Arbotantes y cojinetes de goma (tipo manguito)
Muchos veleros y pequeñas embarcaciones a motor cuentan con un único cojinete para el eje de la hélice, ya sea encajado a presión en el tubo de la bocina o bien montado en un arbotante fijado a la parte inferior del casco. Este cojinete es casi siempre un cojinete de goma montado dentro de un manguito metálico, aunque algunos son de plástico duro.
Un cojinete de goma tipo manguito presenta una serie de nervaduras o tiras de goma con ranuras entre ellas, integradas en el interior de un manguito normalmente de latón. El eje de la hélice descansa sobre las nervaduras, y el agua de mar proporciona la lubricación a través de las ranuras.
El cojinete de goma no requiere mantenimiento. Cuando es nuevo, la holgura entre el cojinete y el eje de la hélice es de unas pocas milésimas de pulgada o alrededor de una décima de milímetro. A medida que las protuberancias de goma se desgastan, el eje de la hélice comienza a moverse ligeramente, lo que acelera el desgaste, hasta que es necesario sustituir el cojinete.
¿Cuándo se considera que el desgaste es excesivo? Sin duda, no debe superar los 1,5 mm (1/16”) por cada 25 mm (1”) de diámetro del eje. En el caso de ejes y hélices pequeños, cuando la embarcación esté fuera del agua, intente mover la hélice y el eje de un lado a otro y de abajo a arriba, y si nota holgura, considere cambiar el cojinete.
Antes de sustituir un cojinete de goma, ponga la transmisión en punto muerto, sujete la hélice y compruebe si puede girarla con la mano. Debería poder girar con una sola mano incluso hélices grandes montadas en ejes de hélice gruesos. Si no es así, entonces hay algo que se atasca en algún punto y/o el motor o el eje de la hélice están desalineados. Tendrá que localizar y corregir el problema durante el proceso de sustitución del cojinete de hélice.
Es posible sustituir un cojinete de goma montado en un arbotante sin retirar el eje de la hélice, pero a veces es necesario extraerlo. Esto requiere retirar el acoplamiento del extremo interior del eje para poder sacar el eje de la hélice por la parte trasera de la embarcación, tal vez soltando y bajando el timón si el eje de la hélice no lo deja pasar (primero, compruebe si el eje se puede flexar alrededor del timón, pero obviamente sin llegar nunca al punto de arriesgarse a doblar el eje o dañar el arbotante).
Si, una vez retirado el acoplamiento, el eje de la hélice es difícil de extraer (debería deslizarse libremente), sin duda hay un problema con el cojinete o bien con la alineación.
Arbotantes
El ABYC establece requisitos muy específicos en cuanto a las dimensiones mínimas de un arbotante y la forma de fijarlo al casco:
«La longitud del cilindro del arbotante, que es también la longitud del cojinete, deberá ser, como mínimo, cuatro veces el diámetro del eje de la hélice. El espesor del cilindro del arbotante que sujeta el cojinete deberá ser, como mínimo, una cuarta parte del diámetro del eje de la hélice. Cuando se utilicen pernos para fijar los arbotantes al casco, el material de los pernos deberá ser galvánicamente compatible con el material del arbotante y estar diseñado para permanecer sumergido de forma continua. Se dispondrá de un medio para garantizar el bloqueo seguro de las tuercas de los pernos de los arbotantes, a fin de evitar que se aflojen durante el servicio… Para distribuir la tensión en la estructura del casco, se utilizarán refuerzos locales en el casco o placas de refuerzo».
El arbotante de esta embarcación se desprendió completamente del casco. Se puede apreciar lo poco que debía de estar sujeto en el interior del casco.
Tanto si el eje de la hélice está metido en el arbotante como si no, compruebe que el arbotante esté bien fijado. Si hay cualquier tipo de holgura, es necesario reforzar la fijación del arbotante. Si un arbotante atornillado está suelto, es probable que el bloque de madera de apoyo se haya podrido. En cualquier caso, sustituir el bloque de apoyo por algún material plástico no compresivo (que no sea Starboard, ya que es demasiado blando) y volver a colocar los elementos de fijación debería solucionar el problema. Asegúrese de aplicar un sellador a los elementos de fijación.
Si un arbotante suelto está pegado/laminado al casco, lo más probable es que haya que retirarlo y volver a unirlo. Sin embargo, puede que sea posible taladrar a través del puntal y del casco para así poder añadir un bloque interior de apoyo con elementos de fijación tal como se ha indicado anteriormente.
Al volver a fijar un arbotante, se debe comprobar la alineación (véase más abajo). Si el eje de la hélice aún no está desmontado, será necesario desmontarlo. Esto permitirá ver el cojinete de goma. Si las nervaduras de goma están desgastadas de forma desigual —se observará que algunas son ahora más anchas que otras—, existe un problema de alineación. Si el desgaste es más pronunciado en un lado en uno de los extremos, y en el otro lado en el extremo opuesto, existe sin duda un problema de alineación. Puede tratarse de un problema de alineación del motor o de un problema de alineación del arbotante. Lo determinaremos una vez que se haya retirado el cojinete de goma desgastado.
Fíjese en que las estrías de goma son más anchas —es decir, están más desgastadas— en la parte inferior izquierda que en la derecha, lo que indica un desgaste desigual. Lo mismo ocurría en el otro extremo, pero en los lados opuestos, lo que indica una desalineación del eje.
Extracción del cojinete de goma
En primer lugar, desmonte la hélice del eje de la hélice (véase la siguiente lección).
Muchos cojinetes de goma se fijan con uno o más tornillos de fijación, incluidos algunos cojinetes de goma que se instalan en la parte trasera del tubo de la bocina en lugar de en un arbotante. El ABYC exige que «se utilicen como mínimo dos tornillos de fijación radiales. El material de los tornillos de fijación deberá ser más duro y galvánicamente más noble que el material de la carcasa del cojinete. Se utilizarán brocas con el mismo ángulo en la punta que los tornillos de fijación para aumentar el agarre de estos».
«Los tornillos de fijación deben colocarse a cada lado, formando un ángulo de 60° con respecto a la línea central inferior del arbotante o de la carcasa del cojinete. Una ubicación alternativa aceptable para los tornillos de fijación es uno frente al otro, sin sobrepasar la línea central del eje de la hélice».
Cojinete de goma en un arbotante...
...y sus tornillos de fijación; con...
Es posible que los tornillos de fijación estén pintados o recubiertos con masilla, así que, antes de dar por hecho que no hay ninguno, limpie bien la zona y examínela con atención. Si los hay, quítelos. Si están atascados, será conveniente rociarlos con PB Blaster o con un líquido penetrante similar; también puede probar a aplicar un poco de calor si el arbotante es metálico y, tal vez, utilizar un destornillador de impacto. Si rompe la cabeza o parte algún tornillo, tendrá que taladrarlo para poder sacarlo, y quizá volver a roscar la rosca.
La mayoría de los cojinetes de goma van ajustados a presión (ABYC: «los cojinetes tubulares se instalarán en el alojamiento del cojinete con un ligero ajuste a presión»), lo que significa que no se saldrán de su alojamiento hacia afuera fácilmente.
... y sin el eje de la hélice en su sitio.
Extracción de un cojinete del arbotante con el eje de la hélice montado
Una vez retirados los tornillos de fijación o cualquier abrazadera que sujetan el cojinete de goma, utilice un trozo de tubo con un diámetro interior lo suficientemente grande como para deslizarse sobre el eje de la hélice, y un diámetro exterior ligeramente inferior al del manguito del cojinete, para forzar al cojinete fuera del arbotante y hacerlo subir por el eje de la hélice. Si no es posible extraer el cojinete sin aplicar una fuerza excesiva, deberá fabricarse un extractor tal y como se ilustra.
Un método rudimentario para extraer el cojinete usando un mazo. Asegúrese de no ejercer demasiada fuerza sobre el arbotante. Este método requiere lijar el cojinete para poder deslizarlo de nuevo a través del arbotante.
Una vez que el cojinete esté suelto, córtelo, o bien líjelo hasta que pase holgado por el arbotante, de modo que ahora pueda deslizarse hacia atrás a través del arbotante y sacarlo del eje. El nuevo cojinete se desliza sobre el eje y se presiona hasta encajarlo en su sitio con el mismo tubo que se utilizó para extraer el cojinete antiguo.
Un método más sofisticado y correcto usando una herramienta (extractor) de fabricación casera. Esta herramienta empuja el cojinete directamente hacia afuera por la parte trasera del arbotante.
Extracción del cojinete del arbotante mediante el uso de un extractor. En este caso el eje de la hélice no está presente, pero el mismo extractor funcionaría también en caso que sí estuviese instalado.
Si no hay suficiente espacio entre el arbotante y el tubo de la bocina para extraer el cojinete de goma en esta dirección, corte el tubo a lo largo en dos mitades. Fíjelas sin apretar con cinta adhesiva alrededor del eje, en la cara delantera del cojinete de goma, y utilice el extractor para sacar el cojinete hacia popa.
Existen extractores comerciales disponibles para realizar esta operación, con tubos cortados y placas para los extremos de múltiples tamaños diferentes. Es posible que su astillero local disponga de uno.
Extracción de un cojinete del arbotante sin el eje de la hélice montado
En el caso de un cojinete montado en un arbotante, es posible que pueda extraerlo golpeándolo con un trozo de tubo cuyo diámetro exterior sea ligeramente inferior al del cojinete, pero, obviamente, debe tener cuidado de no aplicar impactos excesivos al arbotante. Es mucho mejor improvisar un extractor utilizando un trozo de tubo cuyo diámetro interior sea un poco mayor que el diámetro exterior del cojinete. Este se coloca contra un extremo del arbotante con una varilla roscada que atraviesa el tubo y el cojinete. Se coloca una arandela gruesa con un diámetro exterior ligeramente inferior al del cojinete en el extremo más alejado y se atornilla una tuerca. Se añade otra arandela gruesa en el extremo del tubo, cubriendo ampliamente el extremo del mismo, y se atornilla una segunda tuerca. Al apretar las tuercas, el cojinete irá saliendo del arbotante y entrando en el tubo.
Herramienta casera para extraer el cojinete del arbotante cuando el eje de la hélice está desmontado.
Si el cojinete está encajado a presión en la parte trasera de un casquillo de eje, posiblemente no pueda utilizar un extractor. En ese caso, habrá que cortar el cojinete (véase más abajo).
Corte de un cojinete de goma
Si no se dispone de extractores, o si el cojinete de hélice está montado en la parte trasera de un tubo de bocina, puede ser necesario cortar el cojinete antiguo. En el caso de un cojinete montado en un arbotante, se desmonta la hoja de una sierra para metales, se desliza a través del cojinete de hélice y se vuelve a colocar en la sierra, «al revés» si es necesario. Es fundamental cortar en paralelo al arbotante. De lo contrario, se cortará uno u otro extremo del arbotante. Por lo tanto, compruebe con frecuencia que la profundidad del corte sea igual en ambos extremos. Si el cojinete se encuentra insertado en el extremo del tubo de la bocina, necesitará una sierra para metales de un solo mango o quizás una sierra eléctrica de vaivén (por ejemplo, una SawzAll en EE.UU.). Si utiliza herramientas eléctricas, ¡vaya despacio y compruebe con frecuencia!
Es posible que pueda realizar un solo corte y doblar hacia el interior la carcasa del cojinete. Si hace un par de cortes, podrá sacar una parte del cojinete y luego doblar el resto hacia dentro para liberarlo. No utilice en ningún momento herramientas de acero duro golpeándolas con un martillo, como un destornillador, para doblar el cojinete. Estas herramientas dañarán la carcasa del arbotante, que es relativamente blanda. Si es necesario, utilice cuñas pequeñas de madera dura o de plástico duro.
Comprobación del alineamiento
Una vez extraído el eje de la hélice de la embarcación y retirado el cojinete, debería haber una línea recta que vaya desde el centro del arbotante, pasando por el centro del tubo de la bocina, hasta el centro del acoplamiento de la transmisión. Puede comprobarlo de forma aproximada insertando un trozo de madera o similar en la parte trasera del arbotante, taladrando un pequeño orificio exactamente en su centro, pasando un trozo de cuerda por el orificio, haciendo un nudo en la parte trasera y, a continuación, pasando la cuerda hacia arriba a través del tubo de la bocina y tensándola contra el centro del acoplamiento de la transmisión.
Utilizando un trozo de cuerda tensada, colocada en el centro del tubo de la bocina, para comprobar la alineación con respecto al motor.
Una forma sencilla de centrar la cuerda en el extremo posterior del tubo de la bocina.
La cuerda debe quedar centrada en ambos extremos del arbotante y del tubo de la bocina. Si no es así, y si el centrado se puede lograr desplazando la cuerda en el acoplamiento de la transmisión, entonces habrá que mover el motor. Si esto no centra la cuerda en ambos extremos del arbotante, será necesario girar ligeramente el arbotante, inclinarlo hacia delante o hacia atrás, o colocar cuñas, para lograr dicho centrado. Si el arbotante está centrado pero el tubo de la bocina no lo está, no hay mucho que se pueda hacer al respecto, ya que el tubo de la bocina está fijado en la embarcación. Sin embargo, dado que existe un cierto juego entre el tubo de la bocina y el eje de la hélice (una vez instalado), se puede tolerar una pequeña desalineación.
Una forma mucho más precisa de comprobar la alineación del arbotante y el tubo de la bocina es utilizar un puntero láser. La mayoría de los astilleros de gran tamaño cuentan con las herramientas y la experiencia necesarias. En algunas embarcaciones antiguas de casco relativamente plano (por ejemplo, los yates tipo trawler), no es raro encontrar que el casco se ha deformado ligeramente, lo que altera considerablemente la alineación vertical de los arbotantes. Para restablecer la alineación, puede ser necesario colocar un espaciador entre el arbotante y el casco.
Instalación de un nuevo cojinete
El ABYC dispone de una tabla que indica las holguras mínimas y máximas aceptables para un cojinete de goma nuevo.
Limpie el interior del arbotante o del tubo de la bocina. El cojinete y el arbotante han de lubricarse ligeramente. Si antes se mete el cojinete en el congelador durante toda la noche o se envuelve en hielo (pero no en hielo seco, ya que podría dañar la goma), debería contraerse lo suficiente como para deslizarse o introducirse con un mazo de goma o un martillo y un bloque de madera (nunca utilice un martillo directamente, ya que dañaría el cojinete). Si se necesita más presión, el cojinete se puede introducir con una varilla roscada si el eje de la hélice no está colocado, o, si el eje está colocado, utilizando a la inversa la herramienta de extracción del cojinete vista anteriormente.
Si el eje de la hélice no está colocado, se pasa la varilla roscada a través del arbotante y del cojinete, con una arandela grande apoyada contra la cara del arbotante en el extremo interior y otra en el extremo exterior del cojinete. Al apretar las tuercas, el cojinete se irá encajando. Es fundamental que el cojinete de la hélice quede bien alineado con el puntal; si está torcido, se atascará y se dañará.
Inserción del nuevo cojinete en el arbotante mediante el uso de un extractor, ahora usado para empujar el cojinete en su sitio.
Si el cojinete se inserta en el tubo de la bocina o en la estructura de popa de una embarcación, es recomendable dejar que sobresalga 6 mm (1/4”) por la parte trasera. Esto proporcionará un punto de agarre la próxima vez que haya que sustituir el cojinete, lo que facilitará mucho su extracción en lugar de tener que sacarlo a la fuerza o cortarlo para poder sacarlo de la estructura de popa o del tubo de la bocina.
Dejando que el cojinete nuevo sobresalga un poco facilitará su extracción en el futuro
Si el cojinete está fijado con tornillos de fijación, debe hacer unos pequeños hoyuelos en la carcasa del cojinete mediante una broca que sea un par de tamaños más pequeña que los orificios de los tornillos (para no dañar las roscas) y, a continuación, atornillar los tornillos de fijación en los hoyuelos. La punta de la broca debe tener el mismo ángulo que el extremo del tornillo de fijación. No apriete demasiado los tornillos, ya que deformaría la carcasa del cojinete y podría provocar que este se atasque. Una gota de Loctite azul evitará que los tornillos se aflojen por la vibración.
Instale el eje de la hélice si está desmontado. Vuelva a colocar el acoplamiento del eje de la hélice y fíjelo de nuevo a la transmisión. Vuelva a colocar la hélice (consulte la siguiente lección). Ponga la transmisión en punto muerto y gire la hélice con la mano. Si nota algún atasco, el cojinete está demasiado apretado o bien sigue habiendo un problema de alineación que no se ha solucionado.