Ruedas Industriales 101: Cómo Elegir el Sistema de Vía Adecuado para su Instalación

Lo que necesita saber para su sistema de vía y ruedas industriales

Las ruedas de acero industriales se utilizan en sectores como la fabricación, la minería y el almacenamiento para desplazar carros y otros equipos sobre vías. La producción sobre rieles es ordenada y predecible. Los sistemas de vía también ahorran energía y mantenimiento en comparación con los vehículos con ruedas convencionales. Antes de solicitar ruedas, tómese el tiempo para considerar las necesidades específicas de su aplicación.

¿Para qué se utilizarán estas ruedas?

Aunque todas las ruedas metálicas puedan parecer similares, las ruedas de baja RPM utilizadas en aplicaciones industriales no son iguales a las ruedas de alta capacidad y alta velocidad empleadas en trenes, metros y tranvías ligeros.

Los materiales, procesos de fabricación, tamaño, perfil de trabajo, carga de trabajo segura y los casquillos o cojinetes usados en aplicaciones de alta velocidad son muy diferentes a los necesarios para aplicaciones de baja RPM. Un tren de alta velocidad debe gestionar el frenado, las curvas, la redistribución de carga y la transferencia eficiente de potencia a las ruedas.

Las ruedas industriales de Reliance Foundry están clasificadas para 3 mph (aprox. 4,8 km/h) o menos.

¿De qué metal deben fabricarse las ruedas industriales?

Se utilizan aleaciones diferentes para ruedas industriales de alta velocidad frente a baja velocidad.

Todo lo que transporte personas tiende a usar estándares de ruedas de tren de alta velocidad incluso si se mueven más lentamente, por factores de seguridad. La norma ASTM A551 especifica las aleaciones de acero al carbono para estos fines. Los aceros deben ser tratados térmicamente para soportar alta velocidad, altas RPM, cargas pesadas y frenado severo. En algunos lugares pueden especificarse aceros al carbono AISI 1060 o 1070.

La baja velocidad no requiere la misma composición ni tratamiento térmico para ofrecer un rendimiento sólido. Las ruedas industriales de acero fundido que funcionan a baja velocidad deben ser tenaces, diseñadas para manejar la carga de trabajo asignada, pero no necesitan la misma tolerancia al frenado o fricción. Generalmente usamos ASTM A915, Grado SC1040 para nuestro acero fundido, y ASTM A29 Grado 1045 para piezas forjadas o mecanizadas.

Lea más sobre materiales de ruedas: Ruedas Industriales de Acero vs. Hierro

¿Necesito ruedas de brida simple o doble?

Las ruedas de brida simple tienen un borde que abraza la vía solo desde un lado de la rueda. Una rueda de brida doble tiene bordes en ambos lados.

Las ruedas de brida simple se mantienen en vías de espaciado preciso mediante su eje, que coloca las bridas a la distancia adecuada. Las bridas simples se usan más a menudo en trenes y vías de alta velocidad porque permiten cambios de aguja y contracarriles —dispositivos que permiten a un tren pasar de una vía a otra—, mientras que las ruedas de brida doble son mejores para moverse por una sola vía. Las ruedas de brida doble proporcionan un poco más de seguridad. Si hay residuos en la vía o ligeros desplazamientos del riel, una rueda de brida doble ayudará a prevenir descarrilamientos.

Lea más sobre bridas: Ruedas de Brida Simple y Doble

¿Cuál es la carga de trabajo segura?

Las ruedas industriales vienen con una carga de trabajo segura (SWL), calculada según su material, tamaño y estructura. Esta carga se calcula para aplicaciones dinámicas en movimiento.

Para determinar la carga segura por rueda, se suma el peso del carro y el de la carga, y luego se multiplica por un factor de seguridad, a menudo del 25%. Por ejemplo:

Carga Total de Trabajo = (Peso del Carro + Peso de la Carga) x 1.25

Consulte con el ingeniero de su aplicación para asegurar que este factor de seguridad sea el apropiado.

Cada rueda debe tener una carga de trabajo segura mayor o igual a la carga de trabajo total dividida entre el número de ruedas del carro.

Carga de Trabajo Segura por Rueda = Carga Total de Trabajo / Número de Ruedas

Lea más sobre CTS: Cómo Evaluar Cargas de Trabajo Seguras para Ruedas

¿Qué tamaño de rueda industrial debo elegir?

En cualquier aplicación hay un equilibrio entre función y coste. Ruedas más grandes significan menos revoluciones por minuto, lo que implica más distancia recorrida por rotación: como máquina simple, una rueda de carro de acero más grande ofrece ventaja mecánica. Sin embargo, una rueda mayor requiere mayor par motor, por lo que necesita más potencia del motor.

La mayoría de los carros industriales usan la rueda más pequeña posible. Ruedas más grandes pueden ser importantes si el chasis del carro debe elevarse lo suficiente para pasar sobre residuos u objetos en la vía.

Lea más sobre la física de las ruedas: La Rueda: Una Máquina Simple Compleja

¿Qué forma de banda de rodadura debe tener mi rueda metálica?

Las ruedas de carro de acero pueden tener diferentes perfiles en la banda de rodadura.

La superficie de trabajo de la rueda interviene en mantenerla en la vía, tomar curvas eficientemente y reducir la fricción. En rieles con curvas, una conicidad en la superficie da al tren la capacidad de curvar. Un eje rígido mantiene las dos ruedas a la misma distancia y girando a las mismas RPM, pero la conicidad hace que una rueda recorra más distancia que la otra, permitiendo que el tren siga una trayectoria curva.

La mayoría de las ruedas industriales de brida doble no enfrentan grandes curvas en el riel. Suelen tener perfil plano o en V, según la aplicación. En una rueda de brida doble, es importante encontrar un tamaño de banda compatible con el tamaño del riel. La doble brida debe poder manejar pequeños desplazamientos en el riel y residuos en la vía.

¿Qué diámetro interior necesito para el orificio de la rueda?

El orificio de una rueda es el agujero central donde se coloca el eje.

El diámetro interior del orificio es donde encaja el eje. Consulte con su ingeniero sobre el tamaño adecuado: la tolerancia es importante y puede variar según el uso. Lo que es apropiado en un horno caliente puede no serlo en un congelador.

¿Necesito un casquillo (bushing)?

Los casquillos son una manga que se ajusta firmemente dentro del orificio de la rueda y reduce la fricción en el sistema rueda-eje. Como los casquillos pueden reemplazarse, ayudan a prevenir el desgaste de la rueda y a veces prolongan su vida útil. Otras veces, están ahí simplemente por su efecto mecánico.

Los casquillos funcionan de forma distinta a los cojinetes, el otro accesorio común para el orificio de la rueda; un casquillo trabaja con el eje deslizándose sobre la superficie, mientras que un cojinete usa pequeños cilindros o esferas giratorias para reducir la fricción.

Al elegir un casquillo, el diámetro interior (DI), exterior (DE) y la tolerancia son detalles de ingeniería importantes. El diámetro exterior del casquillo debe ajustarse firmemente dentro del diámetro del orificio de la rueda. El diámetro interior describe el diámetro del agujero central del casquillo. La tolerancia es la precisión necesaria en estas medidas para los requisitos de la aplicación. Los sistemas mecánicos varían ampliamente en sus necesidades según el entorno y la carga, por lo que estas especificaciones deben ser precisas al hacer el pedido.

Los casquillos pueden instalarse antes del envío o enviarse por separado para que los ingenieros los monten in situ.

Lea más sobre casquillos: ¿Necesita Cojinetes o Casquillos para su Rueda?

Casquillos de bronce vs. nailon: ¿cuál funcionará para mí?

Hay muchos tipos de casquillos disponibles comercialmente. En ruedas industriales, los casquillos de bronce (sinterizado o fundido) y de nailon son los más comunes.

Los casquillos de nailon son económicos, de baja fricción y resisten bien el movimiento deslizante de cargas. Pueden contener lubricante en el propio material (como los casquillos Nyloil). Los casquillos de bronce, especialmente el bronce fundido, se usan en aplicaciones con cargas muy pesadas. El bronce sinterizado, generalmente impregnado con aceite, ofrece lo mejor de ambos mundos.

¿Necesito un lubricante?

Algunos casquillos se usan sin lubricante. Los casquillos de bronce se eligen a menudo porque el bronce es un metal que resiste el agallamiento —la tendencia de metales que se deslizan en contacto cercano a abrasarse mutuamente, causando que el material se acumule entre ellos.

Algunos casquillos (como los Nyloil o bronce sinterizado) tienen lubricante incorporado, de modo que a medida que se desgastan se libera aceite.

Para otras aplicaciones, se necesita aceite para asegurar un funcionamiento suave. En estos casos, se requiere una rueda que contenga un "zerk" o "pezón": un pequeño orificio en el orificio que permite inyectar aceite. Algunos casquillos vienen con zerk y canal de grasa, pero a menudo estas ruedas se usan sin casquillos.

Las ruedas de vía industriales son una excelente solución para muchas aplicaciones de almacenamiento y fabricación. Nuestras soluciones de ruedas de baja RPM están disponibles tanto en opciones estándar como personalizadas. Conocer las necesidades de su aplicación es importante para la seguridad y eficiencia de su planta, ¡así que hable con un ingeniero para asegurarse de pedir exactamente lo que necesita!