Fallas más comunes
- El rodamiento guía de la punta del piñón se desgasta prematuramente, a veces puede ser por la tensión a que es sometido en su trabajo. Se identifican una primera causa, la carga de los elementos rodantes en la pista de rodadura provoca un descascarillado profundo evidenciando una fatiga en los caminos de rodadura, la pista interior es la más lesionada, esto provoca una pérdida de la geometría del eje (grave).
- Una segunda causa seria, desgaste por condiciones de servicio, (tracción tenaz en los cambios de fuerza), ósea, alto torque, baja velocidad, escasa ventilación, por lo tanto la temperatura del aceite puede subir a niveles de riesgo (superior a 100 º C), como antecedente le agregamos que en 3º velocidad un motor de 675 NM., de curva plana de torque, entre 1200 a 1600 rpm. Esta fuerza original del motor que salió del extremo trasero del cigüeñal, cuando está pasando por una 3º velocidad de la caja de cambios, puede llegar multiplicarse unas 16,5 veces en la punta del eje palier, por tanto, la tensión que genera al pasar por estos engranajes es enorme, este mecanismo debe su existencia al aceite que lo lubrica y lo enfría.
La limpieza de la carcasa que soporta los engranajes diferenciales, llegado el momento de disipar las altas temperaturas que se generan en una condición severa de operación (montaña o ciudad), es fundamental, ya que, si tiene lodos adheridos, estos se transforman en una verdadera chaqueta térmica impidiendo el paso del calor al medio ambiente más frio (la carcasa del diferencial hace de radiador para enfriar el aceite).
Si el rodamiento se deteriora mucho antes de lo esperado, hay que pensar que pudo haber actuado una carga excesiva provocando una tensión desmedida en el eje pasante. Caso contrario pudo darse un error en el montaje o de mantenimiento.
Si se comprueba daños por corrosión sería una falla de mantenimiento, una causa podría ser periodo cambio de aceite muy prolongado o fatiga prematura del lubricante por contaminación con agentes externos (agua, polvo, arena), este acumula una alta concentración de partículas duras y ásperas (fierro y cobre), esto hace que la marcha sea irregular y ruidosa, ya que las partículas duras actuando como esmeril provocan desgaste en otros rodamientos y engranajes asociados a la función.
- Otra falla de mantenimiento ocurre cuando el sellado es defectuoso frente a la humedad y suciedad del medio ambiente (puede ingresar por el respiradero, por los retenes de los cubos traseros, por las fugas de aceite del diferencial, este puede perder por retenes o empaquetaduras) todas estas fallas en los procedimientos provocan una alta concentración de agua de condensación al interior de la caja.
No olvidemos que a la caja diferencial de modo natural le entra agua y sale como vapor por el respiradero, producto de las altas temperaturas alcanzadas en una condición severa de operación. Este fenómeno es tremendamente favorable, ya que evita averías mayores, si el agua no cambia de estado físico de líquido a gas, esta se acumularía en el fondo del cárter y tarde o temprano seria impulsada a los engranajes y rodamientos más remotos dentro de la caja de planetarios y satélites provocando daño severo a corto plazo.
El aceite se comporta como una membrana gigantesca, con la alta temperatura se dilata, aumentado su volumen, luego, cuando el aceite se enfría, por las noches, estando detenido el móvil, cuando el conductor está descansando, este se contrae, ocupa menos espacio dentro de la caja, luego este se va llenando con aire, el aire por supuesto no entra solo, va acompañado de humedad, polvo arena ambiental, partículas duras.
Estos fallos anunciados, ayudan a la perdida de la superficie dura del rodamiento, hace que este tenga una tolerancia que no debiera tener, de no ser corregidos con urgencia, provoca algo mucho más catastrófico, una desalineación y perdida de paralelismo de los ejes del piñón – corona, por su modo de trabajo se puede llegar a la rotura de dientes o bien en la fractura del ojo guía de la porta rodamiento guía del piñón.
También si el eje trasero en su labor no recibe el trato adecuado (sobrecargado por encima de su capacidad o caminos en mal estado), se puede deformar provocando una torcedura y una pérdida definitiva de la geometría.
Estos ejes estructurales poseen una cierta elasticidad y se pueden deformar cíclicamente miles y miles de veces con la carga o ante fuertes impactos, pero si son sometidos a sobre esfuerzos más allá de su resistencia mecánica, esto los puede llevar a un estado de fatiga total, quedando en estado inservible o costos muy elevados de recuperación por la tecnología que implica el centrado y recuperación de túneles donde se alojan los rodamientos (reparaciones que normalmente las fabricas no las recomiendan).
Ante la rotura de dientes arrancados de raíz, se debe evaluar las marcas de trabajo con respecto de su par, si estas huellas están más acentuadas en la orilla del diente podría haber una desalineación del piñón / corona, grietas o picaduras profundas si están a la vista, podría ser motivo para pensar que una alta presión de aceite de lubricación podría ser la causa de la rotura, ya que esta sobrepasa las 5 mil libras de presión aproximadamente en los momentos de tracción.
Si no se encuentran ninguna de estas evidencias podemos llegar a pensar que reiterados golpes a la tracción provocan torques desmedidos (20 o 30 veces la fuerza del motor) lo cual lo lleva a un estado de fatiga estructural rompiendo la dureza superficial y fracturando el material de resistencia (núcleo).
La estructura de un diente de engranaje es muy dura por el exterior para resistir el esfuerzo de la tracción y el roce que se produce en el deslizamiento al entrar y salir, la superficie exterior es pulida. Por el interior tiene que ser blando, elástico, para resistir con tenacidad los esfuerzos de la tracción o cuando la maquina está frenando a través del árbol motor, estos pueden ser aumentados incorporando mecanismos retardadores adicionales al frenado del motor.
