2.-Seleccin de perno de rueda de camin Caterpillar 789D:Los
pernos de rueda son componentes esenciales para la seguridad porque
sirven para unir el buje y la rueda. Segn el tipo de aplicacin, los
elementos de conexin de alta resistencia estn disponibles en
diferentes versiones, dependiendo del diseo y caractersticas del
buje se utilizan diferentes pernos de rueda. Por ejemplo, los
pernos de rueda rectificados se caracterizan por tener una
superficie rectificada en su cabeza para garantizar la seguridad
contra el giro. En el acabado de la superficie, los revestimientos
permiten un comportamiento constante del proceso de roscado tanto
en el primer atornillado como tras varios ciclos de atornillado, as
como una resistencia ptima frente a la corrosin.
Figura N1. Camin minero Caterpillar 789D
Figura N2. Partes de la rueda delantera del camin minero
Figura N3. Rueda trasera del camin minero
Figura N4. Freno delantero de la rueda del camin minero
Se observ que los pernos, que unen las piezas de la rueda del
camin minero 789D, cumplen con la funcin de soportar diversos
esfuerzos como esfuerzos cortantes, debido al gran peso del equipo,
y esfuerzos de traccin al momento de la operacin del equipo. Por lo
dicho, estos pernos deben de tener las propiedades necesarias para
que el equipo no se vea afectado en su operacin y en el transporte
de material que puede afectar a la productividad de una empresa
minera.Una forma de clasificar a los pernos hechos de material
ferroso es segn su grado el cual se relaciona con su aplicacin
recomendada, resistencia a la traccin, lmite de fluencia y por su
dureza. Estas caractersticas se muestran en la siguiente tabla:
Tabla N1. Marcas de grados de resistencia de pernos de
acero.
En vista de encontrar que los pernos de grado 8, segn SAE, son
adecuados para la sujecin de piezas en la rueda en equipos pesados
se prosigui a identificar otros tipos de caractersticas como las
mostradas en la siguiente tabla:
Tabla N2. Propiedades mecnicas de los pernos segn ISOPropiedades
fsicas y qumicas del perno de rueda de equipo pesado
Propiedades FsicasAlta resistencia mecnica
Resistencia a la corrosin
Alta dureza
Alta resistencia al desgaste
Propiedades QumicasBajo %C
0,3%-0,95% de Mn
0,25% de Cu
Cantidades limitadas de P y S, menor a 0,05%
12% de Cromo, 0,15% de carbono (bajo %C) y 1% de Manganesio
Martensita
Tabla N3. Propiedades fsicas y qumicas del perno de rueda de
equipos pesados.Segn la Tabla 2.2, los pernos de rueda de equipo
pesado estn hechos de acero de bajo carbono, que contienen
0,3%-0,95% de Mn que aumenta su resistencia mecnica y si es que
contienen 0,25% de Cu tendran una resistencia a la corrosin mayor
respecto de un acero sin Cu. Por otro lado estn las cantidades
limitadas de P y S, menor a 0,05%, que ayudan a que este tipo de
acero no se fragilice o se rompa a temperaturas fras y calientes ya
sea por factores externos como la temperatura del ambiente o por la
friccin de los componentes al momento de frenas un equipo. Los
pernos, al ser sometidos a altas temperaturas para lograr su
templado, presentan martensita en su composicin la cual hace que
tengan alta dureza, alta resistencia mecnica y alta resistencia al
desgaste.Entre las caractersticas mencionadas se identific un acero
AISI 410 que es un tipo de acero inoxidable con 12% de Cromo, 0,15%
de carbono (bajo %C) y 1% de Manganeso que es adecuado para la
aplicacin en piezas mecnicas como los pernos para equipo
pesado.
Asumiendo que el perno en estudio tiene un dimetro de 27 mm se
encontr la siguiente tabla que nos indica su forma fsica con sus
medidas:
En conclusin, para la seleccin de pernos de rueda en maquinaria
pesada que ser sometido principalmente a grandes esfuerzos de tipo
cortante y traccin debido al gran peso del equipo es recomendable
el uso de un acero inoxidable AISI 410 o un perno de grado 8 ya que
posee propiedades como alta dureza, alta resistencia mecnica, alta
resistencia al desgaste y resistencia a la corrosin por sus
adecuados contenidos de carbono, manganeso, cromo e incluso
cobre.