INTRODUCCIÓN
Las ruedas unidireccionales o anti giro, son elementos mecánicos que transmiten momento de torsión en un sentido de giro y resbalan, sin acoplar el movimiento, en el sentido de giro inverso. El caso más conocido es el piñón de la bicicleta, que cumple esa función: acopla cuando se hace el esfuerzo de “pedalear” y queda libre cuando el ciclista descansa sin mover las piernas.
En la industria, estos elementos son de mayor capacidad; de construcción extremadamente precisa, manufacturados en materiales de muy alta resistencia mecánica y al desgaste.
Como les sucede a todos los elementos de máquinas, también están sujetos al deterioro natural por el uso, o debido a factores vinculados con el mantenimiento.
En lo que sigue se describe el proceso de reparación de uno de estos componentes.
ESTADO DE DAÑO DE UNA RUEDA LIBRE DE APROXIMADAMENTE 4000 Nm.
Se recibe una rueda unidireccional consistente en un cuerpo central, el aro exterior, vinculado al cuerpo mediante dos rodamientos, y el conjunto de levas.
En la Figura 1 se puede ver el estado de desgaste de los apoyos de los cojinetes en el cuerpo central.
El cuerpo central también presentaba evidencias de arrastre metálico sobre el diámetro mayor, aquel sobre el cual se disponen las levas, tal como puede observarse en la Figura 2.
En cuanto al aro exterior, en la Figura 3 puede verse que también mostraba evidencias de arrastre metálico. Se presentan en el diámetro interior, aquel que tiene contacto directo con las levas.
Estas marcas se producen cuando la lubricación no es suficiente, o cuando el lubricante no es el adecuado y no se forma la película protectora entre las superficies en contacto, o bien si el equipo está sometido a impactos o vibraciones muy importantes.
En cuanto a las levas, como la mostrada en la Figura 4, no presentaban deterioros significativos y podían continuar trabajando.
Otras piezas con daños eran los discos de retención, aquellos que se colocan entre las levas y los rodamientos y cumplen la función de evitar que las levas toquen al rodamiento. Estos discos son de acero templado y se veían deformados tal como se muestra en la Figura 5.
ANÁLISIS DEL MOTIVO DEL DAÑO.
Saber fehacientemente, o bien suponer con fundamento, el motivo de la falla es muy importante para interpretar cómo eludirla en el futuro. Y si ello no es posible, al menos realizar las observaciones periódicas y reformular el mantenimiento para evitar una parada de máquina inoportuna.
En este caso hemos supuesto que él, o los dos rodamientos, perdieron su lubricante. Ello hizo que trabajaran de modo incorrecto, calentándose y reduciendo al mínimo (o anulando) sus juegos internos. Al rigidizarse el giro, comienzan a resbalar sobre los diámetros de apoyo (Figura 1). Esto produce que el aro interno y el externo pierdan su concentricidad original. Dado que estas ruedas se fabrican con tolerancias muy estrechas, pues ello garantiza el funcionamiento adecuado, al quedar guiadas por dos piezas descentradas, las levas no generan el acople rígidamente, resbalando. La elevación de temperatura, que ello lleva asociado, produjo que el lubricante perdiera su viscosidad y las levas rozaran con intensidad en las dos superficies de apoyo (Figuras 2 y 3).
Se aconseja revisar periódicamente si los rodamientos pierden lubricante y monitorear la temperatura de funcionamiento.
PROCESO DE REPARACIÓN.
Se procedió a rectificar las zonas arrastradas (Figura 1 y 2). Luego se rellenaron mediante un método de metalización en frío, sistema arco spray, con aporte de acero AISI 420, que otorga una dureza de 47 a 55 HRc. Una vez ello, se rectificaron los apoyos de los rodamientos con un ajuste j5 y la zona central.
Se construyeron dos arandelas de retención y los dos resortes de armado (véase Figura 6) y se adquirieron dos rodamientos de mínimo juego interno.
En la Figura 6 puede verse un pre-armado para verificar medidas y la disposición de las levas retenidas por el resorte.
El armado final requiere de mucho cuidado y la ayuda de dispositivos especiales, ya que las levas están sueltas y sólo retenidas en su sitio por el resorte.
Se debe colocar un dispositivo en la zona inferior; luego el aro exterior; a continuación uno de los resortes. A partir de ello se colocan cada una de las levas. Estas entran muy ajustadamente entre el diámetro exterior del cuerpo y el diámetro interior del aro externo y, también entre ellas. La Figura 7 muestra esta etapa.
Una vez todas las levas en su lugar se debe colocar el otro resorte. Cumplida esta parte, se monta el rodamiento. Esta operación debe ser realizada con extremo cuidado y delicadeza pues cualquier golpe descolocaría a las levas. Finalmente se da vuelta la rueda y se quita el dispositivo (Figura 8). Al hacerlo, quedan a la vista las levas y el resorte tal como se veía en la Figura 7. Es este el momento en que debe adicionarse el lubricante. Se emplea aceite o grasa, según el servicio a prestar. Una vez añadido, se coloca el segundo rodamiento, con las mismas precauciones con que se trabajó con el anterior
Toda la tarea de reparación requiere de personal idóneo, que conozca el funcionamiento de la rueda.
Antes de su despacho, la rueda se coloca sobre un eje con chaveta, y se ajusta un brazo a modo de “Freno de Prony”, pero sin movimiento de giro, con el que se verifica que no resbale en el sentido del acople y que lo haga libremente, sin vibraciones ni sobresaltos, en el sentido contrario.
Las ruedas libres o anti giro, son elementos de muy elevado costo y una reparación de calidad garantizada extiende considerablemente su vida útil.
RMA-Marzo de 2022