Autor: Lily Wang Hora de publicación: 2026-06-22 Origen: Maquinaria Yile
Tabla de contenido
La falla de una rueda de grúa no es simplemente un evento de mantenimiento: es un incidente de seguridad. Cuando una rueda de grúa se fractura o descarrila bajo carga, las consecuencias van desde la caída de cargas y daños estructurales hasta muertes. Sin embargo, la selección y especificación de las ruedas de las grúas se trata con frecuencia como una decisión de compra de productos básicos, en la que los compradores eligen únicamente en función del precio y descubren las consecuencias sólo después de una falla prematura.
La diferencia entre una rueda de grúa forjada correctamente especificada y fabricada correctamente y una pieza fundida de calidad inferior no es visible a simple vista. Se manifiesta en la vida a la fatiga bajo cargas cíclicas, en la resistencia a la fractura repentina bajo cargas de impacto, en la tasa de desgaste de la banda de rodadura bajo una tensión de contacto alta y, en última instancia, en el costo total de propiedad durante la vida útil de la grúa.
Esta guía brinda a los ingenieros de adquisiciones, gerentes de mantenimiento de grúas e ingenieros de plantas el marco técnico para especificar correctamente las ruedas de las grúas, cubriendo la elección fundamental entre construcción forjada y fundida, selección de materiales y dureza, cálculo de la capacidad de carga, geometría de las bridas y los parámetros de calidad de fabricación que determinan si una rueda cumplirá su vida útil nominal o fallará prematuramente.
Antes de seleccionar materiales y especificaciones, es fundamental comprender las diferentes configuraciones de ruedas de grúa y las condiciones operativas que cada una debe soportar.
Ruedas de grúa aérea (puente) — Ruedas de grúa EOT
Las ruedas de la grúa aérea se desplazan sobre rieles elevados y soportan todo el peso del puente más la carga elevada. Las ruedas de las cabezas (ruedas de desplazamiento del puente) transportan las cargas más grandes: generalmente 4 ruedas por cabeza, cada una de las cuales transporta entre el 25% y el 35% del peso total de la grúa más la carga. Las ruedas del carro de recorrido transversal transportan el peso del carro más la carga elevada y normalmente se desplazan sobre un riel de perfil más bajo en la viga del puente.
Características clave:
Rango de carga: Capacidad de grúa de 5 a 500+ toneladas
Velocidad: normalmente de 10 a 80 m/min para recorrido de puente, de 5 a 40 m/min para recorrido transversal
Ciclo de trabajo: varía de ligero (A1–A3) a muy pesado (A7–A8) según la aplicación
Ambiente: interior (limpio) a exterior (expuesto a la intemperie, polvo, calor)
Ruedas de grúa pórtico
Las grúas pórtico se desplazan sobre raíles a nivel del suelo, con la estructura de la grúa apoyada directamente sobre las ruedas. Las cargas de las ruedas suelen ser mayores que las de las grúas puente de capacidad equivalente porque la estructura del pórtico en sí es más pesada. Las grúas pórtico exteriores en puertos, astilleros y acerías están expuestas a las condiciones ambientales más severas.
Características clave:
Rango de carga: Capacidad de grúa de 50 a 1000+ toneladas
Velocidad: normalmente de 5 a 30 m/min
Tamaño del riel: normalmente A75–A150 o riel de grúa equivalente
Medio ambiente: a menudo al aire libre, expuesto a la intemperie, a la atmósfera marina o a la contaminación industrial.
Ruedas de grúa de cucharón
Las grúas de cuchara en las acerías transportan cucharas de metal fundido: la aplicación de grúa más exigente en términos de carga, temperatura y consecuencias de fallas. Las cargas por rueda pueden superar las 100 toneladas por rueda. El calor radiante de la cuchara eleva significativamente la temperatura de las ruedas.
Características clave:
Rango de carga: Capacidad de grúa de 100 a 400+ toneladas
Ciclo de trabajo: A7–A8 (muy pesado – funcionamiento continuo)
Temperatura: la temperatura de la superficie de la rueda puede alcanzar entre 80 y 120 °C debido al calor radiante.
Consecuencia del fallo: catastrófica: derrame de metal fundido
Ruedas de grúa metalúrgicas y de procesos
Las grúas en fundiciones de aluminio, fundiciones y plantas químicas enfrentan ataques químicos además de cargas mecánicas. El material de las ruedas debe resistir la corrosión de las atmósferas del proceso.
Ruedas de doble pestaña (las más comunes)
Dos pestañas, una a cada lado de la banda de rodadura, constriñen la rueda lateralmente sobre el carril. Se utiliza cuando el riel debe guiar la rueda en ambas direcciones laterales; estándar para la mayoría de las aplicaciones de grúas aéreas y pórtico.
Ruedas de brida única
Una brida en un solo lado. Se utiliza en aplicaciones donde un lado de la grúa está guiado por la brida y el otro lado está libre para acomodar la expansión térmica de la estructura de la pista. Común en grúas pórtico de luces largas.
Ruedas de banda de rodadura plana (sin bridas)
Sin pestañas: la rueda se guía por otros medios (rodillos guía o geometría de carril). Se utiliza en algunas aplicaciones especializadas donde el desgaste de las bridas es un problema.
Ruedas de banda de rodadura cónica
La banda de rodadura tiene una ligera inclinación (normalmente de 1:20 a 1:40) que hace que la rueda se autocentre en el riel mediante la acción cónica de la banda de rodadura. Reduce el contacto y el desgaste de las bridas. Preferido para aplicaciones de alta velocidad o ciclo de trabajo alto.
Esta es la decisión sobre especificaciones más importante para las ruedas de grúa. La elección entre construcción forjada y fundida afecta la vida a la fatiga, la resistencia al impacto, la dureza de la banda de rodadura alcanzable y el modo de falla, no solo el costo inicial.
Las ruedas de grúa forjadas se producen presionando o martillando una palanquilla de acero calentada para darle forma bajo una gran fuerza de compresión. El proceso de forja:
Refina la estructura del grano : la estructura del grano grueso y aleatorio del tocho fundido original se divide y se refina en una estructura fina y uniforme alineada con la geometría de la rueda.
Cierra la porosidad interna : cualquier hueco o microporosidad en el tocho se suelda bajo la presión de forjado.
Crea un flujo de grano favorable : las líneas de grano siguen el contorno de la rueda, por lo que las zonas de la banda de rodadura y las pestañas tienen límites de grano orientados para resistir las tensiones aplicadas.
Produce una estructura totalmente densa y libre de defectos : sin cavidades de contracción, sin porosidad de gas ni grupos de inclusiones.
Las ruedas de grúa fundidas se producen vertiendo acero fundido en un molde y dejándolo solidificar. El proceso de fundición:
Produce una estructura de grano más gruesa : la solidificación del estado líquido crea granos más grandes que la forja.
Es susceptible a la porosidad de contracción : a medida que el acero se contrae durante la solidificación, se pueden formar huecos en las últimas zonas en solidificarse (normalmente el centro del cubo de la rueda y la llanta).
No se puede producir el flujo de grano direccional de una forja: los límites de los granos están orientados aleatoriamente
Puede producir grupos de inclusiones si no se controla cuidadosamente la limpieza de la masa fundida
Propiedad |
Rueda de acero forjado |
Rueda de acero fundido |
Resistencia a la tracción |
700–900 MPa (típico) |
550–750 MPa (típico) |
Fuerza de producción |
550–750 MPa |
380–550 MPa |
Alargamiento |
15-20% |
10-15% |
Dureza al impacto (Charpy) |
40–80 J a −20°C |
20–40 J a −20°C |
Vida de fatiga (carga cíclica) |
2 a 3 veces más largo que el yeso |
Base |
Resistencia a la fractura repentina |
Excelente: modo de falla dúctil |
Moderado: posible fractura frágil |
Dureza máxima alcanzable de la banda de rodadura |
340–380 HB (templado en el borde) |
280–320 HB (normalizado) |
Riesgo de defecto interno |
muy bajo |
Moderado (requiere inspección UT) |
Consistencia dimensional |
Alto (forjado) |
Moderado (variabilidad del lanzamiento) |
Costo (inicial) |
20-40% más alto que el yeso |
Más bajo |
Costo (por hora de operación) |
Más bajo (vida más larga) |
Mayor (reemplazo más frecuente) |
Especifique ruedas de grúa forjadas para:
Clase de servicio de grúa A5 y superior (ISO 4301): ciclos de trabajo medio-pesados a muy pesados
Grúas cuchara y grúas metalúrgicas : cargas elevadas, temperaturas elevadas, consecuencias de fallos catastróficos
Grúas pórtico para exteriores : la exposición a bajas temperaturas aumenta el riesgo de fracturas frágiles en ruedas fundidas
Grúas de alta velocidad (recorrido del puente > 60 m/min): mayores cargas dinámicas y energía de impacto
Cualquier grúa donde la falla de las ruedas tenga consecuencias críticas para la seguridad o la producción.
Diámetro de rueda > 500 mm : en diámetros grandes, el riesgo de porosidad interna en las ruedas de fundición aumenta significativamente
Las ruedas de grúa fundidas son aceptables para:
Grúas ligeras (clase de servicio A1-A3) con uso poco frecuente
Diámetros de rueda pequeños (< 315 mm) donde la sección de fundición es lo suficientemente delgada como para solidificarse sin una porosidad significativa
Aplicaciones en interiores y entornos controlados sin exposición a bajas temperaturas
Aplicaciones con presupuesto limitado donde el ciclo de trabajo no puede justificar la diferencia de costos
Incluso para ruedas fundidas, especifique acero fundido (no hierro fundido) para cualquier aplicación de grúa estructural. Las ruedas de hierro fundido son frágiles y nunca deben usarse en grúas que transporten cargas importantes.
El grado del material determina las propiedades mecánicas básicas de la rueda antes del tratamiento térmico. Para ruedas de grúa forjadas, los siguientes grados son estándar:
Acero al carbono 55# / C55 (GB/T 699 / EN 10083)
Contenido de carbono: 0,52–0,60%
Resistencia a la tracción (Q&T): 700–800 MPa
Dureza después del templado de la llanta: 300–340 HB
Aplicación: Ruedas de puente grúa estándar, servicio liviano a mediano (A1–A5)
Ventaja: Buen equilibrio entre resistencia, tenacidad y maquinabilidad; ampliamente disponible; rentable
Acero fundido ZG55 (para ruedas fundidas)
Composición similar a 55# pero en forma fundida
Propiedades mecánicas más bajas que las forjadas 55# debido a la microestructura de fundición.
Aplicación: Ruedas de grúa fundidas de uso liviano únicamente
Acero de aleación 42CrMo / 42CrMo4 (GB/T 3077 / EN 10083)
Carbono: 0,38–0,45%, Cromo: 0,90–1,20%, Molibdeno: 0,15–0,25%
Resistencia a la tracción (Q&T): 900–1100 MPa
Dureza después del templado de la llanta: 340–380 HB
Aplicación: Grúas de servicio pesado y muy pesado (A5–A8), grúas de cuchara, ruedas de gran diámetro (> 630 mm)
Ventaja: Templabilidad superior: logra una dureza de la banda de rodadura más alta y uniforme que el acero al carbono, especialmente para diámetros de ruedas grandes donde el acero al carbono no se puede endurecer en toda la sección de la llanta.
Acero de aleación 34CrNiMo6 (EN 10083)
Mayor contenido de aleación: cromo + níquel + molibdeno
Resistencia a la tracción (Q&T): 1000–1200 MPa
Aplicación: Grúas de cuchara para trabajos extremos, ruedas de gran diámetro (> 900 mm), entornos de baja temperatura (< −20 °C)
Ventaja: Excelente tenacidad a bajas temperaturas: la energía de impacto Charpy permanece alta a -40 °C, lo que evita la fractura frágil en climas fríos.
El proceso de tratamiento térmico es tan importante como la calidad del material: determina las propiedades mecánicas finales y la dureza de la banda de rodadura.
Temple y Revenido (Q&T) de toda la rueda:
Toda la rueda está austenizada, templada y revenida. Esto produce propiedades uniformes en todo el cuerpo de la rueda: buena tenacidad en el cubo y el alma, dureza adecuada en la llanta. Sin embargo, la dureza de la banda de rodadura que se puede lograr con Q&T en ruedas completas está limitada por la temperatura de templado necesaria para lograr la dureza adecuada en el cubo.
Resultado típico: 260–300 HB en toda la superficie, incluida la superficie de rodadura.
Enfriamiento de llantas (endurecimiento de la banda de rodadura) después de Q&T:
Después del Q&T de toda la rueda, la superficie de la banda de rodadura se endurece selectivamente mediante calentamiento por inducción o calentamiento por llama seguido de un enfriamiento rápido. Esto produce una capa superficial dura (profundidad de la caja de 20 a 40 mm) en la banda de rodadura mientras se mantienen las propiedades del núcleo endurecido establecidas por el Q&T anterior.
Resultado típico: 300–380 HB en la superficie de la banda de rodadura, 260–300 HB en el cubo y el alma.
Por qué es importante la dureza de la banda de rodadura:
La dureza de la banda de rodadura determina la vida útil de la rueda ante la fatiga por contacto. Bajo la tensión de contacto cíclica hertziana entre la banda de rodadura de la rueda y el riel, se inician y propagan grietas por fatiga subsuperficiales: cuanto más dura es la banda de rodadura, mayor será la tensión de contacto que puede soportar antes de que se inicie el daño por fatiga.
La relación entre la dureza de la banda de rodadura y la vida a fatiga por contacto es aproximadamente:
$$L_{fatiga} propto H^3$$
Donde $$H$$ es la dureza de la banda de rodadura en HB. Esto significa que aumentar la dureza de la banda de rodadura de 280 HB a 340 HB (un aumento del 21%) aumenta la vida útil de la fatiga por contacto en aproximadamente:
$$left( rac{340}{280} ight)^3 aproximadamente 1,79 imes$$
— casi duplicando la vida de fatiga para un aumento de dureza del 21%. La inversión en un tratamiento térmico adecuado se amortiza muchas veces al prolongar la vida útil de las ruedas.
Clase de servicio de grúa |
Dureza recomendada de la banda de rodadura |
Grado del material |
Tratamiento térmico |
A1–A3 (servicio liviano) |
260–300 HB |
55# acero al carbono |
Sólo preguntas y respuestas |
A4–A5 (trabajo medio) |
300–340 HB |
55# o 42CrMo |
Q&T + enfriamiento de llanta |
A6–A7 (trabajo pesado) |
320–360 HB |
42CrMo |
Q&T + enfriamiento de llanta |
A8 (muy pesado/cucharón) |
340–380 HB |
42CrMo o 34CrNiMo6 |
Q&T + endurecimiento por inducción |
Baja temperatura (< −20°C) |
300–340 HB |
34CrNiMo6 |
Q&T + enfriamiento de llanta |
Seleccionar el diámetro correcto de la rueda es un cálculo estructural, no una decisión de criterio. Una rueda de tamaño insuficiente fallará por fatiga de contacto mucho antes de su vida útil esperada.
La carga de la rueda es la fuerza que debe soportar cada rueda. Para una grúa estándar de 4 ruedas montada en un puente grúa:
$$P_{rueda} = rac{(Q + G_{puente}) imes f_{dinámica}}{n_{ruedas}}$$
Dónde:
$$Q$$ = capacidad de elevación nominal (kN)
$$G_{puente}$$ = peso propio del puente (kN): normalmente 0,3–0,5 × Q para grúas livianas, 0,5–0,8 × Q para grúas pesadas
$$f_{dynamic}$$ = factor de carga dinámica; normalmente entre 1,1 y 1,3, según la clase de grúa y la velocidad
$$n_{wheels}$$ = número de ruedas que comparten la carga (normalmente 4 para una testera estándar)
Ejemplo: puente grúa de 50 toneladas, peso del puente 30 toneladas, factor dinámico 1,2, 4 ruedas:
$$P_{rueda} = rac{(500 + 300) imes 1.2}{4} = rac{960}{4} = 240 ext{ kN por rueda}$$
La tensión de contacto entre la banda de rodadura de la rueda y el carril determina la vida a fatiga. Para una banda de rodadura de rueda cilíndrica sobre un riel con parte superior plana (la configuración estándar), la presión de contacto hertziana máxima es:
$$p_0 = 0.418 sqrt{ rac{P cdot E}{R cdot b}}$$
Dónde:
$$P$$ = carga de la rueda (N)
$$E$$ = módulo elástico del acero (210.000 MPa)
$$R$$ = radio de la rueda (mm)
$$b$$ = ancho de contacto efectivo (mm): aproximadamente igual al ancho de la cabeza del riel para un riel con parte superior plana
La tensión de contacto permitida está relacionada con la dureza de la banda de rodadura:
$$p_{0,permisible} aprox 3.5 imes H_{HB} ext{ (MPa)}$$
Para una banda de rodadura de 340 HB: $$p_{0,allowable} aproximadamente 1190 ext{ MPa}$$
Implicación práctica: Para una carga de rueda determinada, una rueda de mayor diámetro produce una menor tensión de contacto (mayor área de contacto). Si la tensión de contacto excede el valor permitido, aumente el diámetro de la rueda; no aumente simplemente la dureza, ya que esto reduce la tenacidad.
Como guía práctica, la siguiente tabla proporciona los diámetros mínimos de rueda recomendados para las clases de servicio de grúa estándar:
Carga de la rueda (kN) |
Servicio A3 (diámetro mínimo) |
Servicio A5 (diámetro mínimo) |
Servicio A7 (diámetro mínimo) |
50 kN |
200 milímetros |
250 milímetros |
315 milímetros |
100 kN |
250 milímetros |
315 milímetros |
400 milímetros |
200 kN |
315 milímetros |
400 milímetros |
500 milímetros |
400kN |
400 milímetros |
500 milímetros |
630 milímetros |
630kN |
500 milímetros |
630 milímetros |
800 milímetros |
1.000kN |
630 milímetros |
800 milímetros |
1.000 milímetros |
Estos valores son estimaciones conservadoras basadas en la práctica estándar de la industria. Verifique siempre con un cálculo formal de la tensión de contacto utilizando la carga real de la rueda, el tamaño del riel y las propiedades del material.
La brida es el elemento de guía lateral de la rueda de la grúa y evita que la rueda descarrile al apoyarse contra el lateral del carril. La geometría correcta de la brida es esencial tanto para el rendimiento del guiado como para la vida útil de la brida.
La altura del reborde (la distancia desde la superficie de la banda de rodadura hasta la parte superior del reborde) debe ser suficiente para evitar que la rueda suba sobre el riel bajo fuerzas laterales. Las alturas de brida estándar son:
$$h_{brida} geq 0.12 imes D_{rueda}$$
Para una rueda de 500 mm de diámetro: altura mínima de la brida = 60 mm.
El espesor del ala (el espesor del ala al nivel de la banda de rodadura) debe ser suficiente para resistir las fuerzas laterales sin ceder ni fracturarse. Los espesores de brida estándar son:
$$t_{brida} geq 0.08 imes D_{rueda}$$
Para una rueda de 500 mm de diámetro: espesor mínimo de brida = 40 mm.
Estos son valores mínimos: para grúas de servicio pesado con fuerzas laterales significativas (cargas de viento en grúas pórtico para exteriores, fuerzas de inclinación debido a rieles de pista desalineados), aumente las dimensiones de las bridas en consecuencia.
El ancho de la banda de rodadura debe ser más ancho que la cabeza del riel para garantizar que la carga de la rueda se transmita sobre la banda de rodadura y no sobre la raíz de la brida. El espacio libre estándar es:
$$b_{banda de rodadura} geq b_{cabeza de riel} + 2 imes c_{lateral}$$
Donde $$c_{lateral}$$ es el espacio libre lateral entre la cara interior de la brida y el lado del riel, generalmente de 5 a 15 mm por lado, dependiendo de la tolerancia de alineación del riel de la pista.
Verificación de compatibilidad de rieles: siempre verifique que el ancho de banda de rodadura de la rueda especificado sea compatible con el tamaño de riel instalado. Los desajustes comunes ocurren cuando los rieles de la grúa se reemplazan con un perfil diferente sin actualizar las especificaciones de las ruedas.
Banda de rodadura cilíndrica: La superficie de la banda de rodadura es paralela al eje de la rueda. Sencillo de fabricar e inspeccionar. La rueda no se centra sola en el carril; el posicionamiento lateral está controlado completamente por las bridas. Las bridas soportan cargas laterales continuamente, lo que provoca un mayor desgaste de las mismas.
Banda de rodadura cónica (banda de rodadura cónica): la superficie de la banda de rodadura tiene una ligera inclinación, normalmente 1:20 (2,86°). El lado de mayor diámetro del cono está en el lado de la brida. Cuando la rueda se mueve lateralmente hacia el lado de la brida, el diámetro mayor hace que la rueda gire más rápido en ese lado, generando una fuerza de recuperación que mueve la rueda hacia el centro. Esta acción de autocentrado reduce significativamente el contacto y el desgaste de las bridas.
Recomendación: Especifique banda de rodadura cónica (1:20) para:
Grúas de alta velocidad (velocidad de desplazamiento > 40 m/min)
Grúas de servicio pesado (A5 y superiores)
Grúas de gran luz donde la alineación de los rieles de la pista es difícil de mantener
Cualquier aplicación donde el desgaste de las bridas haya sido un problema recurrente
Especificar el material y la geometría correctos es necesario pero no suficiente: el proceso de fabricación debe controlarse para garantizar que las propiedades especificadas se logren realmente en la rueda terminada.
Relación de forjado: La relación de forjado (relación entre el área de la sección transversal del tocho original y el área de la sección transversal del forjado terminado) determina el grado de refinamiento del grano logrado. Para las ruedas de grúa, 3:1 para lograr un refinamiento de grano adecuado. se requiere una relación de forjado mínima de Las ruedas forjadas a partir de palanquillas de gran tamaño con una reducción insuficiente tendrán una estructura de grano más gruesa y propiedades mecánicas inferiores a las especificadas.
Forjado con troquel versus forjado con troquel abierto: para diámetros de rueda de hasta aproximadamente 800 mm, se prefiere el forjado con troquel (forjado con troquel cerrado): el troquel restringe el flujo de material y produce una forma y un flujo de grano más consistentes que el forjado con troquel abierto. Para ruedas muy grandes (> 800 mm de diámetro), se utiliza laminación de anillos o forjado con matriz abierta.
Control de la temperatura de forjado: la temperatura de forjado debe controlarse dentro del rango correcto para el grado de acero; demasiado caliente provoca el crecimiento del grano; demasiado frío provoca grietas en la forja. El control y registro de la temperatura durante la forja es un requisito de calidad para las ruedas de grúa críticas.
Estudio de dureza: Después del templado de la llanta, mida la dureza de la banda de rodadura en un mínimo de 4 puntos alrededor de la circunferencia y en 3 profundidades (superficie, 10 mm de profundidad, 20 mm de profundidad). La dureza debe cumplir el rango especificado en todos los puntos de medición. Un gradiente de dureza que cae demasiado rápido con la profundidad indica una profundidad de caja insuficiente: la capa endurecida se desgastará antes de que la rueda alcance su vida útil.
Requisito de profundidad de dureza:
Profundidad mínima de la caja hasta 300 HB: ≥ 20 mm para ruedas de hasta 630 mm de diámetro
Profundidad mínima de la caja hasta 300 HB: ≥ 30 mm para ruedas de 630 a 1000 mm de diámetro
Profundidad mínima de la caja hasta 300 HB: ≥ 40 mm para ruedas > 1000 mm de diámetro
Dimensión |
Tolerancia |
Diámetro de la banda de rodadura |
±0,5 mm (pares coincidentes: ±0,3 mm) |
Ancho de banda de rodadura |
±1,0 mm |
Altura de brida |
±1,0 mm |
Espesor de brida |
±1,0 mm |
Diámetro del agujero |
H7 (para ajuste de interferencia con el eje) o según se especifica |
Concentricidad del orificio a la banda de rodadura (desviación) |
≤ 0,3 mm TIR |
Desviación de la cara de la banda de rodadura (axial) |
≤ 0,3 mm TIR |
Acabado de la superficie de la banda de rodadura |
Ra ≤ 3,2 µm |
Pares emparejados: Para grúas donde dos ruedas comparten un eje común (bogies de doble rueda), las dos ruedas deben suministrarse como un par emparejado con diámetros de banda de rodadura con una diferencia de 0,3 mm entre sí. Una discrepancia en el diámetro hace que una rueda soporte más carga que la otra, lo que acelera el desgaste de la rueda de mayor diámetro.
Prueba |
Estándar |
Alcance |
Pruebas ultrasónicas (UT) |
EN 10228-3 o ASTM A388 |
100 % del cuerpo de la rueda: detecta porosidades internas e inclusiones |
Inspección de partículas magnéticas (MT) |
EN 10228-1 |
Superficie de la banda de rodadura y raíz de la brida: detecte grietas en la superficie |
Prueba de dureza |
Brinell (HB) |
Mínimo 4 puntos en la superficie de la banda de rodadura por rueda |
Inspección dimensional |
Por dibujo |
100% de las ruedas |
Para ruedas de grúa de cuchara y otras aplicaciones críticas para la seguridad, agregue:
Prueba de impacto Charpy a −20 °C (o menos si se especifica)
Pruebas completas de propiedades mecánicas (tracción, fluencia, alargamiento) de barras de prueba forjadas con el mismo calor.
Incluso las ruedas de grúa correctamente especificadas y fabricadas se desgastan con el tiempo. Establecer un programa de monitoreo sistemático previene fallas inesperadas y permite planificar el reemplazo durante las ventanas de mantenimiento programadas.
Medición del diámetro de la banda de rodadura:
Utilice un micrómetro exterior grande o un medidor de diámetro de rueda exclusivo para medir el diámetro de la banda de rodadura en múltiples puntos alrededor de la circunferencia. Compárelo con el diámetro nominal original; la diferencia es el desgaste total de la banda de rodadura.
Medición del espesor de brida:
Utilice un medidor de espesor de brida (una herramienta específica disponible en los proveedores de mantenimiento de grúas) para medir el espesor de la brida al nivel de la banda de rodadura. Comparar con el espesor nominal original.
Medición del perfil:
Para grúas de servicio pesado, use un medidor de perfil (plantilla) para comparar el perfil de la banda de rodadura y la brida con el perfil nominal. Las concentraciones de desgaste (huecado del centro de la banda de rodadura, desgaste de la raíz de la brida) se detectan mediante comparación de perfiles.
Parámetro de desgaste |
Medición |
Umbral de reemplazo |
Reducción del diámetro de la banda de rodadura |
Micrómetro |
> 2% del diámetro nominal (p. ej., > 10 mm en una rueda de 500 mm) |
Reducción del espesor de la brida |
Calibre de brida |
> 25% del espesor nominal |
Reducción de altura de brida |
Calibrar |
> 25% de la altura nominal |
Dureza de la superficie de la banda de rodadura |
Brinell portátil |
< 250 HB (capa endurecida desgastada) |
Ahuecamiento del perfil de la banda de rodadura |
calibre de perfil |
> 2 mm de profundidad del hueco en el centro |
Cualquier grieta visible |
Visual / MT |
Reemplazo inmediato : sin umbral |
Grieta en la raíz de la brida |
inspección de MT |
Reemplazo inmediato |
Clase de servicio de grúa |
Inspección visual |
Medición dimensional |
Inspección de MT |
A1-A3 |
Anualmente |
Cada 2 años |
Cada 5 años |
A4–A5 |
Cada 6 meses |
Anualmente |
Cada 3 años |
A6–A7 |
Trimestral |
Cada 6 meses |
Anualmente |
A8 (grúa cuchara) |
Mensual |
Trimestral |
Cada 6 meses |
Comprender los modos de falla ayuda a diagnosticar problemas y prevenir su recurrencia después del reemplazo.
Apariencia: Descamación o picaduras de la superficie de la banda de rodadura, generalmente en una banda alrededor de la circunferencia.
Causa principal: la tensión de contacto excede el límite de fatiga del material de la banda de rodadura, causada por un diámetro de rueda insuficiente, una dureza insuficiente de la banda de rodadura o una sobrecarga.
Prevención: Selección correcta del diámetro de la rueda según el cálculo de la carga; especificar la dureza adecuada de la banda de rodadura; no sobrecargue la grúa.
Apariencia: Fractura repentina de una o ambas bridas, a menudo sin previo aviso.
Causa principal: Fuerzas laterales que exceden la resistencia a la flexión de las bridas, causadas por desalineación del riel de la pista, inclinación de la grúa o dimensiones insuficientes de las bridas. Fractura frágil en ruedas de hierro fundido o de acero fundido de baja tenacidad.
Prevención: Especificar ruedas de acero forjado con dureza adecuada; mantener la alineación ferroviaria de la pista; verifique que la grúa no esté torcida.
Apariencia: Reducción uniforme del diámetro de la banda de rodadura a un ritmo más rápido de lo esperado.
Causa raíz: Dureza de la banda de rodadura insuficiente para el nivel de tensión de contacto; contaminación de la superficie del riel (escamas de laminación, polvo abrasivo); la rueda se desliza sobre el riel (problemas con los frenos o la transmisión).
Prevención: aumentar la especificación de dureza de la banda de rodadura; limpiar las superficies de los rieles; comprobar los sistemas de transmisión y frenos.
Apariencia: El centro de la banda de rodadura se desgasta más rápido que los bordes, creando un perfil cóncavo (hueco).
Causa principal: la cabeza del riel es más estrecha que el ancho de la banda de rodadura, lo que concentra la tensión de contacto en el centro de la banda de rodadura. Común cuando los rieles se reemplazan por un perfil más pequeño sin actualizar las especificaciones de la rueda.
Prevención: Asegúrese de que el ancho de la cabeza del riel sea compatible con el ancho de la banda de rodadura; especifique un perfil de banda de rodadura cónico para distribuir el contacto.
Apariencia: Una brida se desgasta significativamente más rápido que la otra, o un extremo de la grúa se desgasta más rápido que el otro.
Causa principal: Desalineación de los rieles de la pista: los rieles no están paralelos, lo que obliga a la grúa a desplazarse en ángulo (sesgado), lo que carga una brida continuamente.
Prevención: Levantamiento y corrección del alineamiento ferroviario de la pista; comprobar la escuadra del cabezal de la grúa.
A una rueda de grúa forjada se le da forma presionando o martillando una palanquilla de acero calentada, lo que produce una estructura de grano refinada, porosidad cerrada y propiedades mecánicas superiores, particularmente resistencia al impacto y vida a la fatiga. Una rueda de grúa fundida se produce vertiendo acero fundido en un molde, lo que puede dar como resultado una estructura de grano más gruesa y porosidad interna. Para grúas de servicio pesado (A5 y superiores), grúas de cuchara y grúas pórtico para exteriores, se prefieren las ruedas forjadas debido a su resistencia superior a la fatiga y a la fractura frágil.
La dureza de la banda de rodadura depende de la clase de servicio de la grúa y de la carga de las ruedas. Como guía general: 260–300 HB para trabajos livianos (A1–A3); 300–340 HB para servicio mediano (A4–A5); 320–360 HB para servicio pesado (A6–A7); 340–380 HB para grúas de carga muy pesada y de cuchara (A8). Para ruedas forjadas 42CrMo con endurecimiento por inducción, se pueden lograr 340–380 HB con una profundidad de caja de 25–40 mm. Especifique siempre tanto el rango de dureza como la profundidad mínima de la caja.
Calcule la carga de la rueda (capacidad de la grúa + peso del puente × factor dinámico ÷ número de ruedas), luego calcule la tensión de contacto hertziana para los diámetros de rueda candidatos usando la fórmula $$p_0 = 0.418sqrt{PE/Rb}$$. Seleccione el diámetro más pequeño donde la tensión de contacto esté por debajo del valor permitido para la dureza de la banda de rodadura especificada (aproximadamente 3,5 × HB en MPa). Para obtener una estimación rápida, utilice la tabla de selección de diámetro estándar en la Parte 4 de esta guía.
Para las ruedas que comparten un eje común (bogies de dos ruedas), reemplácelas siempre como un par coincidente; el diámetro de la banda de rodadura debe estar dentro de 0,3 mm entre las dos ruedas. Para ruedas independientes en el mismo cabezal, la mejor práctica es reemplazar las cuatro ruedas simultáneamente para mantener diámetros iguales de banda de rodadura y una distribución uniforme de la carga. Reemplazar solo la rueda más desgastada crea una discrepancia en el diámetro que hace que la nueva rueda soporte una carga desproporcionada.
Sí, si el cuerpo de la rueda está estructuralmente en buen estado (sin grietas, con un espesor de llanta restante adecuado), las ruedas de la grúa desgastadas se pueden volver a girar en un torno para restaurar el perfil y el diámetro correctos de la banda de rodadura. Sin embargo, volver a tornear elimina material de la superficie de la banda de rodadura, reduciendo la profundidad restante de la carcasa endurecida. Después de volver a voltear, verifique que la profundidad restante de la caja aún cumpla con el requisito mínimo (≥ 20 mm a 300 HB para la mayoría de las aplicaciones). Si la profundidad de la caja es insuficiente después de volver a girarla, se debe volver a endurecer o reemplazar la rueda.
Proporcione: diámetro de la rueda (nominal), ancho de la banda de rodadura, altura y espesor de la brida, diámetro del orificio y ajuste (H7 o según lo especificado), grado del material (o clase de servicio según nuestra recomendación), requisito de dureza de la banda de rodadura, cantidad y cualquier requisito especial (pares coincidentes, chavetero, banda de rodadura cónica). Si hay dibujos disponibles, inclúyalos. Para reemplazos realizados mediante ingeniería inversa, proporcione la rueda desgastada o fotografías claras con las dimensiones clave. Contacto jasmine@yileindustry.com : respondemos dentro de las 24 horas.
Yile Machinery fabrica ruedas de grúa de acero forjado y fundido para puentes grúa, grúas pórtico, puentes grúa, grúas de cuchara y grúas metalúrgicas especializadas, desde tamaños de catálogo estándar hasta diseños totalmente personalizados fabricados según sus planos.
Nuestras capacidades de fabricación de ruedas para grúas incluyen:
Capacidad de forjado: Ruedas de hasta 1200 mm de diámetro, de acero al carbono 55#, acero de aleación 42CrMo y 34CrNiMo6
Tratamiento térmico: enfriamiento y revenido de toda la rueda + endurecimiento por inducción de la banda de rodadura: dureza de la banda de rodadura de hasta 380 HB con profundidad de caja controlada
Mecanizado de precisión: torneado CNC según tolerancias dimensionales según la tabla de la Parte 6 de esta guía
NDT: 100% UT + MT en todas las ruedas, con documentación de inspección completa
Pares emparejados: Diámetro de la banda de rodadura emparejado a ±0,3 mm para bogies de dos ruedas
Perfiles personalizados: banda de rodadura cilíndrica, banda de rodadura cónica (1:20 o según lo especificado), brida única, brida doble, sin brida
También fabricamos la gama completa de poleas para cables metálicos y poleas para grúas, acoplamientos de engranajes y acoplamientos de eje para accionamientos de grúas, lo que permite la adquisición de un solo proveedor para su programa de mantenimiento de grúas.
Para recibir una cotización, proporcione:
✅ Diámetro de la rueda, ancho de la banda de rodadura, dimensiones de la brida, diámetro del agujero
✅ Tipo de grúa, capacidad y clase de servicio
✅ Requisitos de material y dureza (o describa la aplicación; lo recomendaremos)
✅ Cantidad y fecha de entrega requerida
✅ Dibujos o fotografías de ruedas existentes (para ingeniería inversa)
Correo electrónico: jasmine@yileindustry.com
Envíe su solicitud de cotización: www.yilemachinery.com/contactus.html
Todas las consultas técnicas reciben respuesta en un plazo de 24 horas. Órdenes de pares emparejados y desglose urgentes con programación prioritaria.
