Apernado Controlado y Tensión de Pernos y Tuercas

Mantener la Tensión

Echémosle un vistazo a las tensiones que afectan a la rueda y sus pernos. Queremos conocer cómo las ruedas son fijadas y cómo extender la vida de esas ruedas y sus pernos.

Es relativamente simple atornillar un objeto que nunca se va a mover. Usted determina la presión (tensión) a aplicar al objeto, lo aperna a esa tensión, y listo. El objeto se mantiene en su lugar. Sin embargo, apernar ruedas es más complicado. Las ruedas se mueven: inician, giran y se detienen, soportan distintas cargas y viajan a varias velocidades. A medida que un camión desciende por un camino, y las ruedas giran, la carga (esfuerzo) a la que es sometido cada perno cambia drásticamente. Los pernos experimentan diferentes cargas (fuerza lateral, de tracción y normal), algunas veces de forma individual y otras veces colectiva. Si una de estas cargas aplica una presión que supera la cantidad de tensión fijada a un perno, este se estirará momentáneamente. Cualquier estiramiento del perno, más allá de hasta donde fue tensionado, causará una ligera relajación, y el resultado de toda relajación es pérdida de precarga. La mayoría de los problemas en pernos son causados por una reducción o pérdida de precarga.

Apernado Controlado

La instalación adecuada es esencial para preservar la vida y utilidad de una rueda. Esto requiere un apernado con una llave de torque de alta calidad. Sabemos que un perno seguirá cumpliendo su función mientras las fuerzas actuando sobre él no excedan la tensión que le fue aplicada. Es aquí donde recae la gran importancia del apernado controlado. Si todos los pernos poseen la misma cantidad de tensión, pueden reaccionar de igual forma a lo largo de los ciclos de la rueda. La tensión deseada debería ser aproximadamente el 70% de la capacidad del perno. Esto es lo más adecuado ya que existe un factor de seguridad incorporado (Importante: Basándonos en nuestro conocimiento de torque y tensión, sabemos que el factor de fricción puede variar tanto que se vuelve imperativo tener un factor de seguridad, o de lo contrario, perderemos pernos constantemente).

“La instalación adecuada es esencial para preservar la vida y utilidad de una rueda”.

Por ejemplo, asumamos que 1 000 ft/lbs de torque le darán la tensión correcta a un perno de aro. Si todos los pernos se torquean igualmente, y las fuerzas externas no exceden esa tensión, entonces no habrá ninguna pérdida de precarga. Si existen pernos que no pudieron alcanzar la tensión deseada, entonces sí habrá problemas. En el caso de que un esfuerzo externo exceda la tensión en los pernos # 1, 4, 5 y 6, estos perderán precarga, y los cuatro pernos restantes tendrán que hacerse cargo de ese trabajo. Nada estará funcionando según diseño. La utilización de una llave de torque y conocimiento sobre tensión le ayudarán a prevenir este problema.

Retorquear

Desafortunadamente, a menudo, la teoría difiere de la realidad. Para teorizar, uno debe sumir algunos factores como constantes. Sin embargo, en faena, todo puede fallar. Señalamos que cuando usted logre alcanzar y mantener a tensión adecuada, los pernos de aro se mantendrán fijos. Esto es cierto, pero mantener esa tensión no es tan fácil como suena. En terreno, hace falta retorquear, y en ocasiones más de una vez. La pérdida de tensión posee un efecto de bola de nieve: si un perno pierde su tensión, los otros alrededor de él se ocuparán de la presión de ese perno. Esto continua hasta que las ruedas se sueltan y exista una alta probabilidad de daños adicionales. En los aros, esta pérdida de tensión puede llevar a daños en los canales y área cónica del lado del eje, así como interferencias con la válvula debido a rotación del aro. La reparación de estos problemas puede tener costes significativos; sin embargo, pueden ser prevenidos mediante retorqueo. Este proceso ayuda a asegurar la tensión correcta en todo momento y que las uniones fijadas se asienten.

A continuación, presentamos un ejemplo de cómo Fording River Coal alcanza las tensiones deseadas para sus pernos de aros. Nick Sutton nos explicó su procedimiento, el cual hemos incluido para demostrar qué tan crítico es el conseguir la tensión correcta. Este proceso no es necesario en todas las aplicaciones, pero los pasos indican cómo conseguir la tensión adecuada y luego, mantenerla.

Ruedas Nuevas

1. Torquear ruedas en la tienda de neumáticos y luego conduzca a la ubicación en la que el camión será utilizado. Este viaje debería tomar normalmente entre 15 y 40 minutos.
2. Retorquee en el lugar.
3. En este momento, el camión acarrea dos cargas.
4. Vuelva a retorquear por segunda vez. En este punto, si la tensión se ha mantenido, el camión funcionará por doce horas. Si no se ha mantenido la tensión, repita desde el paso 2.

Ruedas

Normalmente, este proceso es mucho más rápido en camiones que utilizan una rueda en vez de un aro. En general, cuando se utiliza una rueda, ninguno de estos pasos debe repetirse. Según señala el Sr. Sutton, si hiciera falta retorquear, probablemente hubo un problema en la instalación o en uno de los retorques. Puede que los pernos hayan sido torqueados en exceso o que hayan cedido durante uno de los pasos.

Aros

Según el Sr. Sutton, en general, la instalación de un aro requiere la repetición de algunos pasos. Esto se debe a una simple razón. Cuando se instala una rueda, existen cinco componentes: eje, perno, disco de rueda, tuerca y golilla de metal. Una instalación de un aro tiene siete componentes: eje, perno, aro, banda espaciadora, aro, abrazadera y tuerca. Debido a la cantidad mayor de componentes, el margen de error también aumenta. Los pernos del aro podrán alcanzar la tensión deseada, pero si uno de esos siete componentes se mueve durante la carga, la precarga en los pernos se perderá. Basta con que suceda en uno de ellos para que se desencadene el efecto de bola de nieve que mencionamos. Es por esto que puede que se requiera de más retorques cuando se utilizan aros en vez de ruedas.

El proceso recién descrito puede parecer esfuerzo excesivo, pero es lo que Fording River Coal juzga como necesario para mantener sus camiones funcionando. Además, ahorra dinero al reducir el daño y tiempo fuera de servicio.