TRENES DE RODAJE

CADENAS

Los tractores de ruedas con propulsión a vapor fueron la maravilla en su día. Fácilmente remolcaban grandes cargas, lo cual impresionaba a mucha gente.
El fracaso de estas máquinas fue que con frecuencia se atascaban en suelos blandos o barrosos cosa por otra parte habitual en los primeros años del siglo pasado en el cual no existían las infraestructuras de carreteras asfaltadas y frecuentemente los caminos estaban encharcados y deslizantes. En muchos casos se podían pasar días enteros desatascando uno de estos gigantes de su prisión de barro.
En 1904 se ensayó el primer tractor de cadenas de marca Holt. La máquina cosechó un éxito rotundo trabajando en suelos blandos donde habían fracasado los tractores de ruedas.
En abril de 1905 un articulo periodístico decía: "La compañía Holt adaptó una máquina de tracción de vapor con las nuevas ruedas de cadenas sin fin y la envió a la isla Roberst donde la vegetación había sido quemada profundamente y donde las máquinas no podían operar a causa de las características blandas del suelo. En un lote de tierra donde un hombre no podía caminar sin hundirse hasta las rodillas y donde los caballos herrados tampoco se podían usar la nueva máquina se opero sin causar una perceptible impresión sobre el suelo. Este lote de terreno había sido totalmente inservible para cultivar durante años porque no se había descubierto la forma de ararlo, pero la máquina con ruedas de plataforma volvió a convertir esta tierra en provechosa".
A causa de la apariencia de la primera máquina de Holt de cadenas y al hecho de que parecía arrastrarse por el suelo, los clientes comenzaron a llamarlas orugas, y se acuño poco tiempo después la marca registrada "Caterpillar". Esta marca ha estado presente en el negocio de trenes de rodaje desde 1925, cuando Benjamín Holt y Daniel Best se unieron para formar la compañía.
Históricamente Caterpillar ha sido la compañía líder con nueva tecnología y conceptos en diseños de trenes de rodaje. Por ejemplo son innovaciones de Caterpillar los segmentos de rueda motriz atornillables, eslabones maestros de dos piezas, sellos dúo-cone para rodillos y ruedas tensoras, cadena con bujes rotatorios, rodillos de lubricación permanente, eslabones con refuerzo central, etc.
En las fotos se muestran varios rodajes curiosos.

Componentes

El 24 de noviembre de 1904 se ensayó el primer tractor de cadenas de marca Holt. La prueba constituyo un éxito rotundo que dio lugar a que inmediatamente se popularizase el sistema por la gran atención prestada por la prensa de la época.
Han pasado casi cien años desde su invención y el sistema todavía pervive, aunque a lo largo de los años sus componentes y funciones han ido cambiando y adaptándose a las nuevas tecnologías y nuevas necesidades de rendimiento y producción de las modernas máquinas de movimientos de tierras.
Actualmente varios modelos de máquinas montan trenes de rodaje, (excavadoras, buldózeres, cargadoras de cadenas, tractores agrícolas, etc). Existen diferencias entre unas aplicaciones y otras y entre unas máquinas y otras, pero en este articulo vamos a hablar de los componentes generales de los rodajes y su funcionamiento.
Componentes.
Eslabones. Es la parte que sirve de unión al conjunto de la cadena y sobre la cual se desliza la máquina. Lleva dos perforaciones en los extremos donde se alojan los bulones y los casquillos. Por un lado lleva el riel que es donde se deslizan los rodillos para el movimiento de la máquina y por la otra lleva dos taladros donde se atornillan las tejas de la máquina.
Pasadores o bulones. Van alojados dentro del casquillo y tienen dos funciones: Mantener unido un eslabón con el siguiente y articular la cadena haciendo de bisagra.
Bujes o casquillos. Sirven de alojamiento a los bulones y es el soporte por donde las ruedas dentadas o cabillas efectúan la tracción para mover la cadena.
Zapatas o tejas. Constituyen la superficie de contacto de la máquina con el suelo, van atornilladas a los eslabones de cadena.
Rodillos inferiores. Tienen dos funciones: Primero soportan el peso de la máquina y luego sirven de guía al deslizamiento de las cadenas. Suelen ser de dos tipos: pestaña doble o pestaña sencilla. Estos últimos se usan más cerca de las ruedas cabillas y ruedas guías para que no interfieran con estas. Los de pestaña doble se colocan en el centro para que maximicen el efecto guía de la cadena.

Rodillos superiores. Sirven de sustento y guía a la cadena en su parte superior.

Ruedas motrices o cabillas. Son las ruedas dentadas que transfieren las cargas de impulsión del mando final a los casquillos.

pueden ser enteras de una pieza o de varias piezas atornilladas para facilitar su reposición.

Ruedas tensoras o guías. Guían la salida y entrada de la cadena en
los rodillos inferiores,
soportan el peso de la cadena y controlan la comba y la tensión de la misma.

Protecciones inferiores. A lo largo del tren de rodaje en su parte inferior se pueden montar unas protecciones que tapan la entrada de material suelto entre los rodillos.

Las cadenas.pueden llevar en su interior aceite lubricante que convenientemente cerrado por retenes evita el desgaste interno de las mismas, lo que permite la prolongación de su vida útil, puesto que los casquillos después de gastarse por una de sus caras es posible desmontarlos y girarlos para obtener el doble de horas de servicio.
Habitualmente las cadenas de excavadora suelen ser de tipo seco, es decir sin lubricación y el resto de las máquinas habitualmente suelen llevar cadenas lubricadas.
Las ruedas guías, rodillos inferiores y superiores tienen lubricación permanente por aceite internamente.

Tipos de cadenas

Los actuales trenes de rodaje utilizados en la maquinaria se clasifican en varios tipos dependiendo de el sistema bulón-casquillo (ver componentes) que se use.Los primeros rodajes que existieron contactaba directamente metal contra metal entre el bulón y el casquillo. Con el giro de las cadenas ambos componentes se desgastaban hasta el punto de destrucción en un corto periodo de tiempo. La suciedad se introducía entre el bulón y el asquillo y aceleraba el proceso de destrucción. Además el contacto del casquillo contra la rueda cabilla producía también un desgaste exterior en el casquillo. Por otra parte los eslabones se desgastaban en contacto con las ruedas guías y los rodillos inferiores y superiores.Más tarde se introdujo un retén que impedía la entrada de suciedad entre los bulones y los casquillos lo que retardaba el desgaste que se producía en el conjunto. A este tipo de cadenas se le llama cadena sellada. Son las cadenas que vemos habitualmente en casi todas las excavadoras de cadenas.Una variante de este sistema lo constituyen las cadenas lubricadas con grasa que es una cadena sellada en la que se le introduce grasa en el interior en el momento del montaje. Lo utilizan algunas casas comerciales últimamente en sus excavadoras.A continuación se cambió el sistema de retenes y se introdujo aceite entre el eslabón y el casquillo. Son las cadenas selladas y lubricadas. Con esto se consigue que el desgaste interno entre el bulón y el casquillo sea prácticamente inexistente, prolongando la vida útil del conjunto de las cadenas pasando a ser el desgaste externo de los casquillos el factor critico de destrucción de la cadena. Este tipo de cadenas selladas y lubricadas requieren normalmente un mantenimiento a la mitad de su vida útil. Se desmonta todo el conjunto y al montarlo de nuevo se giran los casquillos 180 grados de manera que la parte más desgastada pase al lado contrario, con lo que si el desgaste del eslabón lo permite se disponga de un 50% más de vida. Es necesario un seguimiento de el rodaje para determinar el punto en el cual es necesario el mantenimiento. Este tipo de rodajes se usan normalmente en palas de cadenas, buldózer, tiendetubos, etc. Un paso más adelante lo constituyen las cadenas de casquillo giratorio que es el último invento de Caterpillar. Este tipo de cadenas además de ser selladas y lubricadas llevan un doble sistema de retenes que permite el giro libre de los casquillos al entrar en la rueda de tracción o rueda cabilla, con lo que se evita el desgaste externo de los casquillos como factor critico de destrucción y además se descarta el mantenimiento de las cadenas con el consiguiente ahorro de costes. Este sistema por sus costes se aplica solamente en buldózer de momento. Este invento posiblemente en unos pocos años revolucionará los trenes de rodaje de la maquinaria, modificando posiblemente la conexión de todos los componentes del sistema. Actualmente existen muy pocas máquinas en el mercado con este tipo de rodajes, pero no nos cabe la menor duda de que el futuro lleva este camino.Los rodillos inferiores, superiores y ruedas guías llevan también aceite en el interior de sus ejes para evitar el desgaste prematuro.

Factores que influyen en el mantenimiento de rodajes

Los tractores y palas de cadenas así como las excavadoras de cadenas tienen en común el rodaje, pero en el caso de los dos primeros este componente supone un coste muy elevado en el costo horario de la maquina, mientras que en el caso de las excavadoras de cadenas aún suponiendo también un coste, este es mucho menor dadas las características de funcionamiento de cada una de las maquinas.
Generalmente en tractores y palas cargadoras de cadenas se suelen utilizar los rodajes con lubricación permanente de su sistema de bulones y casquillos, mientras que en las excavadoras el sistema va montado en seco, aunque la tendencia general en estos momentos es el de lubricar de forma permanente los rodaje de excavadora con grasa. En el caso de los primeros como se puede suponer es critico el que el aceite que lubrica el interior del rodaje se conserve dentro del mismo el mayor tiempo posible, para lo cual estos rodajes están dotados de unos retenes que impiden la salida del aceite al exterior. En las excavadoras también llevan retenes aunque su utilidad esta más bien orientada a evitar la entrada de materiales dentro del casquillo-bulón, con el fin de que estos materiales no contribuyan al desgaste de los componentes internos de la cadena.
Como consecuencia de las diferentes formas de trabajar de unas máquinas y otras, ya hemos dicho que la influencia del rodaje en el costo horario de la máquina, puede ser importante.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, vamos a tratar en estas líneas del mantenimiento de los rodajes de los tractores y palas cargadoras.
Hay tres tipos de factores que influyen en el mantenimiento de los trenes de rodaje: Factores no controlables, factores derivados de la forma de trabajo de la máquina y factores controlables.
Factores no controlables.
Son aquellos en los que no tenemos ninguna influencia durante el trabajo y que pueden mantenerse constantes o variar según se vaya avanzando la obra, son entre otros los siguientes: •Impacto del material en las cadenas que depende del estado del terreno y la fragmentación del mismo. •Humedad del terreno que varia en función del lugar en que se trabaja.
•Abrasión del material, depende del tipo de material en que se este trabajando, existe una gran diferencia ente unos materiales y otros.
•Compactación del terreno, si es material suelto, voladuras, etc.
Factores derivados de la forma de trabajo de la máquina
Son generalmente los factores derivados de la forma que tiene el palista de trabajar con la máquina, como tales son factores que en teoría se pueden controlar, pero en la practica es muy difícil que un operador que lleva años con unas costumbres adquiridas, las pueda cambiar. Generalmente son actividades inconscientes que se suelen repetir en los ciclos de trabajo, pueden ser:
Velocidad inadecuada en los ciclos de trabajo. Es importante no trabajar demasiado rápido con estas maquinas de rodajes, el exceso de velocidad aumenta de forma considerable el desgaste.
Tendencia a girar siempre hacia un solo lado. Sobrecarga una de las cadenas y hace que el desgaste de uno de los lados sea distinto del otro con lo que a la hora de sustituir el rodaje, una de las cadenas no se habrá aprovechado en toda su extensión.
Trabajar en marcha atrás de forma innecesaria. Se debe trabajar en marcha atrás lo mínimo imprescindible, en tractores de rueda cabilla elevada el mayor porcentaje de desgaste se produce en marcha atrás.
Patinaje de las cadenas durante el ciclo de trabajo. Es algo obvio que si una cadena patina, se gasta contra el suelo sin producir ningún trabajo.
Factores controlables.
Son aquellos que se pueden controlar más fácilmente durante el trabajo de la máquina. Pueden ser:
•El más importante es el ajuste correcto de la tensión de las cadenas. Es un factor critico en el mantenimiento de los rodajes, puesto que una cadena demasiado tensa aumenta mucho su desgaste al igual que una cadena demasiado floja.
•Elección del ancho de teja más adecuado para el tipo de trabajo. Es aconsejable utilizar siempre la teja más estrecha posible que permita el tipo de trabajo de la máquina, esto permite un mayor empuje de la máquina y un menor gasto de combustible. Este factor no suele cambiarse a lo largo de la vida de una máquina, pero es conveniente que se tenga en cuenta a la hora de sustituir el tren de rodaje, porque puede ser una buena opción en ese momento cambiar el tamaño de las tejas.
•Controlar el desgaste de las cadenas, para poder efectuar su mantenimiento en el momento adecuado. Algunas marcas de maquinaria como por ejemplo Caterpillar ofrecen un servicio gratuito de medición de los trenes de rodaje por personal especializado, que le pueden aconsejar el mejor momento para efectuar el mantenimiento, técnicas de operación y formas de reducir sus costos en rodajes.
•Acumulación de material en las cadenas. Durante los ciclos de trabajo se va acumulando material suelto en las cadenas lo que impide el correcto funcionamiento de los rodillos, ruedas guías, etc. Tan pronto como sea posible se debe limpiar la acumulación d material.
•Se deben comprobar los casquillos por la parte exterior todos los días justo después de terminar la jornada de trabajo con el fin de detectar calentamientos anormales que indican la perdida de lubricación de una de las secciones de la cadena. Esto puede servir para reparar una cadena averiada antes de que se rompa. Lo habitual en los rodajes es que se dé un periodo de garantía de lubricación de las mismas que generalmente suele ser de unas 4000 horas de funcionamiento al cabo de las cuales sería necesario sustituir los retenes de las cadenas.
•Revise todos los días visualmente el posible aflojamiento de tornillos en las cadenas, rodillos, sectores, etc y apriete si fuera necesario.