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.