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Biblioteca de la Universidad Complutense de Madrid

Viernes, 23 de octubre de 2020

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Obras de: Aitor Fernandez Garcia

¿Para qué se usa una equilibradora de ruedas?

Principios del equilibrio de los neumáticos y las ruedas

DESEQUILIBRIO DE LOS NEUMÁTICOS Y LAS RUEDAS

El desequilibrio de los neumáticos y las ruedas es una de las causas más probables de la vibración de los vehículos.  Otras causas pueden estar relacionadas con problemas de la transmisión y/o componentes doblados.  El desequilibrio de los neumáticos y las ruedas puede dar lugar a un patrón de desgaste de los neumáticos en forma de copa, a la pérdida de tracción y al desgaste prematuro de las piezas de la suspensión y la dirección.

Los neumáticos delanteros producen síntomas más notorios que los traseros cuando están desequilibrados debido a la traslación a través de los componentes de la suspensión y la dirección y a la retroalimentación que se siente en el volante.  Las vibraciones de un desequilibrio trasero pueden no ser tan obvias, pero aún así provocarán el desgaste de los neumáticos.

El desequilibrio de los neumáticos se produce cuando el peso de los materiales de un neumático no se distribuye de forma equitativa en todo el neumático, lo que hace que el neumático sea más pesado en un lado que en el otro.  El desequilibrio puede ser causado por problemas en la fabricación, o por el desgaste del neumático.  Los neumáticos nuevos tendrán desequilibrios menores que se pueden corregir añadiendo el peso de una rueda en un lugar determinado para contrarrestar el efecto del desequilibrio.  Si se necesitan cantidades excesivas de peso para equilibrar el neumático puede ser una indicación de que el neumático está defectuoso o que puede estar mal asentado en la llanta.

Es posible equilibrar un conjunto de neumático y rueda fuera de su sitio y aún así tener vibraciones debido al salto de la rueda (también llamado "wheel tramp").  Debe tenerse en cuenta que una excentricidad inferior a 0,030" no suele causar una vibración perceptible.  Sin embargo, se recomienda una excentricidad superior a 0,125" para reemplazar el neumático o la rueda.  Aunque en teoría es posible equilibrar un neumático y una rueda cuadrados, esto no significa que rodará suavemente.

La solución para este tipo de problemas es usar una equilibradora de ruedas en conjunto con una desmontadora de neumáticos para hacer el trabajo más sencillo.

PESO DE LAS RUEDAS

Para corregir los desequilibrios es necesario fijar los pesos de las ruedas en la llanta.  Los pesos de las ruedas se fijan a la llanta con un martillo para pesos de ruedas.  Hay varios tipos de pesos con clip disponibles en incrementos de 1/4 de onza.  Hay diferentes tipos de clips disponibles para acomodar la variedad de tipos de ruedas y cubiertas de ruedas.  Las ruedas de aluminio con una pestaña para un peso con clip pueden requerir un clip revestido o de aleación para que no corroan la rueda.

Wheel Blancer Clip on Weights

Wheel Balancer Tape on Weights

Las pesas Clip-On se martillan en su lugar y las pesas Tape-On usan cinta adhesiva de doble cara.

 

Wheel Balancer Weight Type and Placement

Los diferentes tipos de pesos Clip-On se ajustan a una variedad de aplicaciones.

También se pueden usar pesas con cinta adhesiva para las ruedas de aluminio.  Las pesas con cinta adhesiva están disponibles en tiras que pueden ser cortadas a la medida para lograr la cantidad de peso deseada.  Estas pesas se fijan con cinta adhesiva de doble cara después de limpiar el área de la rueda.  Las pesas con cinta adhesiva pueden ser colocadas en un lugar oculto en el interior de la rueda para que no se noten en el exterior para una mejor apariencia. También hay disponibles tiras de pesas cromadas.

Las ruedas de aluminio, pintadas y de aleación se pueden rayar fácilmente y vale la pena usar protectores de plástico para cubrir las herramientas de los neumáticos para evitar que se dañen.

 

Wheel Balancer Camaro Wheel Weight

El uso de las pesas de plomo para ruedas comenzó en los años 30.  Los pesos de plomo fueron prohibidos por la Comisión Europea en 2005 y ahora también están prohibidos en varios Estados Unidos.  Los pesos alternativos están hechos de acero o zinc o una aleación de zinc llamada ZAMA, que combina zinc, aluminio y cobre.  También hay disponibles pesas sin plomo con cinta adhesiva.

EQUILIBRADO DE LA RUEDA

Hay dos tipos de equilibrio de la rueda, estático y dinámico.  Estático significa que un objeto es estacionario.  Por lo tanto, antes del balanceo por computadora, el balanceo estático se realizaba con la rueda en reposo.  Si una rueda con desequilibrio estático se montaba en un husillo con el punto pesado en la parte superior, el punto pesado giraría por sí mismo a la posición más baja posible.  Si la rueda estaba en equilibrio estático, no tendría la tendencia de girar por sí misma.

 

Wheel Balancing Static Imbalance

La fuerza se dirige hacia afuera del centro de la rueda durante la rotación

El desequilibrio estático somete a la rueda a impactos verticales (arriba y abajo) que empeoran con la velocidad.  Estos impactos ocurren cuando un neumático tiene un punto pesado en un extremo de su banda de rodamiento.  Un pequeño desequilibrio cuando una rueda está en reposo puede suponer una gran fuerza de impacto cuando la rueda está girando a velocidades de autopista.  Por ejemplo, si una rueda de 15 pulgadas está 1 onza desequilibrada en reposo, a 60 mph la fuerza de impacto será de 4,6 libras.

 

El desequilibrio estático causa un desgaste de los neumáticos que crea un efecto de raspado que resulta en un patrón de acanaladuras o festoneado en la banda de rodamiento.  Las piezas mecánicas también se desgastan prematuramente por estas vibraciones.  En casos extremos puede producirse un salto del neumático que realmente puede salir de la carretera, especialmente cuando se combina con un mal amortiguador (conocido como salto de la rueda o del neumático, también llamado "wheel tramp").

 

El desgaste de los neumáticos ahuecados

LA FRICCIÓN ESTÁTICA

La parte del neumático que está en contacto con la carretera está viajando a 0 mph.  Esto se llama fricción estática.  Durante la fricción de la rueda, cuando el neumático vuelve a la carretera, una pequeña cantidad de su goma es frotada.  Esto se debe a que el neumático estaba viajando a la misma velocidad que el vehículo cuando salió de la carretera.  Este restregado se produce alrededor del neumático, lo que explica el desgaste ahuecado en toda la circunferencia de la superficie de la banda de rodamiento.

EQUILIBRIO ESTÁTICO

En el pasado, los neumáticos de lonas de inclinación estrecha se equilibraban estáticamente en un equilibrador de burbujas.  Los equilibradores de ruedas de los ordenadores actuales son capaces de medir el desequilibrio estático de un neumático y una rueda que giran, el nombre sigue siendo de cuando el desequilibrio se medía con la rueda en reposo en un equilibrador de burbujas.  El equilibrado estático, también llamado equilibrado de plano único, se realiza en un plano único donde el peso compensatorio se añade en el lado opuesto de la rueda.  Los equilibradores de ruedas modernos son capaces de determinar la cantidad de desequilibrio del peso y la ubicación de la colocación del peso exactamente en el lado opuesto del punto pesado de la rueda.  El equilibrio estático es una opción entre varios modos de equilibrio en los equilibradores de ruedas de los ordenadores actuales.  Aunque hay mejores modos de equilibrar ruedas de aluminio, esta opción puede utilizarse cuando se elige ocultar los pesos de las ruedas en el interior de la rueda.  Cuando se equilibra una rueda de aluminio de forma estática, es popular utilizar pesas con cinta adhesiva en el interior de la rueda en el plano central.

DESEQUILIBRIO DINÁMICO

Cuando un neumático tiene más peso en el interior o exterior de su banda de rodamiento, tiene un desequilibrio dinámico.  El desequilibrio dinámico sólo se nota cuando el neumático y la rueda están girando.  El neumático tendrá una tendencia a tambalearse de lado a lado (izquierda y derecha), lo que también resulta en un desgaste más rápido del neumático.  Cuando el neumático está girando, el punto pesado tenderá a buscar la línea central del neumático.  Por eso el neumático se mueve de lado a lado.  Cuando el punto pesado está al frente, empuja la rueda hacia un lado.  Después de que el neumático gira una media vuelta, el punto pesado hace que la rueda intente girar en la dirección opuesta.  Sin embargo, la mayoría de los neumáticos tienen desequilibrios a ambos lados del neumático, lo que requiere colocar pesos de contrapeso a ambos lados de la rueda.

 

Wheel Balancer Dynamic Imbalance Description

Acción de Desequilibrio Dinámico

Una rueda puede estar en equilibrio estático pero no en equilibrio dinámico.  Si un neumático se ha equilibrado estáticamente poniendo todo el contrapeso en un lado de la rueda, ese peso crea un desequilibrio dinámico una vez que la rueda está girando causando un desplazamiento de lado a lado.  La forma correcta de equilibrar una rueda estáticamente es dividir la cantidad de peso a la mitad y colocar cantidades iguales de peso en ambos lados de la rueda.  Algunos fabricantes de neumáticos recomiendan este procedimiento cuando la cantidad de peso supera los 20 gramos o 0,71 onzas.  Es poco probable que un neumático tenga un desequilibrio estático y no tenga también un desequilibrio dinámico.  Cuando una rueda y un neumático se han equilibrado dinámicamente, se pueden eliminar ambos tipos de desequilibrios.  El equilibrio dinámico significa equilibrio en movimiento.  También se denomina equilibrio en dos planos porque mide la fuerza de lado a lado (lateral), así como la fuerza de arriba a abajo (axial o radial).  Las fuerzas laterales se notan cuando un volante se mueve hacia adelante y hacia atrás.  Un equilibrador de ruedas de computadora hace girar la rueda y determina las ubicaciones y las cantidades de vibración.  La computadora divide el neumático en dos mitades y mide las fuerzas laterales y radiales a cada lado del centro del neumático.  Se añaden pesos a cada lado de la rueda para corregir el desequilibrio.  Por lo tanto, un neumático que está equilibrado dinámicamente también está equilibrado estáticamente.  El equilibrio dinámico puede realizarse con un equilibrador de ruedas de computadora o con un equilibrador de giro en el coche.

EQUILIBRADORES DE RUEDAS DE ORDENADOR

Los equilibradores de ruedas de ordenador son populares, precisos y fáciles de usar para equilibrar los neumáticos tanto en el modo estático como en el dinámico.  El balanceo por computadora se realiza generalmente después de una reparación de neumáticos o cuando se ha instalado un nuevo neumático en una rueda.  La rueda se monta en un eje roscado horizontal mediante adaptadores que se suministran con la máquina.

 

Equilibradora de Ruedas Automática ET-810

Equilibradora RSF de Ruedas Automática ET-810

MONTANDO LA RUEDA EN LA EQUILIBRADORA

Otra causa de desequilibrio puede ser causada por una rueda que fue montada incorrectamente en el equilibrador de la rueda.  De acuerdo con la Corporación FMC, un neumático de 36 libras y un conjunto de rueda que está descentrado por sólo 0,006" resultará en un error de desequilibrio de 1/2 onza.  El efecto de este tipo de desequilibrio puede demostrarse equilibrando primero un conjunto de neumático y rueda en la equilibradora, y luego aflojando la rueda lo suficiente como para colocar una tarjeta de visita estándar entre la placa de la brida de la equilibradora y la rueda.  Apriete y vuelva a colocar el conjunto con la tarjeta en su lugar y observe la diferencia en las lecturas de peso medidas por la equilibradora.  El mejor método para montar una rueda en el equilibrador es el especificado por el fabricante.  Este método duplicará el método por el cual la rueda está centrada en el vehículo.

Hay dos formas en que las ruedas se centran en un vehículo:

El montaje centrado en el cubo es cuando el agujero en el centro de la rueda localiza la rueda en el cubo o eje de la rueda.

El montaje centrado en el eje es cuando las tuercas centran la rueda.

Para determinar si una rueda está centrada en el cubo, vea si la rueda encaja perfectamente en el cubo con los tacos quitados.  Si puede mover la rueda hacia arriba y hacia abajo o de lado a lado, entonces la rueda está centrada en los tacos.  Cuando una rueda está centrada en los tacos, utiliza el cono de los tacos para centrar la rueda.

MONTAR RUEDAS CENTRADAS EN EL CENTRO DEL EJE

Asegúrate siempre de que los adaptadores y la rueda estén limpios y sin daños.  Retire cualquier roca o escombros del neumático y la rueda antes de hacer el balance.  Utilice un cono de centrado para montar una rueda centrada en el cubo.  En las ruedas de acero estampado, instale el cono desde la parte trasera o interior de la rueda.  Esto se debe a que la rueda fue originalmente estampada desde la parte trasera o interior de la rueda.  La disposición recomendada de los adaptadores instalados en el eje es:

  1. El resorte (algunos equilibradores modernos tienen un resorte incorporado).
  2. El cono que se ajusta al cubo de la rueda.
  3. El ensamblaje de la rueda y el neumático.
  4. La copa o tambor de retención (normalmente se utiliza un anillo protector en la copa para proteger el acabado de la rueda).
  5. La tuerca de mariposa (la mayoría de los equilibradores modernos utilizan una tuerca rápida que puede evitar las roscas del eje para un apriete más rápido).

 

Hub Centric Mount

Montaje centrado en el eje

A medida que la rueda se aprieta en el eje, el resorte mantendrá la presión en el cono para que se centre correctamente.  Es común hacer girar la rueda en dirección opuesta (en sentido contrario a las agujas del reloj visto desde el extremo del eje) para ayudar a promover el mejor centrado.

La copa de retención permite un área para que el extremo pequeño del cono sobresalga a través del cubo de la rueda, mientras que proporciona un medio para que la tuerca de mariposa apriete el conjunto en el eje.  La tuerca de mariposa debe apretarse sólo a mano.

Es una práctica aceptada el balanceo del peso del conjunto en sentido contrario a las agujas del reloj con ambas manos en la tuerca de mariposa y luego apretarla en el sentido de las agujas del reloj.  Un ajuste perfecto es todo lo que se requiere para evitar que el conjunto gire o se deslice sobre el eje durante los ciclos de giro.

La condición de los conos es crítica para un balanceo preciso.  Un cono nuevo tiene una tolerancia de 0,001" de holgura en el eje.  Los conos y ejes desgastados o sueltos deben ser reemplazados para obtener mejores resultados.

Hay disponibles pinzas de sujeción expandibles para un centrado más preciso.  Estas pinzas se expanden cuando se aprietan, eliminando todo el espacio entre la pinza y el eje.

MONTAJE DE RUEDAS CENTRADAS EN LA OREJA

Para montar las ruedas centradas en los tacos, use una placa adaptadora centrada en los tacos.  Las placas adaptadoras universales tienen varios brazos oscilantes con orejetas que se fijan en diferentes lugares dependiendo del número de orejetas en la rueda.  Sólo hay cinco brazos adaptadores.  Con seis ruedas de orejetas, use tres brazos.  Con ocho ruedas de orejetas, usa cuatro brazos.  Después de que los brazos se instalan y se aprietan en el adaptador, éste se sujeta contra la brida de montaje de la rueda balanceadora mediante la instalación de tornillos.  Unos tacos especiales sostienen la rueda contra la placa del adaptador.  No los apriete demasiado.

 

W-6008836 2 Universal Lug Adapter

Adaptador Universal Lug-Centric W-B-W-1000000

Wheel Balancing Lug Centric

Montaje centrado en la oreja

Caso práctico - Un hombre compró un Suburban usado que tenía ruedas de aluminio de repuesto y neumáticos de gran tamaño.  Los neumáticos parecían estar en buenas condiciones, con menos de la mitad de la banda de rodamiento desgastada.  Desafortunadamente, habían sido balanceados incorrectamente usando adaptadores en el agujero central del cubo en lugar de un adaptador centrado en el orificio.  Los neumáticos se habían desgastado de manera desigual y desarrollaron un patrón de desgaste de la banda de rodamiento en forma de copa.  Estaban ahora demasiado desequilibrados y tuvieron que ser reemplazados.

PROGRAMANDO EL EQUILIBRADOR DE LA RUEDA

Después de que la rueda se monta en el equilibrador, hay tres parámetros que se programan en el equilibrador:

  1. La Anchura (Bre en algunos equilibradores) del borde, medida por un calibrador de la anchura del borde.
  2. La Distancia del borde del aro desde el reborde de la placa de soporte, medida deslizando la escala de distancia hasta el borde del aro o el borde del talón.
  3. El Diámetro de la rueda (por ejemplo, 15", 16", 16,5").

La rueda gira durante unos pocos segundos y luego se detiene.  El equilibrador mostrará entonces los resultados mostrando la lectura en la pantalla.  La lectura muestra las cantidades de peso y las ubicaciones para que se instalen en la rueda.  Una vez instalados los pesos, el equilibrador se hace girar de nuevo para comprobar la precisión del trabajo de la balanza.  Una lectura de "cero" o OK en ambos lados de la rueda significa que la rueda está equilibrada y lista para ser instalada de nuevo en el vehículo.

 

Wheel Balancer W977 Display

Equilibrador Pantalla que muestra la cantidad de peso, la ubicación del peso y el modo de equilibrio dinámico. También muestra los ajustes de distancia, anchura y diámetro de la rueda (el modelo mostrado es el Weaver W-977).

Para fines cosméticos y de apariencia, las pesas con cinta adhesiva se utilizan a menudo en varios modos disponibles en la balanza.  Estos modos (modos ALU en algunas máquinas) permiten una variedad de colocaciones de peso y métodos de peso oculto para permitir la mejor apariencia mientras se mantiene la calidad de un equilibrio dinámico.  La computadora del equilibrador realiza los cálculos para proporcionar la cantidad de peso correcta y la ubicación correspondiente.

 

Wheel Balancing Tape on Weight

Pesas con cinta adhesiva aplicadas al interior de la rueda

Al equilibrar ruedas de aluminio con pesas de cinta adhesiva, utilice cinta adhesiva para fijar temporalmente las pesas a la rueda durante el equilibrio inicial.  Instale la pesa exterior lo más cerca posible del exterior.  La pesa interior se coloca en el borde interior de la rueda.  Asegúrese siempre de que haya suficiente espacio entre las pesas de la rueda y la pinza de freno.

LA REPETICIÓN - ¡MUY IMPORTANTE!

La búsqueda de un equilibrador REPETIBLE se puede obtener si se puede duplicar la montura.  Hay 2 condiciones a probar que te ayudarán a entender (no importa la marca de la máquina que estés usando).  La precisión de un equilibrador de ruedas Weaver® es de 1 gramo o 0,10 onzas.

  • Probar la balanceadora - Esto es fácil de hacer.  Al ver nuestro vídeo de calibración, verá cómo se prueba el equilibrador al final de la calibración utilizando un peso de prueba para comprobar la precisión de los equilibradores.  Esto nos indica si el equilibrador está leyendo con precisión o si tiene algún problema.  Cuando el equilibrador está calibrado y lee con precisión, un peso de prueba definirá la capacidad del equilibrador para leer la cantidad y ubicación correctas del peso.  Es el mismo método para comprobar cualquier marca de equilibrador.
  • Comprobación del aparato de montaje físico (puede ser el cono, las pinzas, las placas de montaje, etc.) - Una vez que haya completado la prueba de precisión tras la calibración y el equilibrador esté leyendo correctamente, cualquier cambio que realice en el montaje (físicamente) afectará a las lecturas del montaje anterior.  Ya hemos confirmado que el equilibrador está leyendo con precisión, así que si afloja y gira la rueda el único cambio que se hace es físico.  Al usar conos te darás cuenta de que hay una tolerancia de unos 2-3 miles de una pulgada para permitir que el cono se deslice sobre las roscas del eje (esto empeora con el tiempo a medida que las roscas se desgastan).  Combine eso con la tolerancia en el cubo de la rueda en particular y es una garantía de que cambiará la posición de montaje de la rueda si se gira o se vuelve a montar, cambiando así el equilibrio (los equilibradores de la rueda son muy precisos y percibirán este cambio mínimo).  Si se repite, simplemente tienes suerte de golpear cerca de la misma posición de montaje.  Cuanto más preciso sea el dispositivo de montaje que utilice, por ejemplo un adaptador universal de orejetas o una pinza específica para la marca de la rueda, entonces podrá empezar a buscar una mejor repetibilidad (en cualquier máquina) porque tendrá una mayor capacidad para reproducir la misma posición física montada.  Este cambio físico no tiene nada que ver con la capacidad del equilibrador y tiene todo que ver con su capacidad de reproducir la misma posición de montaje.

Cuando se monta, el objetivo es reproducir la misma forma en que se monta en el vehículo.  Un conjunto de ruedas y neumáticos perfectamente equilibrados puede ser montado de nuevo en el vehículo de forma incorrecta y producir un desequilibrio.  El montaje es el componente más crítico para un buen resultado de equilibrio en la carretera.  Para demostrar el cambio que puede resultar de los cambios de montaje, simplemente equilibre una rueda en la máquina, sólo afloje el conjunto (sin girar y no quite la rueda) y coloque una tarjeta de visita típica (una tarjeta de visita sin recubrimiento mide aproximadamente 0,013") entre la placa de respaldo y la rueda.  Apriete y respire para ver el cambio en la cantidad de peso producido por la tarjeta sola.  ¡Es profundo!

Si su única preocupación es la repetibilidad, tendrá que invertir en un adaptador universal de orejetas o en algunos de los juegos de placas de montaje de pinzas hechos por Haweka para aumentar la precisión del montaje.  Recuerde, incluso con esta precisión, es vital que el montaje se haga correctamente en el vehículo para obtener el mejor resultado.  ¡El montaje es importante!

  ¿Para qué se usa una equilibradora de ruedas?
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Escritores complutenses 2.0. es un proyecto del Vicerrectorado de Innovación de la Universidad Complutense de Madrid
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