A continuación se ofrece una tabla comparativa rápida con los puntos principales y los parámetros clave de cada capítulo.
Capítulo 1: Selección del material de las ruedas y capacidad de carga
Los tres materiales principales utilizados en las ruedas de las grúas son el acero fundido ZG310-570, el acero para resortes 65Mn y el acero estructural aleado 42CrMo. El ZG310-570 tiene una resistencia a la tracción ≥ 570 MPa, por lo que es adecuado para grúas de tonelaje pequeño y mediano (de 5 a 50 t); el 65Mn tiene una resistencia a la tracción ≥ 980 MPa, por lo que es adecuado para grúas de tonelaje medio (de 10 a 100 t); el 42CrMo, con una resistencia a la tracción ≥ 1080 MPa, es la opción preferida para grandes tonelajes de más de 50 t. Para consultar la tabla comparativa de la composición química, las propiedades mecánicas, los parámetros de tratamiento térmico y la capacidad de carga de cada material, véase el artículo especializado.
Para condiciones de trabajo de baja frecuencia y pequeño tonelaje (niveles A3 a A5), la solución de temple por llama ZG310-570 ofrece la mejor relación calidad-precio; el coste de las ruedas es de entre 50% y 60%, aproximadamente, en comparación con la solución de 42CrMo. Sin embargo, si la vida útil prevista del equipo supera los 10 años o el tiempo de funcionamiento anual supera las 3.000 horas, resulta más rentable optar directamente por la solución de temple por inducción con 42CrMo, ya que ofrece un mejor coste a lo largo de todo el ciclo de vida.
Comparativa detallada de parámetros y propuestas de configuración recomendadas para cada tonelaje, Ver el capítulo 1 →
Capítulo 2: Proceso de tratamiento térmico de las ruedas y normas de dureza
El temple superficial con llama, el temple por inducción y el temple y revenido con temple por inducción son los tres procesos principales de tratamiento térmico de las ruedas. El equipo de temple con llama es sencillo y tiene el coste más bajo; la profundidad de la capa endurecida es de 3 a 6 mm, lo que lo hace adecuado para el material ZG310-570; el temple por inducción se caracteriza por un calentamiento rápido, una deformación mínima y una dureza uniforme, con una profundidad de la capa de temple de entre 3 y 8 mm, y es adecuado para los aceros 65Mn y 42CrMo; el templado y revenido con temple por inducción ofrece el mejor rendimiento global, con una profundidad de la capa de temple de entre 5 y 12 mm, y es adecuado para las ruedas de gran tonelaje fabricadas en acero 42CrMo.
Rango de dureza de la banda de rodadura tras el temple: ZG310-570 con temple a la llama, HB 300-380; 65Mn con temple por inducción, HRC 45-55; 42CrMo con templado y revenido más temple por inducción, HRC 55-60. En el momento de la recepción, la diferencia de dureza entre cuatro puntos de una misma rueda debe ser, en el caso del temple con llama, ≤ HB30, y en el caso del temple por inducción, ≤ HRC5.
Parámetros de proceso, rango de dureza, métodos de ensayo y tablas comparativas de los distintos procesos, Ver el capítulo 2 →
Capítulo III: Tolerancias de montaje de las ruedas y adaptación a las vías
La precisión en el montaje de las ruedas determina directamente si el carro se desplaza con suavidad o si se produce un deslizamiento lateral. La norma GB/T 10183-2018 establece que la desviación horizontal de las ruedas debe ser ≤ 0,25 mm/m (diámetro de la rueda > 500 mm), la desviación vertical ≤ 0,25 mm/m y el valor absoluto ≤ 0,5 mm. Comprobación de la tolerancia del ancho de vía: ±2 mm cuando S ≤ 10 m; ±[2 + (S - 10) × 0,1] mm cuando S > 10 m. La diferencia diagonal es de ≤ 3 mm para el carro pequeño y de ≤ 5 mm para el carro grande.
Los métodos de ajuste incluyen el ajuste de la desviación horizontal mediante casquillos excéntricos, el ajuste de la desviación vertical mediante cuñas y el ajuste prioritario del lado de la rueda conductora para corregir la diferencia diagonal. En las grúas de varias ruedas (8 o 16 ruedas), también es necesario utilizar una viga de equilibrio para que todas las ruedas entren en contacto con el carril de forma uniforme.
Los distintos parámetros de tolerancia, herramientas de inspección, métodos de ajuste y planes de distribución uniforme de la carga en varias ruedas, Ver el capítulo 3 →
Capítulo IV: Mantenimiento diario de las ruedas y periodicidad de las revisiones
El mantenimiento de las ruedas consta de cuatro tareas fundamentales: lubricación de los rodamientos, inspección de la banda de rodadura, medición del reborde y detección de desviaciones de la carrocería. La lubricación de los rodamientos de los grados A3 a A5 se realiza cada tres meses, mientras que la de los grados A6 a A8, una vez al mes. En condiciones normales de funcionamiento se utiliza grasa a base de platino n.º 2 o n.º 3, mientras que en condiciones de alta temperatura se utiliza grasa compuesta a base de platino.
La banda de rodadura se inspeccionará visualmente cada mes para detectar grietas y desprendimientos, y el espesor del reborde se medirá cada trimestre. El juego del reborde debe estar entre 5 y 10 mm; si es superior a 15 mm o inferior a 3 mm, deberá ajustarse. La corriente de la vagoneta se comprobará cada seis meses; una diferencia de corriente entre ambos lados superior a 10% indica una desviación.
Tabla comparativa de ciclos de mantenimiento, selección de grasas lubricantes, métodos de diagnóstico de ruidos anormales en los rodamientos, Ver el capítulo 4 →
Capítulo V: Evaluación del desgaste de las ruedas y criterios de desguace
Umbrales de desguace para los cuatro tipos principales de fallos en las ruedas: reducción del diámetro de la banda de rodadura por desgaste uniforme ≥ 51 TP3T; desprendimiento de la banda de rodadura con un solo hoyo ≥ 200 mm² o profundidad ≥ 3 mm; espesor del reborde ≤ 50 % del espesor original (50%); cualquier grieta en la base del reborde implica el desguace inmediato; grietas transversales en la banda de rodadura ≥ 10 mm o longitudinales ≥ 15 mm.
Los métodos de inspección incluyen la medición del reborde de la rueda con un calibre de deslizamiento, la medición de la banda de rodadura con un medidor de diámetro de rueda, la inspección de grietas con una lupa de 10 aumentos y la verificación mediante ensayo de partículas magnéticas. Cuando la diferencia de diámetro entre las cuatro ruedas de un mismo extremo del travesaño sea ≥ 1,5 mm, será necesario sustituirlas por pares.
Los criterios de evaluación detallados, los métodos de detección y las tablas de referencia para cada modo de fallo, Ver el capítulo 5 →
Capítulo 6: Condiciones para el cambio de ruedas y normas de procedimiento
Proceso de sustitución de ruedas en ocho pasos: desmontaje de la rueda antigua (1 h) → inspección y reparación del travesaño (2 h) → montaje en caliente del rodamiento (0,5 h) → montaje a presión de la rueda (1 h) → ajuste de la desviación (2 h) → ajuste diagonal del ancho de vía (1 h) → Prueba de marcha sin carga (2 h) → Prueba de marcha con carga (3 h). La duración total del cambio de una sola rueda es de entre 8 y 12 horas.
Tras el cambio, 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 montaje de las ruedas sea la adecuada y que el funcionamiento sea estable. Si, tras el cambio de ruedas, persiste el fenómeno de «mordedura de carril», se debe comprobar en primer lugar la rectitud de la vía y la diferencia de cota.
Procedimientos detallados, herramientas, criterios de aceptación y tabla de comparación de horas de trabajo, Ver el capítulo 6 →
Tabla comparativa integral de parámetros de todo el proceso de fabricación de ruedas
La siguiente tabla comparativa resume en un solo documento los parámetros clave, las normas de ejecución, las cuestiones más frecuentes y las soluciones recomendadas para las seis fases, con el fin de facilitar su consulta rápida a la hora de tomar decisiones sobre el mantenimiento diario y la sustitución de Respeta.
| Nodo | Parámetros clave | Normas de aplicación | Preguntas frecuentes | Propuesta recomendada |
|---|---|---|---|---|
| Selección de materiales | ZG310-570/65Mn/42CrMo | GB/T 11352/1222/3077 | Mezcla de materiales | ZG310-570 (pequeño tonelaje); 42CrMo (gran tonelaje) |
| Tratamiento térmico | Templado a la llama / Templado por inducción / Templado y revenido + inducción | JB/T 6392-2017 | Desprendimiento debido a una dureza excesiva | 42CrMo por inducción, HRC 50-55 |
| Instalación | Desviación ≤ 0,25 mm/m; diferencia diagonal ≤ 3-5 mm | GB/T 10183-2018 | Roer las vías | Ajuste preciso del teodolito láser |
| Mantenimiento | Ciclo de lubricación: de 1 a 3 meses. Holgura del reborde: de 5 a 10 mm. | Normas del fabricante | Daños en los cojinetes por falta de lubricación | Lubricación periódica + medición trimestral |
| Determinación del desgaste | Diámetro de rectificado ≥ 51 TP3T; reborde ≤ 501 TP3T; desprendimiento ≥ 3 mm | JB/T 6392-2017 | Grietas por temple frente a grietas por fatiga | Más estricto que la norma nacional 20% |
| Sustituir | 8 a 12 h por rueda; diferencia entre las cuatro ruedas del mismo extremo de la viga ≤ 1 mm | TSG 51-2023 | Sigue rozando el carril tras cambiar las ruedas | Comprueba primero el carril y luego cambia la rueda |
Recomendaciones para la gestión del ciclo de vida completo de las ruedas
En la fase de adquisición del equipo, se deben determinar el nivel de trabajo y las horas de funcionamiento anuales, y seleccionar los materiales y los procesos de tratamiento térmico adecuados. Para los niveles A5 e inferiores se puede utilizar el temple con llama, mientras que para los niveles A6 y superiores se recomienda el temple por inducción.
Durante la fase de montaje, hay que asegurarse de que la desviación de las ruedas, el ancho de vía y las distancias diagonales cumplan todos los requisitos; la precisión de montaje de las ruedas de las grúas al salir de fábrica debe comprobarse con un teodolito láser.
Durante la fase de funcionamiento diario, se deben realizar lubricaciones e inspecciones periódicas según el calendario de mantenimiento, y se debe llevar a cabo una inspección visual mensual de la banda de rodadura y el reborde de la rueda.
En la fase de gestión del desgaste, se comprueba el nivel de desgaste cada trimestre y se elabora con antelación un plan de sustitución antes de que se alcance el umbral de desguace.
Durante la fase de sustitución, se comprueba el estado de las vigas de extremo y, si es necesario, se reparan los orificios para garantizar la precisión en el montaje de las nuevas ruedas.
Preguntas frecuentes
Pregunta: ¿Cada cuántos años se suelen cambiar las ruedas de una grúa?
Respuesta: Depende del grado de resistencia y del material. Para los grados A3 a A5, el templado por llama ZG310-570 tiene una vida útil de entre 3 y 5 años, mientras que para los grados A5 a A7, el templado por inducción 42CrMo tiene una vida útil de entre 8 y 12 años.
Pregunta: ¿Cuál es la causa principal del desgaste de las ruedas por roce con el carril?
Respuesta: Las tres causas principales del desgaste por rozamiento de las ruedas son: una desviación en el montaje de las ruedas superior a los límites permitidos (aproximadamente 60%), una desviación en la rectitud de la vía o un desalineamiento de las juntas, y la deformación por torsión de las vigas de extremo.
Pregunta: ¿Se pueden utilizar ruedas de diferentes materiales en una misma grúa?
Respuesta: No se recomienda mezclarlos. Las ruedas motrices y las ruedas impulsadas del mismo lado deben ser del mismo material; de lo contrario, las diferentes tasas de desgaste provocarán el «mordedura de carril». Las ruedas se someten a un control de defectos por partículas magnéticas 100% antes de salir de fábrica.
Pregunta: ¿Cómo se elige el diámetro de las ruedas?
Respuesta: El diámetro de las ruedas se selecciona en función de la presión sobre las mismas. Para las grúas de viga única LD, oscila entre 200 y 400 mm; para las de doble viga QD, entre 400 y 700 mm; y para las grúas pórtico MG, entre 500 y 900 mm. Las ruedas de mayor diámetro presentan menores tensiones de contacto, pero su coste es más elevado.
