Tensión de espárragos y tuercas y atornillado controlado

Mantener la tensión

Veamos las tensiones que afectan a una rueda y sus espárragos. Queremos saber cómo se fijan las ruedas y cómo alargar la vida de esas ruedas y sus espárragos.

Es relativamente sencillo atornillar un objeto que nunca se va a mover. Se determina la presión (tensión) que hay que aplicar al objeto, se atornilla a esa tensión y listo. El objeto permanece en su sitio. Sin embargo, atornillar ruedas es más complicado. Las ruedas se mueven: arrancan, giran y se detienen. Soportan diferentes cargas y se desplazan a distintas velocidades. Cuando un camión circula por la carretera y una rueda gira, la carga (tensión) que soporta cada espárrago cambia drásticamente. Los espárragos experimentan diferentes cargas (en curvas, de tracción, normales), a veces individualmente y a veces en conjunto. Si una de estas cargas ejerce una presión sobre un espárrago superior a la tensión aplicada sobre el espárrago, se producirá un estiramiento momentáneo del espárrago. Cualquier estiramiento del perno, más allá de donde ha sido tensado, causará una breve relajación de ese perno. Y el resultado de cualquier relajación es una pérdida de precarga. La mayoría de los problemas de los pernos son causados por una reducción o pérdida de precarga.

Apriete controlado

Una instalación correcta es esencial para preservar la vida útil y la utilidad de una rueda. Esto requiere un atornillado controlado, con una herramienta de par de apriete superior. Sabemos que un espárrago seguirá funcionando según su diseño siempre que las fuerzas que actúen sobre él no superen la tensión aplicada. Por eso es tan importante el atornillado controlado. Si todos los espárragos tienen la misma tensión, pueden reaccionar igual a lo largo de los ciclos de la rueda. La tensión deseada debe estar en torno a 70% de la capacidad del espárrago. Usted quiere que esté en ese rango porque hay un factor de seguridad incorporado (Nota: Con nuestra comprensión del par y la tensión sabemos que el factor de fricción puede variar tanto que debemos tener un factor de seguridad, o perderemos espárragos constantemente).

"Una instalación adecuada es esencial para preservar la vida útil y la utilidad de una rueda".

Por ejemplo, supongamos que 1000 pies/libras de par darán a un tornillo la tensión correcta. Si todos los espárragos tienen la misma tensión y las fuerzas externas no superan esa tensión, no se producirá ninguna pérdida de precarga. Si hay espárragos que no alcanzan la tensión deseada, habrá problemas. Si hay un esfuerzo exterior que supere la tensión en los espárragos # 1, 4, 5 y 6 perderán la precarga. Cuando hayan perdido su precarga, los cuatro espárragos restantes deberán recoger la holgura. Nada funciona como fue diseñado. El uso de una herramienta dinamométrica y la comprensión de la tensión ayudarán a evitar este problema.

Retorques

Por desgracia, la teoría a menudo difiere de la realidad. Para teorizar, hay que suponer que algunos factores son constantes. Pero sobre el terreno, todo puede salir mal. Hemos dicho que cuando se consigue y se mantiene la tensión correcta, la fijación aguanta. Esto es cierto, pero mantener la tensión no es tan fácil como parece. Sobre el terreno, es necesario volver a apretar, y a veces más de una vez. La pérdida de tensión tiene un efecto de bola de nieve: si un espárrago pierde su tensión, los demás a su alrededor asumirán la presión de ese espárrago. Por lo general, esto hace que esos espárragos también pierdan su tensión. Esto continúa hasta que las ruedas se aflojan y existe la posibilidad de que se produzcan más daños. En las llantas, esta pérdida de tensión puede provocar daños en el canalón y el cono de la cara del buje, así como el cizallamiento del vástago de la válvula debido a la rotación de la llanta. Estos problemas pueden ser caros de reparar, pero pueden evitarse mediante el reapriete. El reapriete ayuda a garantizar la tensión correcta en todo momento y permite que las juntas fijadas se "asienten".

He aquí un ejemplo de cómo Fording River Coal consigue las tensiones de fijación deseadas. Nick Sutton nos ha explicado hasta dónde llegan. Hemos incluido aquí sus pasos para demostrar lo importante que es alcanzar la tensión correcta. Este proceso no es necesario en todas las aplicaciones, pero los pasos indican cómo llegar a una tensión correcta y luego mantenerla.

Ruedas nuevas

1. Apriete las ruedas en el taller de neumáticos y, a continuación, conduzca hasta el lugar donde se utilizará el camión. Este trayecto suele durar entre 15 y 40 minutos.
2. Reapriete in situ. 
3. El camión transporta entonces dos cargas.
4. Vuelva a apretar una segunda vez. En este punto, si se ha mantenido la tensión, la carretilla funcionará durante doce horas. Si no se ha mantenido la tensión, repita la operación empezando por el paso 2. 

Ruedas

Este proceso suele ser mucho más rápido en los camiones que utilizan una rueda en lugar de una llanta. Por lo general, cuando se utiliza una rueda, no es necesario repetir ninguno de los pasos. Si es necesario repetir los pasos, el Sr. Sutton llega a la conclusión de que debe de haber habido un problema en la instalación o en uno de los pasos. Es posible que los espárragos se hayan apretado en exceso y luego hayan cedido durante uno de los pasos. 

Llantas

El Sr. Sutton descubrió que la instalación de una llanta suele requerir que se repitan algunos de los pasos. Esto puede explicarse de forma bastante sencilla. Al instalar una rueda, hay cinco componentes: buje, espárrago, disco de rueda, tuerca y arandela. La instalación de una llanta tiene siete componentes: buje, espárrago, llanta, banda espaciadora, llanta, abrazadera y tuerca. Al aumentar el número de componentes, crece el margen de error. La fijación puede alcanzar la tensión deseada, pero si uno de esos siete componentes se desplaza durante una carga, se perderá la precarga de esa fijación. Un elemento de fijación que pierde su precarga tiene el efecto de bola de nieve del que hablábamos antes. Esta es la razón por la que puede ser necesario un mayor número de retorques cuando se utilizan llantas en lugar de ruedas.

El proceso descrito puede parecer un esfuerzo adicional, pero es lo que Fording River Coal ha descubierto que es necesario para mantener sus camiones en funcionamiento. Además, ahorra dinero al reducir los daños y el tiempo de inactividad.