Garantizar la longevidad de los círculos oscilantes de las excavadoras: Diseño, transporte, instalación y mantenimiento

Introducción

Círculos oscilantesLos rodamientos giratorios, también conocidos como cojinetes de giro, desempeñan un papel crucial en el funcionamiento de diversas máquinas, especialmente las excavadoras. Permiten que la cabina gire con respecto al bastidor inferior de la máquina, facilitando unas operaciones de trabajo suaves y eficientes. Sin embargo, estos componentes están sometidos a intensos esfuerzos, como cargas cíclicas de alta frecuencia, momentos de vuelco y considerables fuerzas inerciales, axiales y radiales. Para maximizar la vida útil de los círculos oscilantes y evitar problemas como el agarrotamiento y la rotura de dientes, es esencial seguir unas directrices específicas durante su diseño, transporte, instalación y mantenimiento.

Comprender los círculos de giro en las excavadoras

Los círculos oscilantes son componentes esenciales en máquinas en las que la cabina debe girar con respecto al bastidor inferior de la máquina, como las excavadoras de orugas y de ruedas. Estos rodamientos soportan un esfuerzo considerable y requieren un cuidado meticuloso para evitar su rápido desgaste.

Componentes de los círculos oscilantes

Los círculos oscilantes son grandes y constan de cuatro componentes principales:

• Anillo dentado inferior: Este componente está fijado al cuerpo inferior de la máquina e incluye dientes que engranan con el piñón de transmisión para facilitar la rotación.
• Anillo superior: Este anillo, que carece de dientes, está conectado al bastidor de la cabina.
• Elementos rodantes: Pueden ser bolas dispuestas en una o dos bandas o rodillos, que permiten un movimiento de rotación suave.
• Separadores: Estos componentes mantienen la separación adecuada entre los elementos rodantes.

Tanto el anillo superior como el inferior tienen ranuras, o pistas, diseñadas para sujetar firmemente los elementos rodantes y los espaciadores. El anillo dentado del círculo giratorio se fija al cuerpo inferior de la máquina mediante uniones atornilladas, mientras que el anillo superior se conecta al bastidor de la cabina. Esta disposición permite que los dos bastidores giren uno respecto al otro, con un sistema de engranaje reductor que controla el movimiento giratorio. El engranaje reductor se monta en el bastidor de la cabina y cuenta con un piñón de transmisión alineado con los dientes del rodamiento para accionar el movimiento.

Causas comunes de Círculo giratorio Rotura y sustitución

Rotura de dientes

La causa más frecuente de sustitución del círculo oscilante es la rotura de uno o varios dientes del anillo inferior. Este problema puede imposibilitar la operación, ya que el número de dientes rotos tiende a aumentar rápidamente. Las principales causas de rotura de dientes son:

• Deterioro o fallo del sistema de frenado del engranaje motriz: Cuando el sistema de frenado es ineficaz, la inversión del par durante los cambios en la dirección de movimiento de la cabina hace que los dientes se flexionen más allá de sus especificaciones de diseño. Este riesgo aumenta cuando la pala está cargada y la velocidad de rotación es alta.

Agarre de rodamientos

Otro problema común es el agarrotamiento de los rodamientos. A pesar de las elevadas cargas a las que están sometidos los círculos oscilantes, su sección transversal relativamente pequeña los hace deformables si no están adecuadamente apoyados. Entre los factores importantes que deben tenerse en cuenta figuran:

• Rigidez de la estructura de conexión: Garantizar que la estructura de conexión sea lo suficientemente rígida ayuda a evitar deformaciones.
• Planitud de las superficies de apoyo: Unas superficies de apoyo suficientemente planas son cruciales para evitar el agarrotamiento.
• Sistema de fijación: Un robusto sistema de fijación evita la deformación bajo cargas pesadas.

Si no se tienen en cuenta estos factores, no sólo se corre el riesgo de que los rodamientos se agarroten, sino que también se producen daños permanentes en las pistas de rodadura.

Prevención de daños en los círculos oscilantes

Para prolongar la vida útil de los círculos giratorios, es esencial seguir las mejores prácticas desde la construcción hasta el mantenimiento.

Materiales y tratamientos térmicos

La elección de los materiales y tratamientos térmicos adecuados es fundamental para que los círculos oscilantes sean fuertes y duraderos, sobre todo para la vida útil de los dientes. Normalmente, se utilizan dos tipos de acero:

• 42CrMo4: Endurecido con una resistencia a la tracción de 90-100 kgf/mm² para anillos interiores.
• C45: Endurecido con una resistencia a la tracción de 70-80 kgf/mm² para anillos exteriores.

El tratamiento térmico superficial también es necesario para las zonas más sometidas a carga del rodamiento, incluidas las pistas de los elementos rodantes y los dientes del anillo interior. El endurecimiento por inducción aumenta la resistencia de los dientes a la flexión y a las picaduras en las superficies de contacto. Del mismo modo, las pistas de rodadura se tratan para contrarrestar el desgaste provocado por el tránsito continuo de piezas móviles.

Transporte y almacenamiento

Un transporte y almacenamiento adecuados son vitales para evitar daños en los círculos oscilantes. Las consideraciones clave incluyen:

• Transporte horizontal: Encierre el círculo giratorio en una carcasa rígida y transpórtelo horizontalmente para evitar golpes y daños radiales.
• Almacenamiento interior: Almacene la carcasa y el cojinete en el interior, protegidos de los agentes atmosféricos que puedan provocar corrosión.
• Desembalaje cuidadoso: Al desembalar, tenga cuidado de no dañar las juntas y desengrase el rodamiento con diluyentes comerciales sin cloruro, ya que éste es perjudicial para las superficies.

Directrices de instalación y mantenimiento

Seguir unas pautas específicas durante la instalación y el mantenimiento puede prolongar considerablemente la vida útil de los círculos oscilantes.

Instalación

• Garantizar la rigidez: La estructura de conexión debe ser lo suficientemente rígida para soportar el círculo giratorio sin deformación.
• Superficies de apoyo planas: Asegúrese de que las superficies de apoyo son suficientemente planas para evitar el agarrotamiento de los rodamientos.
• Fijación adecuada: Utilice un sistema de fijación robusto para evitar deformaciones bajo cargas pesadas.

Mantenimiento

• Inspecciones rutinarias: Realice inspecciones periódicas para detectar y resolver los problemas a tiempo.
• Lubricación y engrase: Lubrique adecuadamente todas las piezas móviles con grasa y lubricantes recomendados para reducir la fricción y el desgaste.
• Mantenimiento del filtro: Mantenga y sustituya los filtros hidráulicos de acuerdo con el programa para evitar que los contaminantes circulen y causen daños.

Conclusión

Los círculos oscilantes son componentes vitales en las excavadoras, ya que permiten una rotación suave y eficiente de la cabina con respecto al bastidor inferior de la máquina. Sin embargo, están sometidos a un intenso esfuerzo, por lo que un diseño, transporte, instalación y mantenimiento adecuados son cruciales para su longevidad. Siguiendo las mejores prácticas y abordando problemas comunes como la rotura de dientes y el agarrotamiento de los cojinetes, los operadores pueden prolongar significativamente la vida útil de los círculos de giro, garantizando un funcionamiento fiable y eficiente de su maquinaria.

PREGUNTAS Y RESPUESTAS

P: ¿Con qué frecuencia debo inspeccionar mi círculo oscilante?

A: Deben realizarse inspecciones periódicas cada 250 horas de funcionamiento, con inspecciones más detalladas cada 1.000 horas. Esto ayuda a identificar y abordar los problemas a tiempo, evitando fallos importantes.

P: ¿Qué tipo de grasa debo utilizar para lubricar los círculos oscilantes?

A: Utilice la grasa y los lubricantes recomendados por el fabricante, específicamente diseñados para maquinaria pesada, para garantizar un rendimiento y una duración óptimos.

P: ¿Cuáles son los síntomas de un círculo oscilante defectuoso?

A: Los signos más comunes son ruidos inusuales, dificultad para girar, desgaste o daños visibles en los dientes y fugas de líquido. La detección y reparación tempranas pueden evitar averías mayores.

P: ¿Cómo puedo evitar la rotura de dientes en los círculos de columpio?

A: Asegúrese de que el sistema de frenado del engranaje de transmisión es eficaz y se inspecciona periódicamente. Evite sobrecargar la pala y las rotaciones a alta velocidad para minimizar el riesgo de rotura de dientes.

P: ¿Por qué es importante el tratamiento térmico superficial en los círculos oscilantes?

A: El tratamiento térmico de la superficie, como el endurecimiento por inducción, aumenta la resistencia de los dientes y las pistas de rodadura a la flexión, las picaduras y el desgaste, mejorando significativamente la durabilidad de los círculos oscilantes.