Reparar o fabricar un eje: fatiga, aporte térmico y recuperación del ajuste

La decisión de reparar o fabricar un eje se plantea casi siempre en términos de coste y plazo, y así planteada se decide mal. El criterio técnico que manda es otro: ¿la zona dañada está en una sección crítica a fatiga, y cuánto calor admite el eje? Si la respuesta es "sí" y "poco", el coste de la reparación es irrelevante, porque la pieza reparada va a fallar en servicio.

Y hay un segundo punto que se pasa por alto: reparar un eje no es devolverle el diámetro. Es devolverle el ajuste.

No se recupera una cota, se recupera un ajuste

Un asiento de rodamiento no se define por un diámetro nominal, sino por la clase de tolerancia que produce el aprieto correcto. La regla general en rodamientos es:

Aro que gira → ajuste con aprieto. Aro fijo → ajuste con juego.

Para un eje giratorio con carga circunferencial sobre el aro interior, las clases habituales son k5 o k6: ajustes de transición con ligero aprieto, cuya función es impedir que el aro interior repte sobre el eje. Cuando la carga y la velocidad son altas se recurre a m5 o m6, con aprieto mayor. En cambio, un aprieto excesivo reduce el juego interno del rodamiento y puede llevarlo a trabajar precargado.

Consecuencia directa para la reparación: rectificar "a la cota del plano" sin conocer la clase de ajuste es insuficiente. Volver a 60,00 mm cuando el asiento era Ø60 k6 (campo positivo, no simétrico) produce un eje dimensionalmente correcto y funcionalmente inservible: el aro reptará.

Y de ahí un error de lectura frecuente en tolerancias: para un diámetro entre 50 y 80 mm, el grado IT6 son 19 µm de amplitud total de campo, no ±19 µm. Escribirlo como ±19 µm duplica la tolerancia real. Ver ISO 286 y tolerancia dimensional.

Ordenar las técnicas por aporte térmico

El calor es la variable que decide si la reparación compromete el eje. Cuanto más aporte térmico, más zona afectada, más tensión residual y más riesgo de perder el tratamiento del material base.

Técnica Aporte térmico Espesor recuperable Riesgo principal
Compuesto metálico epoxídico Nulo Muy pequeño Sin resistencia estructural; solo zonas sin carga
Proyección térmica Bajo a medio Medio Adherencia y porosidad del recubrimiento
Recargue por láser Medio, muy localizado Medio Zona afectada estrecha pero real
Soldadura por arco (TIG/MIG) Alto Grande Tensiones residuales, distorsión, pérdida de dureza, fisuración en aceros templados

La lectura no es "la soldadura es mala": es que la soldadura resuelve pérdidas grandes de material a cambio del mayor impacto metalúrgico, y por tanto es la peor opción justo donde la fatiga manda.

Dónde NO se repara con aporte térmico

Las secciones donde el eje concentra tensión son las mismas donde una reparación con calor introduce su defecto:

  • Acuerdos y cambios de sección (el radio de transición es el concentrador natural del eje).
  • Salidas de chavetero, donde ya hay una entalla.
  • Roscas y ranuras de anillo, por la misma razón.
  • Zonas con tratamiento superficial (cementado, nitrurado, temple por inducción): el aporte térmico destruye localmente la capa y deja un punto blando bajo una superficie dura.

Si el daño está en una de estas zonas y el eje es rotativo con carga alternante, la respuesta técnica correcta suele ser fabricar nuevo, con independencia del ahorro aparente.

Alternativas que evitan el aporte de material

Antes de decidir aporte, conviene revisar dos salidas más limpias:

  1. Rebajar a cota inferior y montar casquillo o manguito, restituyendo el asiento en un elemento sustituible.
  2. Rebajar y usar rodamiento de agujero adecuado cuando la serie lo permite, trasladando la adaptación al componente comercial en lugar de al eje.

Ambas cambian el problema de "recuperar material" a "rediseñar la interfaz", que casi siempre es más previsible.

Diagnóstico previo: sin END no hay decisión

Reparar un eje fisurado es tirar el dinero dos veces. Antes de decidir hace falta descartar fisuras y fatiga:

  • Partículas magnéticas para materiales ferromagnéticos, que es el caso de la mayoría de ejes de acero.
  • Líquidos penetrantes cuando el material no es ferromagnético o la geometría lo aconseja.
  • Inspección dimensional y de geometría entre puntos, no solo de diámetros.

Ver recuperación industrial: recargar o sustituir para el marco general de la decisión.

Verificación después de reparar

Un eje reparado se acepta con los mismos criterios que uno nuevo, y hay uno que se olvida sistemáticamente:

  1. Diámetro con su clase de tolerancia, no la cota nominal.
  2. Batimiento (TIR) entre puntos, que es donde se ve si la reparación introdujo distorsión.
  3. Rugosidad del asiento, que condiciona el aprieto efectivo.
  4. Dureza en la zona intervenida, si el eje tenía tratamiento superficial.
  5. Alineación de chaveteros y elementos de arrastre respecto al eje de giro.

Cuándo cada opción es la correcta

Situación Decisión Motivo
Desgaste leve en asiento, zona no crítica a fatiga Reparar Aporte mínimo, se restituye el ajuste
Daño en acuerdo o salida de chavetero, eje rotativo Fabricar nuevo La reparación introduce defecto donde ya hay concentración
Eje con tratamiento superficial afectado en profundidad Fabricar nuevo El tratamiento no se recupera localmente
Fisura detectada por END Fabricar nuevo La fisura progresa, el aporte la tapa sin eliminarla
Parada de planta con eje no crítico y sin repuesto Reparar como solución puente Con plan de sustitución programada
Asiento recuperable por casquillo Rebajar y casquillo Evita aporte y deja pieza sustituible

Fuentes

Referencias

  1. [1] Ley 7/2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados para una economía circular (BOE) — https://www.boe.es/eli/es/l/2022/04/08/7
  2. [2] Tolerancias de asiento para condiciones estándar: clases k5, k6, m5, m6 (SKF) — https://www.skf.com/us/products/rolling-bearings/principles-of-rolling-bearing-selection/bearing-selection-process/bearing-interfaces/seat-tolerances-for-standard-conditions
  3. [3] Tabla de grados de tolerancia normalizados ISO 286 — https://metricmech.com/reference/iso-286-fits-chart

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