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Diagnóstico de daños
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en cojinetes de rueda
YO U R
PA R T N E R
Diagnóstico de daños en cojinetes de rueda 2 | 3
Daños en rodamientos
Contenido
Daños en rodamientos
3
Daños
4
Diagnóstico de daños por ovalización
5
Daños por ovalización
6
Diagnóstico de daños en rodamientos
8
Montaje del cojinete de rueda en el muñón del eje 14
Montaje del cubo de rueda
Montaje y ajuste de rodamientos de rodillos cónicos en los cubos de rueda del vehículo de motor 16
15
Causas de los fallos
Diagnóstico de daños en rodamientos
Los cojinetes de rueda están concebidos de tal modo que pueden recorrer sin mayores complicaciones una distancia 1.000.000 km. Ciertas causas – en general anormales - puede ocasionar daños prematuros en un rodamiento y afectar a su vida útil. • En un 70% de los casos se trata de una lubrificación defectuosa: falta o exceso de lubrificante o utilización de uno inapropiado, etc. • En un 18% la causa es la suciedad: penetración de líquido o sólidos. Es por ello que las juntas son tan importantes, pues un defecto en las mismas puede ser la causa de que el lubrificante salga y de que penetre la suciedad. • En un 10% de los casos se trata de un montaje defectuoso: montaje forzado, calentamiento excesivo, ajuste erróneo y juego equivocado, apriete demasiado fuerte de los manguitos cónicos, etc.
Los rodamientos son unos elementos de máquina con una amplia gama de usos. Demostrando su fiabilidad también bajo condiciones duras. Los fallos prematuros suelen ser muy ocasionales. Los daños en los rodamientos se reconocen en primera línea en un comportamiento funcional inhabitual del rodamiento. Al examinar rodamientos dañados, se pueden detectar las características más variadas. Para encontrar la causa de los daños, normalmente no basta con analizar únicamente el rodamiento; sino que es necesario considerar, además, las piezas del entorno, la lubrificación y el sellado, así como las condiciones de funcionamiento y ambientales. La utilización de un procedimiento planificado al llevar a cabo el examen facilita la localización de los motivos.
Modalidades generales de los daños en los rodamientos • Sobrecalentamiento • Rotura de anillo exterior • Ladeo • Ajuste demasiado prieto • Fatiga • Huellas en el cuerpo de rodamiento • Suciedad • Errores de lubricación • Corrosión • Roturas de pestaña • Desgaste abrasivo • Sentido de carga erróneo
Comportamiento funcional inhabitual como indicador de daños Los daños en los rodamientos se manifiestan normalmente en un deterioro progresivo del funcionamiento. Son pocos los casos de daños espontáneos, p. ej., causados por errores de montaje o falta de lubrificante, que tienen como consecuencia un fallo inmediato. Dependiendo de las circunstancias y según las condiciones de funcionamiento, pueden pasar varios meses desde que comienza el deterioro hasta que tiene lugar el fallo efectivo.
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Daños
Diagnóstico de daños por ovalización
Síntomas
Posibles causas
Consecuencias
Marcha inestable
Daños en los anillos y los cuerpos de rodamiento
Bailoteo creciente de las ruedas Aumento del ladeo Trepidación de la direcció
Suciedad
Trepidaciones cada vez más fuertes
Exceso de juego en los rodamientos
Sacudidas cada vez más fuertes
Falta de juego en los rodamientos
Ruido ronco o chirriante
Exceso de juego en los rodamientos Daños en las superficies de rodadura Suciedad Lubrificante inadecuado
Ruido mecánico o irregular
Modificación en el juego del rodamiento Influencias de la temperatura Daños en la vía de rodaje
Modificación progresiva del ruido de rodadura
Ruido de rodadura inhabitual
Causas de daños en los rodamientos y medidas Los cojinetes de rueda son parte esencial de los vehículos de motor. Juegan un papel importante en el confort y seguridad de la conducción. Los cojinetes de rueda están sometidos a las exigencias más diversas, tales como alta velocidad de las ruedas, golpes fuertes por irregularidades de la calzada, torbellinos de suciedad y temperaturas extremas.
Esto puede afectar negativamente al funcionamiento de los cojinetes de rueda y llevar a un fallo o bien a un bloqueo del cojinete de rueda. ¡El bloqueo de un cojinete de rueda durante la marcha puede dar lugar a peligrosas situaciones en el tráfico rodado o bien ser causa de accidentes!
1. Retire el cojinete de ruedas del taladro de alojamiento. 2. Compruebe si la superficie exterior del anillo exterior del cojinete de rueda tiene una mancha oscura en dos partes opuestas. Compruebe si ambas superficies, que se encuentran en un ángulo de 90° respecto a las manchas oscuras, están intactas. Si este es el caso, el taladro de alojamiento está deformado y ha de sustituirse el muñón del eje.
3. Para estar seguro de que no hay efecto de alisado en las vías de rodadura de las bolas del anillo exterior, desarme el cojinete de ruedas. Primeramente deberá retirar la junta de sellado (p.ej. con unas tenazas especiales) y a continuación desmontar el módulo compuesto de anillo exterior e interior, jaula y bolas. 4. Limpie las vías de rodadura del anillo exterior y compruebe si hay algún „cráter“ que coincida con las manchas oscuras en la cara exterior del anillo exterior. Estos „cráteres“ confirman la „ovalización“ del muñón del eje.
Diagnóstico de daños en cojinetes de rueda 6 | 7
Daños por ovalización
Problema
Causa
Remedio
Problema
Causa
Remedio
cojinete de ruedas muy ruidoso („rechinamiento“), después de su montaje y puesta en marcha
Uno de ambos anillos interiores está dañado:
Sustituir cojinete de ruedas y cubo de rueda
Tras recorrer una determinada cantidad de quilómetros el cojinete de ruedas comienza a hacer ruidos ( 500-3.000 km); Generación de calor demasiado fuerte al iniciarse el funcionamiento
Taladro de alojamiento del muñón del eje tienen una ovalización mediana, pero que basta para limitar el juego radial del cojinete de ruedas y, de este modo, causar los daños descritos en el punto anterior
Sustituir muñón del eje y cojinete de ruedas
2. El anillo interior se ha montado ladeado en el cubo de rueda – herramienta equivocada – ; la chaveta o el casquillo entre los émbolos compresores y el lado de contacto del anillo de rodamiento no está paralela
Sustituir cojinete de ruedas completo
Generación de calor demasiado fuerte al iniciarse el funcionamiento
1. Juego axial del cojinete de ruedas entre el cubo de rueda y el muñón del eje está muy limitado. Piezas mal ajustadas o mal montadas.
Comprobar y, en su caso, repetir ajustes del muñón del eje y del cubo de rueda.
3. Excesiva ovalización del taladro de alojamiento, por lo que el juego radial del cojinete de ruedas queda muy limitado en los pequeños espacios de la ovalización
Sustituir muñón del eje y cojinete de ruedas
Desmontar el cojinete de ruedas y comprobar si hay anillos de seguridad, en su caso, sustituir el cojinete de ruedas
4. El taladro de alojamiento en el muñón del eje está dañado
Eliminar pequeños defectos en el cubo de rueda (p. ej., puliendo) o sustituir cubo de rueda y cojinete de ruedas
2. Debido a un montaje erróneo del cojinete de ruedas en el taladro de alojamiento (faltan anillos de seguridad en el taladro de alojamiento) se produce un progresivo corrimiento axial del cojinete de ruedas y del cubo. Al girar, el cubo roza con el asiento fijo del cojinete de ruedas. Debido a este fuerte rozamiento aumenta la temperatura en el área del cojinete de ruedas. La grasa se quema y se produce el fallo.
1. Cubo de rueda no tiene las medidas adecuadas, pues el ajuste es demasiado estrecho
5. Arañazos o abolladuras profundas causados por un desmontaje erróneo, tanto en el alojamiento del cubo de rueda como también en el cojinete de ruedas
Eliminar pequeños defectos en el cubo de rueda (p. ej., puliendo) o sustituir cubo de rueda y cojinete de ruedas
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Diagnóstico de daños en los rodamientos
Sobrecalentamiento
Rotura del anillo exterior
Ladeo
Ajuste demasiado prieto
Causa
Causa
Causa
Causa
• Fuerte calor exterior • Disipación térmica insuficiente • Refrigeración o lubrificación insuficientes
• Apoyo insuficiente de los anillos en la caja del cojinete • Precarga axial debido a un incorrecto juego del rodamiento en caso de elevadas temperaturas de trabajo
• Huellas de giro circundantes en las vías de rodadura
Consecuencia
Consecuencia
• Descoloración, del amarillo al azul, de los anillos, los cuerpos de rodamiento y las jaulas • Temperaturas superiores a 200°C reducen la dureza y la capacidad de carga y pueden provocar fallos prematuros • En casos extremos se deforman los componentes del rodamiento • La elevación de temperatura puede deteriorar o destruir el lubrificante
• Normalmente, la rotura discurre de manera uniforme en dirección perimetral, a menudo acompañada de partes que se desprenden • En caso de carga axial, estas roturas se presentan habitu almente a poca distancia por detrás de la vía de rodadura • La cara exterior del anillo exterior presenta una zona de contacto irregular
• Árboles deformados • Aristas o suciedad en el árbol o en el reborde de la caja • Rosca del árbol con un eje que no discurre paralelo al asiento del rodamiento • Tuercas del árbol con superficies frontales que no se corresponden con el eje roscado Consecuencia
Remedio
• Una huella de desgaste que discurre oblicua respecto a las aristas de la vía de rodadura del anillo vertical
• Ajuste correcto del juego del rodamiento y/o del cojinete de ruedas
Remedio • Controles de temperatura o de sobrecarga • Disipación térmica suficiente
Remedio • Mejora del montaje del rodamiento • Corregir el juego del rodamiento • Atenerse a las instrucciones de montaje del fabricante
Remedio • Inspección de los árboles y cajas en relación con desviaciones de recorrido en rebordes y en asientos del rodamiento • Tratamiento de la rosca y asiento del rodamiento • Uso de tuercas de árbol exactas
Consecuencia • Servicio continuo en condiciones de alta carga, lubrificación deficiente y un juego insuficiente llevan rápidamente al desgaste y la fatiga
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Diagnóstico de daños en los rodamientos
Fatiga
Huellas en los cuerpos de rodamiento
Suciedad
Errores de lubricación
Causa
Causa
Causa
Causa
• Utilización de un rodamiento equivocado (no es visible desde el exterior, eventualmente la construcción interna no es la adecuada para la aplicación)
• Sobrecarga estática del rodamiento • Impactos importantes sobre el rodamiento • Utilización de un martillo en el montaje • Caída de rodamientos o de unidades listas para el montaje • Montaje de un rodamiento en un árbol sirviéndose de fuerza aplicada sobre el anillo exterior
• Polvo en suspensión, suciedad o sustancias abrasivas en estancias de trabajo sucias • Manos o herramientas sucias • Aditivos ajenos en soluciones de lubrificación o limpieza
• Lubrificación limitada • Temperaturas excesivas
Consecuencia • A menudo recibe el nombre de “exfoliación”; que viene provocada por fisuras en la superficie de rodadura y el continuo desgaste por roce de pequeñas partículas de material de los anillos exteriores e interiores o de los cuerpos de rodamiento • La exfoliación progresa y una vez que se ha iniciado se difundirá rápidamente debido al uso continuado • Siempre viene acompañada de un aumento perceptible del ruido Remedio • Sustitución del rodamiento • Suficiente disipación del calor
Consecuencia • La huellas en el cuerpo de rodamiento se presentan como abolladuras en las vías de rodadura y aumentan las vibraciones del rodamiento (ruido) • Las fuertes huellas en el cuerpo de rodamiento pueden causar fallos prematuros Remedio • Montaje y desmontaje del rodamiento con las herramientas adecuadas • Utilizar la fuerza únicamente sobre el anillo que está bien ajustado • Atenerse a las instrucciones de montaje del fabricante
Consecuencia
• Las marcas de presión en los cuerpos de rodamiento y vías de rodadura provocan vibraciones
• Decoloración de los cuerpos de rodamiento (azul/marrón) y huellas de rodadura en los cuerpos de rodamiento • Desgaste de los cuerpos de rodamiento, anillos y jaulas • Fallo total
Remedio
Remedio
• Estancias de trabajo, herramientas, objetos y manos limpias disminuyen los riesgos • No permitir trabajos de rectificación en las cercanías del lugar de montaje del rodamiento • Mantener el rodamiento en su embalaje original hasta el momento de su montaje • En ambientes sucios, han de tomarse medidas para el sellado • Tapar los rodamientos abiertos montados en caso de interrupciones del trabajo
• Utilización del lubrificante adecuado y de la cantidad adecuada • Control de la tensión inicial para así reducir las temperaturas del rodamiento
Consecuencia
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Diagnóstico de daños en los rodamientos
Corrosión
Roturas de pestaña
Desgaste abrasivo
Sentido de carga erróneo
Causa
Causa
Causa
Causa
• Los rodamientos han estado expuestos a líquidos o ambientes corrosivos • Juntas defectuosas o lubrificantes inapropiados
• La carga axial supera lo permitido. El apoyo de la pestaña es deficiente • Carga por choque axial • Errores de montaje y desmontaje
• Lubrificación insuficiente en caso de cargas elevadas • Poca cantidad o consistencia del lubrificante • Ausencia de película lubrificante hidrodinámica entre la parte frontal de los rodillos y pestaña • Pretensión demasiado elevada debido a dilatación térmica • Bloqueo de los rodillos por desgaste de la vía de rodamiento o por ladeo de anillos
• Los rodamientos de bolas de contacto angular están construidos para una dirección de carga. Cuando se produce una carga en la dirección contraria, una superficie de contacto elíptica es cortada por unos rebordes más bajos • El resultado es una carga muy elevada y una subida de la temperatura, seguidas de vibraciones crecientes y de un fallo prematuro
Consecuencia • Coloración pardo rojiza o formación de sedimentos en cuerpos de rodamiento, vías de rodadura o jaulas • Vibraciones más fuertes, seguidas de desgaste • Incremento del juego axial o perdida de la pretensión Remedio • Evitar la presencia de líquidos corrosivos en las proximidades de los rodamientos • Utilización de lubrificantes adecuados con la correspondiente especificación
Consecuencia • Pestañas de apoyo arrancadas o rotas, en parte o por completo Remedio • Mantener la carga dentro de los límites previstos • Tener en cuenta las instrucciones y procedimientos de montaje
Consecuencia • Termosoldaduras parciales o muy extensas y cráteres profundos en las pestañas y en las superficies frontales de los rodillos • Coquización del lubrificante en esta zona
Consecuencia • Las bolas presentan un surco de desgaste en forma de banda, causado por el giro de las bolas sobre la arista de la vía de rodadura
Remedio
Remedio
• Utilización de lubrificantes adecuados con la correspondiente especificación • Asegurarse de que la tensión inicial del rodamiento es la correcta
• Asegurarse de que el rodamiento de contacto angular se monta correctamente
Diagnóstico de daños en cojinetes de rueda 14 | 15
Montaje del cojinete de ruedas en el muñón del eje
En primer lugar, el cojinete de ruedas completo se monta tal y como sigue en el taladro de alojamiento del muñón del eje:
1.
1. El cojinete de ruedas se introduce a presión mediante su anillo exterior en el taladro de alojamiento del muñón del eje (4). Utilizar una placa prensadora (1) con rebajo (2), que asegura que la fuerza de presión (F) se trasmite a través del anillo exterior, para lo que el muñón del eje estará sobre la plataforma base (3) de la prensa.
2. El cojinete de ruedas se introduce a presión mediante su anillo exterior en el taladro de alojamiento del muñón del eje (5). El muñón del eje se apoya por el lado de la brida centrado sobre el manguito portante (3) (flecha). Una prensa introduce el rodamiento, dejándolo exactamente alineado, mediante una placa prensadora (1) con rebajo (2).
Importante: ¡Ha de evitarse que la fuerza de presión (F) se transmita a las bolas en el rodamiento! ¡De lo contrario se generarán muescas en las superficies de rodadura y el rodamiento sufrirá daños!
1. El cubo de rueda (4) se dispone sobre la plataforma base (3) de una prensa. El cojinete de ruedas previamente montado en el muñón del eje (5) se monta a presión con ayuda de un manguito de montaje (2). Importante: Colocar el manguito únicamente sobre la parte frontal del anillo interior
2.
2.1. Finalmente, con unas tenazas especiales se coloca un anillo de seguridad en la ranura del muñón del eje, para asegurar axialmente el cojinete de ruedas. 2.2. Al montar el cojinete de ruedas en el taladro de alojamiento, ha de tenerse en cuenta la guía que se forma en un lado del rodamiento. Esta guía ha de estar en el sentido de la presión, de modo que al ejercer la presión no se ladee tan fácil.
Montaje del cubo de rueda
4 = Plataforma base de la prensa
1 = Placa prensadora F = Fuerza de presión
Advertencia: En algunos vehículos, la disposición de las piezas a montar es justo la contraria. El muñón del eje está sobre la plataforma base y el cubo de rueda se introduce a presión desde arriba.
Importante: ¡No olvide el manguito portante! Ayuda al anillo interior en el montaje a presión, de modo que no se produzcan muescas en las vías de rodadura de las bolas en el anillo exterior del cojinete de ruedas
1 = Cubo de rueda
3 = Manguito de montaje
2 = Muñón del eje
4 = Plataforma base
F = Fuerza de presión
2. La tuerca de fijación del cojinete de ruedas ha de apretarse con el par de apriete recomendado por el fabricante de vehículos. El par de apriete no es solo importante a efecto de la fijación de la rueda, sino que también garantiza que el cojinete de ruedas funcione con el juego óptimo. Se recomienda utilizar siempre una llave dinamométrica para conseguir el par de apriete correcto.
Advertencia: Al montarlo, debe evitar ladear el cojinete de ruedas tanto en el taladro de alojamiento como en el cubo de rueda. De lo contrario pueden producirse daños de consideración. Las unidades de cojinetes de ruedas completas ya vienen lubrificadas de fábrica. No precisan una lubrificación adicional y no pueden limpiarse con disolventes. Los disolventes pueden ser la causa de un fallo prematuro del rodamiento.
Diagnóstico de daños en cojinetes de rueda 16 | 17
Montaje y ajuste de rodamientos de rodillos cónicos en los cubos de rueda del vehículo
Generalidades El montaje y desmontaje de un rodamiento de rodillo cónico puede variar según los fabricantes. ¡En general, han de tenerse en cuenta las indicaciones del fabricante de vehículos!
3. Engrasar bien el anillo interior del rodamiento interior. Importante: ¡Introducir también grasa entre jaula, anillo interior y rodillos (flechas)!
4. Colocar anillo interior en el cubo de rueda. 5. Introducir anillo retén a presión en el cubo de rueda. Importante: ¡La falda obturadora ha de estar mirando hacia el rodamiento!
Equipamiento de un automóvil de turismo con rodamiento de rodillos cónicos ajustado (eje no motor). 1. Limpiar el cuerpo del cubo de rueda. 2. Aceitado ligero de los asientos de los anillos exteriores (flechas). Presionar ambos anillos exteriores (1 y 3) con un prensador (2). Importante: ¡El prensador sólo puede descansar sobre la parte frontal del anillo exterior! ¡Los anillos exteriores han de estar al mismo nivel que los resaltes de la caja!
6. Poner caperuza protectora (1) y anillo intermedio (2) sobre el muñón del eje. Importante: ¡La caperuza protectora ha de tener contacto con toda la superficie de apoyo del muñón del eje (flechas)!
Diagnóstico de daños en cojinetes de rueda 18 | 19
Montaje y ajuste de rodamientos de rodillos cónicos en los cubos de rueda del vehículo de motor
7. Empujar el cubo de rueda en el muñón del eje.
13. Comprobar la rodadura del rodamiento y el ladeo.
Importante: ¡Debe cuidarse que el anillo retén no resulte dañado!
Advertencia: La rueda ha de poder girar fácilmente y sin impedimentos. Comprobar y ajustar juego axial del rodamiento (en caso necesario, utilizar el dispositivo de medición).
8. Engrasar bien el anillo interior del rodamiento interior. Importante: ¡Introducir también grasa entre jaula, anillo interior y rodillos (flechas)!
14. Desenroscar la tuerca almenada hacia atrás en, como mucho, 1/12 de vuelta, hasta alinearla con el siguiente orificio para pasador partido y asegurar con un pasador partido. Importante: ¡Tener en cuenta las instrucciones de reparación del fabricante de vehículos!
9. Empujar anillo interior del rodamiento exterior en el muñón del eje
10. Colocar arandela (1). 11. Enroscar tuerca almenada (2). 12. Apretar tuerca almenada al tiempo que se gira el cubo de rueda, hasta sentir una resistencia.
15. Poner la tapa. 16. Tras un recorrido de prueba, comprobar si el juego del rodamiento ha cambiado. En caso necesario, corregir el ajuste.
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