Las excavadoras grandes (con una capacidad de cuchara ≥ 20 m³) operan en condiciones de alta intensidad en minería, canteras y movimiento de tierras, a menudo durante más de 12 horas diarias. Sus sistemas hidráulicos soportan continuamente presiones superiores a 35 MPa, los sensores eléctricos presentan respuestas de alta frecuencia y los componentes mecánicos soportan cargas de impacto prolongadas. Las fallas comunes posteriores a la operación se concentran en cuatro módulos principales: el sistema hidráulico, el sistema de potencia, la estructura y el sistema eléctrico. Este artículo, basado en manuales de reparación y casos prácticos de los principales fabricantes, describe sistemáticamente las rutas típicas de diagnóstico de fallas y los procedimientos de reparación estandarizados para los ingenieros de primera línea.
El sistema hidráulico de una excavadora grande es extremadamente preciso y soporta alta presión. Tras la operación con cargas pesadas, el sistema hidráulico presenta la mayor tasa de fallas.
1.1 Síntomas de Falla: Operación Lenta, Calado del Motor (Disminución de Velocidad), Poca Potencia de Excavación
Descripción de la Falla: El equipo funciona razonablemente bien en frío, pero su funcionamiento se ralentiza significativamente después de calentarse. Por otro lado, cuando la pluma se eleva o el cucharón excava bajo carga pesada, la velocidad del motor disminuye bruscamente (lo que se conoce como "calado del motor").
Enfoque de Solución de Problemas:
Comprobación de la Presión del Piloto: Verifique si la presión de la bomba piloto es normal. Una presión insuficiente provocará una apertura insuficiente del obús de la válvula principal, lo que resultará en un flujo insuficiente.
Análisis del Flujo de Datos de la Bomba Principal: Conecte un instrumento de pruebas de ingeniería para leer la curva P-Q (presión-flujo) de la bomba principal. Bajo carga pesada, observe si la señal de la válvula de corriente proporcional (PC-EPC) de la bomba es normal para determinar si el flujo insuficiente se debe al desgaste de la bomba o a un error de ajuste de la placa de la computadora.
Comprobación de la válvula de alivio principal: Si la presión del sistema no alcanza el valor establecido (normalmente superior a 30-35 MPa en excavadoras grandes), compruebe si la válvula de alivio principal está atascada o si el resorte está defectuoso.
Métodos de reparación:
Si el émbolo/placa distribuidora de la bomba principal está desgastado, es necesario rectificarlo o sustituir el conjunto de la bomba principal.
Limpie o sustituya el filtro piloto y la bomba de engranajes piloto.
Recalibre la presión de alivio del sistema hidráulico.
1.2 Fenómeno de avería: La pluma desciende automáticamente (descenso natural)
Descripción de la avería: Tras detenerse la excavadora, la pluma se eleva hasta su punto más alto, el cucharón se retrae y, tras un tiempo, la pluma desciende notablemente.
Enfoque de diagnóstico: Distinga entre una fuga interna en el cilindro hidráulico y una fuga interna en la válvula principal.
Método de prueba: Eleve la pluma, apague el motor y mantenga pulsada la palanca de control hasta la posición de "elevación de la pluma". Si ya no baja, indica una fuga interna debido al desgaste de la holgura del núcleo de la válvula principal; si sigue bajando, se determina básicamente que los sellos del cilindro de la pluma están dañados.
Método de reparación:
Reparación del cilindro hidráulico: Desmonte el cilindro de la pluma y reemplace el manguito guía, el sello antipolvo, la junta tórica y demás componentes de sellado. Revise cuidadosamente la pared interior del cilindro para detectar rayones o marcas; si es necesario, se requiere la reparación del cromado o el reemplazo del cilindro.
Reparación del conjunto de válvulas: Si el problema está en la válvula principal, desmonte la válvula de retención de la pluma (válvula regeneradora) o el núcleo de la válvula principal, esmerile el núcleo y el orificio de la válvula, y reemplace los sellos.
Los motores de alta potencia son propensos a problemas con los sistemas de admisión, combustible y refrigeración después de un funcionamiento prolongado a plena carga.
2.1 Síntoma de falla: Sobrecalentamiento del motor (ebullición)
Descripción de la falla: Tras varias horas de funcionamiento continuo, el motor se sobrecalienta, suenan las alarmas y puede incluso salpicar anticongelante.
Enfoque de solución de problemas:
Obstrucción del sistema de refrigeración: Las excavadoras grandes operan en entornos polvorientos. Revise las superficies del depósito de agua, el intercooler y el radiador de aceite hidráulico para detectar acumulación de polvo o polen.
Termostato y bomba de agua: Compruebe si el termostato funciona mal (un termostato normalmente cerrado impedirá la circulación adecuada). Revise el impulsor de la bomba de agua para detectar corrosión o cavitación.
Atomización deficiente del inyector de combustible: La combustión incompleta del combustible puede causar postcombustión, lo que genera una carga térmica excesiva en el sistema de refrigeración.
Método de reparación:
Limpie a fondo la superficie del radiador con una pistola de agua a alta presión o aire comprimido. Se recomienda soplar regularmente en sentido inverso.
Reemplace el termostato. Revise y reemplace el anticongelante (use anticongelante estándar para evitar la acumulación de incrustaciones en el sistema de refrigeración).
Verifique los inyectores de combustible y la presión de la línea de combustible.
2.2 Síntomas de falla: Escape excesivo (humo azul), consumo rápido de aceite
Descripción de la falla: Goteo de aceite del tubo de escape o humo azul intenso, con una disminución significativa del nivel de aceite.
Enfoque de solución de problemas:
Desgaste de los segmentos del pistón y las camisas del cilindro: Las cargas pesadas prolongadas provocan el desgaste de las paredes del cilindro, lo que permite que el aceite entre en la cámara de combustión y se queme.
Fallo del turbocompresor: Verifique si los sellos del turbocompresor están defectuosos; esta es una causa común de consumo de aceite en excavadoras grandes.
Sellos del vástago de válvula desgastados: Provocan fugas de aceite al cilindro desde las guías de válvula.
Método de reparación:
Desmonte la culata y mida la redondez y cilindricidad del cilindro. Si el desgaste supera el límite, es necesario perforar el cilindro o reemplazar la camisa, el pistón y el conjunto de pistón (juego de cuatro piezas).
Verifique las holguras axiales y radiales del rotor del turbocompresor. Reemplace todo el conjunto del turbocompresor si es necesario.
Las excavadoras grandes son extremadamente pesadas, y las fuerzas de impacto en condiciones de minería representan un desafío fatal para el chasis y los componentes estructurales.
3.1 Síntomas de falla: Ruido anormal en el chasis, descarrilamiento de las orugas
Descripción de la falla: Se escucha un sonido de "clic" periódico durante el movimiento, o las orugas se desprenden fácilmente de las ruedas motrices durante la reubicación.
Enfoque de solución de problemas:
Verifique si los pasadores de las zapatas de oruga están desgastados al límite (provocando el alargamiento del paso de la oruga).
Verifique si los rodamientos y los sellos de aceite de los rodillos guía, los rodillos de oruga y los rodillos portadores de oruga están dañados (provocando fugas de aceite y ruidos anormales).
Verifique si los resortes de amortiguación del dispositivo tensor están rotos o han perdido su elasticidad.
Método de reparación:
Reemplace las zapatas y los pasadores desgastados. En caso de zapatas de oruga con desgaste severo en un solo lado, considere voltearlas para reutilizarlas (según la estructura).
Reemplace las piezas dañadas del sistema de "cuatro ruedas y una oruga" y aplique grasa especial.
Reemplace el anillo de sellado del cilindro tensor, rellénelo con grasa y ajuste la tensión (tensión estándar: la separación entre el rodillo de oruga y la zapata de oruga suele ser de 10 a 20 mm, según el modelo).
3.2 Fenómeno de falla: Grietas en el dispositivo de trabajo, ruido anormal en el orificio del pasador
Descripción de la falla: Aparecen grietas en la base de la pluma y en la conexión del balancín, o se escucha un sonido de fricción metálica en el punto de rotación del pasador.
Método de reparación:
Reparación de grietas: Se deben seguir estrictamente los procedimientos de soldadura. Primero, perfore un orificio de tope en el extremo de la grieta, utilice un arco de carbón para crear un bisel y precaliente la soldadura con la varilla de soldadura de bajo hidrógeno adecuada. Después de soldar, realice un método de conservación del calor para aliviar la tensión. Se prohíbe estrictamente la soldadura directa sobre la superficie de la grieta.
Reparación de Orificios de Pasador: En el caso de orificios de pasador desgastados, se puede perforar e insertar un buje para restaurar el tamaño estándar. Está estrictamente prohibido agrandar el orificio directamente para colocar un pasador más grande, ya que esto debilitará la resistencia estructural.
Las excavadoras modernas de gran tamaño cuentan con sistemas de control eléctrico complejos. La vibración y la humedad son perjudiciales para los componentes eléctricos. Síntomas de Falla: Fallos en la pantalla del tablero, calado intermitente del motor.
Enfoque de Solución de Problemas:
Desgaste del Arnés de Cableado: Concéntrese en revisar el arnés de cableado del motor y el arnés de cableado de la bomba principal para detectar desgaste y cortocircuitos (conexión a tierra) en los puntos donde pasan por los orificios del chasis.
Fallo del Sensor: Revise los conectores del sensor de posición del cigüeñal y del sensor de presión de combustible para detectar mal contacto o virutas de metal.
Corrosión de la Caja de Relé: Revise la caja de fusibles para detectar la entrada de humedad que provoque oxidación.
Método de Reparación:
Use un multímetro para medir la continuidad y el voltaje e identificar cortocircuitos.
Envuelva el arnés de cableado dañado e instale tubo corrugado para protegerlo.
Reemplace el sensor dañado, limpie los contactos del conector y aplique pasta conductora.
Como ingenieros de mantenimiento, al afrontar averías en excavadoras grandes, debemos evitar un enfoque fragmentado. El método de cuatro pasos: "escuchar, observar, tocar y probar" es fundamental. Tras trabajar en condiciones adversas, no solo debemos centrarnos en las averías existentes, sino también analizar los síntomas para identificar posibles problemas ocultos.
El mantenimiento va más allá de la simple sustitución de piezas; se trata de gestionar todo el ciclo de vida del equipo. Esperamos que la experiencia de resolución de problemas compartida en este artículo sea un gran apoyo para nuestros colegas en futuras tareas de mantenimiento, permitiendo que nuestros "gigantes del acero" sigan prosperando.
Distrito de Yubei, Chongqing, China.
