apuntes de mecánica de motosierra
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MECÁNICA DE MOTOSIERRA
1.- Introducción
1.1. Definición
La motosierra es una máquina compuesta por un motor de dos tiempos que
proporciona movimiento a un órgano de trabajo diseñado para realizar trabajos de corte,
en el apeo de árboles, desrame, tronzado, y poda.
El corte de la motosierra se consigue debido a las pequeñas extracciones de
madera, que realizan los eslabones tipo gubia, alojados en una cadena articulada, que
gira sobre un plano de corte, la espada, a gran velocidad, gracias a las altas revoluciones
que transmite el motor.
1.2. Tipos
Existen numerosos tipos de motosierras, en función de su cilindrada se puede hablar
de motosierras para diferentes destinos:
Trabajos pesados (apeo de árboles) se utilizarán motosierras entre 70-80 cm3 hasta
120 cm3
Trabajos intermedios (desrame, claras y clareos), motosierras entre 40-60 cm3
Trabajos ligeros (poda y clareo) motosierras sobre 20 cm3
También se pueden clasificar desde el punto de vista de su uso en:
Uso doméstico o amateur, también llamadas de “hobby” o jardín, su uso es de
carácter eventual normalmente utilizadas por personal no cualificado. Tienen
potencias medias bajas y su vida útil oscila entre las 50 y 300 horas.
Semiprofesionales, suelen estar indicadas para particulares o profesionales
eventuales en usos de jardinería, corta de leña, podas y pequeños trabajos en
general. Son de uso menos frecuente que las profesionales y su vida útil oscila entre
las 1000 y 1500 h. de trabajo.
Profesionales, diseñadas para tener grandes prestaciones en todo tipo de trabajos
forestales, trabajando durante largos períodos tanto de horas como de días. Pueden
trabajar en condiciones muy duras, apeando árboles de grandes diámetros y de
maderas muy duras. Su vida útil supera las 2500 h.
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1.3.-Elección de la máquina
Se debe elegir la máquina adecuada para cada trabajo. Si utilizamos un modelo
ligero para trabajos pesados, la desgastaremos de una forma rápida y anómala, e incluso
no conseguiremos los resultados u objetivos propuestos. Así mismo si escogemos una
máquina muy potente para trabajos ligeros, aumentarán los riesgos de accidente, los
gastos de mantenimiento y reparaciones serán superiores, y la fatiga de los operarios
también. Debemos elegir la máquina con una potencia que supere nada más que el 10 %
de la media que vamos a necesitar, para no envejecerlas prematuramente y evitar gastos
innecesarios.
Las motosierras son máquinas cuyo peso deberá ser soportado íntegramente por
el operario, es por ello que debe ser reducido y su volumen pequeño, estas
características nos definirán su grado de manejabilidad.
Deben ser resistentes a los golpes, ya que se trabaja en situaciones accidentadas,
al aire libre y en terrenos a menudo poco accesibles. Se recomienda una forma
ergonómica, adaptada a las necesidades de trabajo y al mismo tiempo cómoda y segura
para el operario.
La eliminación de componentes metálicos a favor de los plásticos ha reducido
enormemente su peso, aunque su resistencia se ha visto también disminuida por ello en
ciertos detalles. Los avances tecnológicos de los últimos tiempos han mejorado
enormemente la ergonomía y seguridad.
2.- Componentes de la motosierra.
Se puede hablar de los siguientes componentes principales:
Motor
Sistema de encendido
Sistema de arranque
Transmisión
Sistema de alimentación
Órgano de corte
Dispositivos de seguridad
Dispositivos ergonómicos
2.1.- Motor.
Compuesto por un motor de 2T monocilíndrico, de gasolina mezclada con aceite
al 2-4 %. El bloque motor y la culata suelen estar construidos en aluminio, y su
refrigeración es por aire, a través de las aletas que lleva alrededor el cilindro, que
permiten una evacuación del calor por radiación.
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Esta refrigeración está ayudada gracias a la corriente de aire que proporciona el
plato magnético al girar, dado que posee unos alabes que actúan de ventilador. Esta
corriente de aire es aprovechada y conducida en algunos modelos hasta el filtro del aire
consiguiendo así su autolimpieza (sistema Air Injection).
Se recomienda no parar inmediatamente la máquina cuando se encuentre muy
caliente, ya que el sistema de refrigeración del ventilador, deja de funcionar y no se
evacúa el calor tan fácilmente. Esperar al ralentí un pequeño espacio de tiempo antes de
parar.
El bloque motor incorpora su correspondiente lumbrera de admisión, donde está
alojado el carburador, las lumbreras de carga, labradas en interior del cilindro,
normalmente son cuatro, dos a cada lado, que comunican el cártercon la cámara de
combustión, y la lumbrera de escape donde se encuentra adosado el silenciador y en
algunos modelos junto a él el catalizador.
Aletas de refrigeración
Lumbrera de admisión
Segmento
Pistón
Biela
Cigüeñal
Contrapesos del cigüeñal
Plato magnético
Filtro del aire
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En este tipo de motores es el propio pistón el que actúa de válvula cerrando y
abriendo las lumbreras para permitir la entrada y salida de los gases.
Debe de valorarse el hecho de que los carenados que recubren el motor sean de
desmontaje fácil, permitiéndonos así un acceso rápido para realizar tareas de
mantenimiento o reparación de averías.
Es importante también realizar un buen rodaje de los motores nuevos. Este
rodaje se dará por finalizado cuando la máquina consuma unos 50 litros de combustible.
En este periodo no se debe calentar la máquina excesivamente, evitando trabajos
pesados o largas aceleraciones. Debemos aumentar el número de paradas no esperando
a que se consuma todo el combustible.
Un motor muy caliente puede dar lugar al fenómeno denominado
“autoencendido”, por el que se producen falsas explosiones, a destiempo, debido a que
la carbonilla y los electrodos de la bujía se ponen al “rojo vivo”, encendiendo la mezcla
antes de que salte la chispa de la bujía. Estas falsas explosiones nos pueden avisar de
este sobrecalentamiento y de un posible gripaje.
2.2.- Sistema de encendido.
Es del tipo denominado electrónico. Está compuesto por las siguientes piezas:
Plato magnético
Bobina
Espiras
Cable de la bujía y pipa
Cable del interruptor e interruptor
Bujía
Pistón
Lumbrera de admisión
Carburador
Válvula de mariposa
Filtro del aire
Tubo de aspiración
de gasolina
Depósito de gasolina
Bujía
Lumbrera de escape Lumbrera de carga
Silenciador
Aletas de refrigeración
Biela
Cigüeñal
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2.2.1 Plato magnético.
Es una pieza de aluminio que se encuentra unida al cigüeñal a través de una
inserción cónica y una tuerca de sujeción. Dispone de un imán y un contrapeso para
equilibrar su peso. El imán va a ser el responsable de crear la corriente eléctrica a través
de la creación de una corriente inducida provocada por la rotura de campo magnético
del imán al girar sobre las espiras.
Sus funciones son por tanto generar la corriente eléctrica, pero también
refrigerar el motor, a través de la corriente de aire que produce gracias a una serie de
aletas de que dispone que actúan de ventilador (Como se observa en la figura del
sistema air injection antes explicada).
La tercera función que ejerce es de volante de inercia, ya que su peso también
introduce masa en el sistema pistón-biela-cigüeñal, y por tanto aumenta su inercia.
Por último el plato magnético se encarga de recibir el movimiento de tirón de la
cuerda de arranque, a traves de los trinquetes o enganches del sistema de arranque. De
esta forma, se mueve el cigüeñal y por tanto todo el sistema.
Bujía
Espiras
Bobina Plato magnético
Cable de bujía
Interruptor
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Plato
magnético
Trinquetes
del arranque
Bobina
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2.2.2 Bobina
Es la responsable de transformar la corriente inducida de bajo voltaje, en alto
voltaje, unos 15 000 voltios. De esta forma la electricidad salta de un electrodo a otro en
la bujía y se genera la chispa necesaria que encenderá los gases. Es blindada y no suele
dar problemas. Podemos observarla en la fotografía anterior.
2.2.3 Espiras
Son un conjunto de láminillas de acero pegadas unas a otras y son las
responsables de la rotura del campo magnético para producir la electricidad. Su
separación con respecto del imán es milimétrica y está determinada por el fabricante. Se
recomienda al usuario no especialista en mecánica, que no desatornille esta pieza del
conjunto, ya que variará la distancia entre plato y espiras, pudiéndose producirse
problemas con el suministro de corriente a la bujía.
2.2.4 Cable de la bujía y pipa
Se trata de un cable grueso, dado el alto voltaje que circula por él, protegido por
goma aislante y terminado en un capuchón denominado pipa que lo une con la bujía.
Si se dañase el protector del cable, podría entrar en contacto con la masa del
motor por contacto con el bloque, impidiendo que llegase corriente a la bujía. Para
evitar estos problemas, observar que en el montaje y desmontaje, no roce en el bloque
motor u otras partes calientes que pueden quemarlo o bien no se pellizque con los
carenados de la máquina en el montaje.
2.2.5 Interruptor y cable del interruptor Para parar la máquina lo que hacemos es interrumpir la llegada de corriente a la
bujía a través de un interruptor que lo que hace es derivar la corriente a masa antes de
que llegue al cable de la bujía.
Exactamente la corriente se desvía en las espiras a través de un cable que
veremos de menor sección que el de la bujía. Parte desde las espiras, pasa por el botón
interruptor y se conecta posteriormente a la masa del motor (el otro polo).
Si por cualquier circunstancia el interruptor dejase pasar la corriente a masa, la
maquina no podría funcionar; así como si este cable (entre espiras e interruptor) se pela,
y entra en contacto con la masa, tampoco tendríamos corriente en la bujía.
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2.2.6 Bujía
Es la responsable de que salte la chispa en el interior de la cámara de combustión
y explote la mezcla de gases frescos.
El salto de chispa se produce porque al llegar la corriente hasta los electrodos
encuentra un corte de corriente, un salto, la separación de electrodos que para estas
bujías es de 0,5 mm. La corriente que llega, al estar a un voltaje tan elevado, es capaz de
saltar por el aire entre los dos electrodos de la bujía, generando la chispa eléctrica que
encenderá la mezcla y provocará la explosión.
Tiene una vida de entre 100 y 300 horas. Su mantenimiento consistiría en
limpiar los excesos de aceite con gasolina por ejemplo, limpiar la carbonilla con un
cepillo limpiabujías y comprobar la correcta separación entre electrodo y entrehierro
(normalmente 0,5 mm)
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2.3.- Sistema de arranque.
Junto con el plato magnético, se encuentra el sistema de arranque, formado por
un carrete que aloja la cuerda de arrastre, y un sistema de martillos o resortes que se
acoplan a un piñón situado o bien en el plato magnético o bien en el propio carrete,
siempre que el motor se encuentra parado.
Para arrancar pues la motosierra tiraremos de la cuerda con un tirón seco, que
sea capaz de arrastrar todo el conjunto motor hasta que se produzcan las primeras
explosiones y el sistema gire por sí mismo. En ese momento el sistema de arranque se
desacopla del plato magnético, bien por dejar de estirar de la cuerda o bien gracias a la
fuerza centrífuga que separa los resortes del piñón.
Es conveniente engranar las piezas antes de tirar enérgicamente para que no se
produzcan desgaste especialmente de las piezas de plástico.
La cuerda se recoge gracias a un fleje de acero que se contrae y se expande al
estirar de la cuerda y soltar posteriormente.
Plato magnético
Fleje
Carrete de la cuerda
Piñón de engrane del
sistema de arranque
Carrete de la cuerda
Piezas de enganche
sobre el plato
magnético
Tirador
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2.4.- Transmisión.
El movimiento que produce el motor se transmite a través de un embrague de
tipo centrífugo, compuesto normalmente por dos o tres contrapesos metálicos que
mprimen movimiento por rozamiento, a una pieza en forma de campana cilíndrica,
denominada tambor-piñon o campana, el nombre de piñón lo recibe por poseer un
piñón responsable de transmitir el movimiento a la cadena.
El piñón de transmisión puede ir dotado de un Anillo flotante donde se insertan
los eslabones motrices, actuando de pieza intermedia entre la cadena y la campana.como
es el caso de la figura. Esto se utiliza para motosierras de altas cilindradas, y tiene como
ventaja de que cuando hay desgaste únicamente cambiamos el anillo, no necesitamos
cambiar toda la campana.
Tambor-piñón
o campana
Embrague
Anillo
flotante
Estrella
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Las zapatas se encuentran unidas a través de uno o varios muelles que las
mantienen separadas del tambor, comprimiéndolas, únicamente por efecto del giro a
cierta velocidad, la fuerza del muelle es vencida por la fuerza centrífuga y las zapatas
comienzan a transmitir su movimiento a través del rozamiento al tambor-piñón, y por
tanto a la cadena.
Junto a la transmisión también se sitúan los esparragos de sujeción de la cadena
y el mecanismo tensor de la espada, compuesto por un tornillo que se introduce en un
orificio que lleva la espada para tal efecto, que realizará desplazamientos longitudinales
de la misma, permitiendo así el tensado de la cadena.
De forma también muy próxima a la espada se encuentra una ranura de salida
del aceite de engrase, que despues será llevado por los eslabones guía por todo
alrededor de la espada, permitiendo así la lubricación entre estos dos elementos.
Esta es una zona que se debe limpiar frecuentemente, dado que rápidamente se
llena de suciedad, mezcla de serrín y aceite de cadena, cuando cortamos.
Tornillo tensor
de la cadena
Tambor-piñón
Pivote tensor
de la cadena
Ranura de salida del
aceite de engrase
Espárrago de
fijación de la espada
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Una avería posible en el embrague es la rotura de los muelles que unen los
contrapesos. Para solucionar este problema debemos de sacar el embrague y sustituir el
muelle roto. Para ello, primero bloquearemos el movimiento del pistón, introduciendo
una pieza bloqueadora por el orificio de la bujía, de materiales no agresivos para el
metal, como por ejemplo plástico no quebradizo o bloqueadores que se enroscan en el
orificio de la bujía. Después se puede desenroscar el embrague aflojando en sentido
destrogiro (según avance de las agujas del reloj).
2.5.- Sistema de alimentación.
Formado por:
Depósito de gasolina
Conducto de aspiración
Filtro del aire
Carburador.
Depósito de gasolina
La capacidad del depósito de combustible oscila según la potencia de la máquina
entre 1,3 l. en grandes motosierras hasta 0,37 l. en motosierras de 20 cm3. Los
materiales de los que suele estar construido son aluminio y últimamente plástico en casi
todos los casos, con el fin de aligerar al máximo el peso de la máquina.
Suele tener un tapón de llenado con cierre de rosca y una cuerda para que no se
pierda. Para aflojarlo normalmente precisaremos de la llave de pipa o destornillador, y
para apretarlo debemos hacerlo a mano. En los modelos de motosierra que usan gasolina
sin plomo el color del tapón es verde.
Conforme la gasolina se va gastando, el hueco que deja debe ser ocupado por
aire, por ello todos los depósitos necesitan de una válvula de entrada de aire para que no
se produzca vacío. Esta válvula es de una sola dirección, permitiendo la entrada de aire
pero no la salida de combustible.
El combustible que se utiliza es gasolina súper mezclada con aceite motor al 2 ó
4 %, también se puede usar gasolina sin plomo, pero en este caso se debe aumentar el
porcentaje de aceite en un 1 %. Si el aceite es de buena calidad utilizaremos al 2 % en
gasolina súper y 3 % en gasolina sin plomo. Es aconsejable utilizar aceites de calidad
para que no se produzca engrase de la bujía o excesiva carbonilla en la cámara de
combustión.
Depósito de
gasolina
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La mezcla se puede llevar preparada en unas lata de 5 litros a la que podemos
acoplar un tapón de llenado. Estos tapones evitan que se derrame el combustible sobre
la máquina cuando estamos llenando el depósito. En el mercado podemos encontrar
latas muy prácticas que poseen un doble depósito, uno para gasolina y otro para el aceite
de la cadena.
Antes de llenar el depósito de gasolina, debemos asegurarnos que el depósito de
aceite de la cadena también se encuentra lleno. Debemos agitar la lata con el fin de que
el aceite se encuentre bien mezclado con la gasolina. También deberemos limpiar los
alrededores del tapón del depósito de combustible, antes de quitarlo, con el objeto de
que no caiga ninguna partícula de suciedad dentro.
El mantenimiento que debemos de realizar al depósito es su limpieza periódica,
ya que a pesar de las precauciones, es inevitable que se introduzca suciedad en el mismo
que debemos eliminar.
Una posible avería en el depósito es su rotura, por un golpe. En este caso
podemos utilizar resinas epoxi o de poliuretano para eliminar los poros o grietas
formados.
Conducto de aspiración
Está formado por un tubo de goma flexible. En uno de sus extremos se encuentra
conectado al carburador, y por el otro comunica con el depósito de combustible. En este
último termina en una pieza que actúa de contrapeso y filtro de gasolina. Esta pieza es
fundamental para que el tubo siempre se encuentre dentro del nivel de combustible
independientemente de la posición de la máquina.
Esta pieza se debe cambiar una vez al año, ya que el filtro poco a poco va
obturándose. Otra avería posible sería la rotura o deterioro del conducto, que produciría
pérdidas continuas de combustible.
Filtro de aire
Se encuentra situado en el carburador y protegido por las carcasas exteriores de
la motosierra. Su misión es evitar la entrada de partículas sólidas que se encuentran en
suspensión en el aire. Se compone pues de una malla normalmente de materiales
textiles, celulosa o rejillas metálicas muy finas.
Contrapeso y
filtro de gasolina
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Consecuentemente debido al uso, el filtro se llena de suciedad muy a menudo
por lo que deberemos limpiarlo al menos una vez al día. Para limpiarlo se puede usar
agua caliente enjabonada, o gasolina pura, no de mezcla, que podría dejar una película
de aceite en la malla que ayudaría a ensuciar el filtro muy rápidamente, aunque visto
desde otro punto de vista, el aceite depositado sirve para retener partículas sólidas que la
malla por si sola no retendría. Si usamos aire a presión hay que ser cuidadosos porque
podemos perforar el filtro.
Esta pieza no es eterna y se debe cambiar cuando observemos su deterioro. Es
importante no trabajar con filtros rotos, que podrían dejar pasar arenas hacia el cilindro,
rayándolo, o partículas orgánicas que producirían depósitos de carbonilla en la cámara
de combustión.
Existen filtros especiales para cortar maderas quemadas. La carbonilla liberada,
es capaz de atravesar las mallas normales y ocasionar graves daños, a la larga, en el
interior del cilindro.
Carburador
Los carburadores de las motosierras son del tipo de membrana, para que puedan
trabajar en cualquier posición. La gasolina llega hasta el carburador gracias a una
membrana, movida por la presión ejercida por el pistón en el cárter. Esta membrana
actúa como una bomba.
El carburador se encuentra situado junto a la lumbrera de admisión del motor y
sujeto a él a través de unos espárragos, o como en el caso de las motosierras más
modernas, un conducto de goma, para que no reciba vibraciones que terminan por darle
holgura a los tornillos de regulación.
Filtro del
aire
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El carburador está compuesto básicamente por un conducto donde se van a
juntar los dos fluidos que componen la mezcla que actúa como combustible, la gasolina,
con su aceite ya premezclado, y el aire que entra a través del filtro del aire. La gasolina
sale por dos orificios muy finos, debido al efecto venturi. Este efecto está originado por
la corriente de aire que entra en el carburador y es sometida a un pequeño
estrechamiento donde se alcanzarán presiones por debajo de la atmosférica, facilitando
la salida de la gasolina por los finísimos orificios. Es por tanto en el conducto del
carburador donde se pone en contacto la gasolina y el aire y se produce la mezcla que
entrará en el cárter.
La cantidad de gasolina que va a formar parte de la mezcla se puede regular, a
través de dos tornillos, señalizados en la máquina normalmente como H y L, que actúan
a modo de "grifos del combustible". El primero corresponderá a la entrada de
combustible cuando el motor se encuentra trabajando a régimen de revoluciones alto, y
el L cuando el motor se encuentra al ralentí.
Válvula de mariposa
Espárragos de sujeción al bloque motor
Conducto conectado
al cárter
Conducto de aspiración
de gasolina
Válvulas de una sola
dirección
Membrana-bomba
Filtro de malla
Aguja reguladora
de caudal
Membrana
compensadora Surtidores de ralentí
Surtidor principal
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Estos tornillos vienen ajustados de fábrica bajo unas condiciones de presión
atmosférica determinadas, pero dependiendo de la altitud a la que se encuentre la zona
de trabajo, el régimen de revoluciones variará, por lo que deberemos de regularlos "in
situ".
Las revoluciones al ralentí de una motosierra suelen ser de 2800 a 3000 r.p.m. y
como revoluciones máximas no sobrepasar nunca las 14.000 rpm, ya que someteríamos
la máquina a un sobrecalentamiento excesivo y podría gripar.
Para alcanzar estas condiciones, las máquinas vienen reguladas de la fábrica
según una posición estándar de referencia. Este punto lo consiguen apretando los
tornillos H y L totalmente, y girándolos una vuelta completa en sentido inverso a las
agujas del reloj aproximadamente.
Cuando la motosierra se encuentre en su lugar habitual de trabajo, debemos
realizar un pequeño ajuste de los tornillos para que se sigan manteniendo las
condiciones óptimas de revoluciones máximas y mínimas.
También existe un tercer tornillo de regulación, el del grado de abertura de la
mariposa, señalizado como T o LA según marcas. En definitiva nos varía la posición
del acelerador, pudiendo también subir o bajar las revoluciones de ralentí, en función de
una mayor abertura de la válvula de mariposa. Por tanto, para regular las revoluciones
de ralentí, debemos de jugar con el tornillo de bajas y con el de la mariposa, de tal
forma que se consigan las 2800-3000 revoluciones deseadas.
Estas revoluciones de ralentí se pueden conseguir con diferentes puntos, de
ambos tornillos, consiguiendo distintos equilibrios de aire y gasolina, pero debemos de
buscar aquel equilibrio que además de proporcionarnos estas revoluciones estándar,
consiga acelerar la máquina en escasas décimas de segundo, y el motor sea capaz de
revolucionarse a sus máximas vueltas sin demora, es decir que tenga un buen reprise.
2.6.- Organo de corte.
Está compuesto por:
Espada
Cadena
Mecanismo de tensión de la cadena
1.- Tornillo de altas (H)
2.- Tornillo de bajas (L)
3.- Tornillo de la mariposa
(T) ó (LA)
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Sistema de engrase de la cadena
ESPADA. También denominada guía. Es una pieza formada por dos planchas de
acero unidas de tal forma que en el borde queda una canal por donde circulará la
cadena. Su misión es pues obligar a la cadena a que gire en torno a ella describiendo un
plano que será el plano de corte.
Obsevamos varios orificios que sirven para la sujeción a la máquina a través de
los espárragos, otro para la salida del aceite hacia la cadena y otro para la inserción del
pivote de tensión, vemos que son simétricos porque las espadas son simétricas y por
tanto reversibles, debemos de darles la vuelta periódicamente para que sufran un
desgaste homogéneo por ambas partes.
En algunos modelos en el extremo lleva una rueda dentada denominada piñón
de reenvío, que facilita el giro de la cadena. Este piñón puede engrasarse con el aceite
de la cadena, o manualmente por un orificio que lleva junto a su eje de giro.
El acero de la espada es de una dureza muy alta, aunque debido a un
sobrecalentamiento, puede sufrir desgastes y deformaciones al destemplarse. Esto
ocurre si cortamos sin aceite de engrase o ejercemos excesiva presión en el corte,
aumentando en demasía la fuerza de rozamiento entre espada y cadena. En estos casos,
el desgaste de los bordes será muy rápido e incluso puede abrirse el canal por donde
circula la cadena, adoptando una forma como de "V" si la observamos en un corte
transversal.
Este defecto provoca que la espada no penetre bien en los cortes. Se puede
corregir limando los bordes con una lima plana, recuperando su forma inicial, a esta
operación se le denomina desbarbado. Aunque si la abertura de la canal es demasiado
pronunciada deberemos cambiarla.
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El tamaño de la espada está en relación a la potencia de la máquina. Así pues no
debemos de poner espadas excesivamente largas en máquinas de poca potencia, ya que
su esfuerzo se invertirá en vencer el rozamiendo debido al giro y no en los cortes.
Si que podemos poner espadas cortas en máquinas potentes. Esto hará que la
máquina vaya sobrada de potencia y cortará mucho mejor siempre que los diámetros a
cortar lo permitan.
Existen dos medidas de la espada, la longitud total y la longitud de corte como se
observa en la figura:
La profundidad de la canal de la espada puede ir disminuyendo debido al
desgaste, esto es un parámetro que hay que vigilar periódicamente y cuando veamos que
los eslabones guía sobresalen de la escotadura, significa que toca en el fondo de la
ranura, y habrá que cambiar la espada.
CADENA. La cadena está compuesta por tres tipos de eslabones:
Eslabón de corte, de tipo gubia con talón, las gubias se clavan en la madera
limitadas por la altura del talón, extrayendo así las virutas.
Eslabón de unión, como su nombre indica se encarga de unir los eslabones gubia
con los guía.
Eslabón guía, su función consiste en guiar a la cadena a lo largo de la espada, y
ademas ir distribuyendo el aceite de engrase por toda ella.
Eslabón gubia
talón
Eslabón gubia
Eslabón guía
Eslabón de unión
gubia
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El tamaño y los eslabones de la cadena están en relación al tamaño de la
máquina. Existen diversos tipos de cadenas, se caracterizan por su paso, que es la
distancia entre el punto a y b dividido por 2:
Los pasos más usuales son, 3/8 ", 0,325" y el más pequeño 1/4". También se
caracterizan por el número de eslabones y por el tipo y tamaño de las gubias:
Existen algunas cadenas con eslabones antirrebote:
Y con gubias de acero reforzado.
La posición de la cadena sobre la espada es única, por lo cual hay que observar
en el montaje que no se realice al revés.
D
Paso = D/ 2 b
a
Gubia normal Gubia de acero
reforzado
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Otro aspecto muy importante de las cadenas es el afilado correcto. En el
proceso de afilado manual se utiliza una lima redonda con el diámetro apropiado para
cada tamaño de eslabón. Debemos mantener la lima horizontal con un ángulo de 30-35 º
con respecto del plano de la espada, intentando limar únicamente los bordes superior y
vertical de las gubias, evitando el desgaste de los eslabones de unión.
Se deben limar todos los eslabones por igual para que la cadena quede
compensada. Hay eslabones de corte colocados en dos posiciones, si afilamos más los
de una parte que la otra la motosierra cortará de lado.
La lima trabaja siempre en la dirección y sentido del dibujo, presionando al
avanzar y deslizando al retroceder. Siempre ejercer la presión desde la cara interior del
eslabón gubia (inside) hacia la cara exterior (outside).
La posición de la lima sobre la gubia es la de la figura:
Ejerciendo la presión en la dirección y sentido de las flechas.
Podemos hablar de dos intensidades de afilado, un afilado rápido que se puede
dar antes de iniciar los trabajos y después de cada carga de gasolina, donde se darán
pasadas ligeras y de poca incidencia sobre las gubias. Y un afilado en profundidad, en el
taller o lugar de mantenimiento, donde vigilaremos el estado de las gubias, longitud,
Presionamos únicamente en este sentido
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altura de talón, etc; realizando detenidamente las tareas de afilado hasta dejar la cadena
afilada y bien compensada.
Todas las gubias deben tener igual longitud, tomando de referencia las mas
cortas y limando el resto hasta compensar todos los eslabones.
Cadena descompensada, eslabones de diferente longitud
Las limas tienen una vida limitada y debemos procurar por ello desgastarlas por
toda su superficie, cambiando a menudo la zona de apoyo. Existen guías en el mercado
para limar de forma correcta, respetando ángulos y zonas de presión:
Debido al afilado, y por la forma en disminución que tienen las gubias, llegará
un momento en que el talón de profundidad igualará su altura con la de la gubia y la
máquina no cortará. Por ello deberemos limarlo también, con una lima plana, hasta
recuperar esa diferencia de altura entre ambos que es la que marca el tamaño y la
longitud de las virutas, y pro tanto el grado de corte. Al procedimiento de limar los
talones se le denomina "destalonado".
STIHL - Desgaste de eslabones.htm
MECANISMO DE TENSIÓN DE LA CADENA
Es importante el tensado de la cadena, éste no debe ser muy tenso, ya que
provocaría desgastes innecesarios y un descenso de la potencia de la máquina. Si por el
contrario la cadena se encuentra muy floja, podría salirse de la espada durante el giro.
Para saber si la cadena está correctamente tensada podemos estirar de ella a la
altura de la parte central de la espada, y observar si los eslabones guía se encuentran
justo en el límite del borde de la espada, si es así, se puede decir que está bien. Otra
forma de verlo es simplemente observar que la cadena no cuelga.
Ayudan a mantener los ángulos y a no desgastar los eslabones de
unión
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Para tensarla suele llevar un tornillo tensador, colocado de forma perpendicular
a la espada al lado de los espárragos de sujeción de ésta, o bien cerca de la garra de
forma paralela a la espada. En algunos modelos nuevos también encontramos espadas
capaces de alargarse o contraerse gracias a un tornillo que llevan incorporado en la
propia espada, consiguiendo así el tensado correcto.
Para tensar la cadena no hay que olvidar que hay que aflojar las tuercas que
sujetan la espada, para que ésta pueda desplazarse.
Existen también tensadores rápidos, sistemas que prescinden de las tuercas de
sujeción de la espada y el tornillo tensador, sustituyéndolos por un sistema como el de
la figura.
Sujeción de la
espada y
tensador
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STIHL - Tensado de cadena.htm
SISTEMA DE ENGRASE
Debido al rozamiento existente entre espada, cadena y piñón de arrastre, es
necesario interponer entre estos elementos un fluido lubricante para evitar desgastes y
posibles calentamientos innecesarios. Para ello todas las motosierras disponen de un
sistema de engrase de la cadena compuesta por:
Depósito del aceite de engrase
Bomba de engrase
Orificio de salida
El depósito del aceite se encuentra situado en la parte más próxima a la espada
normalmente, suele ser algo más pequeño que el de combustible, su tamaño está en
relación con el consumo de aceite y gasolina, de tal forma que ambos depósitos se
consuman al mismo tiempo.
El aceite que se utiliza es de origen vegetal, preferiblemente no contaminante, y
con una densidad alta, para que se mantenga adherido a las piezas a lubricar, y no se
pierda pronto por efecto del giro de la cadena. Los aceites motor no son adecuados para
este uso ya que su viscosidad es más baja y se pierden con facilidad. Para detectar un
buen aceite podemos ver que al estirarlo entre los dedos forma hilos largos.
El conducto de aspiración que se encuentra en el depósito suele tener un filtro
para evitar que se introduzcan partículas hacia la bomba.
La bomba de engrase se encuentra situada debajo del embrague ya que obtiene
su movimiento de la campana, o tambor-piñón, a través de un tornillo sinfín que lo
conecta con un piñón que lleva el eje de la bomba, transmisión del tipo sinfín-corona.
En modelos antiguos de motosierra el sinfín estaba accionado directamente por el
cigüeñal pero tenía la desventaja de que salía siempre aceite aunque la máquina
estuviese al ralentí con la cadena parada. Al accionar la campana, únicamente sale
aceite cuando la cadena está en movimiento.
La bomba básicamente está compuesta por un eje que en uno de sus extremos
tiene una escotadura o bisel que actúa como una cuchara, recogiendo el aceite del
orificio que comunica con el depósito y llevándolo hasta el conducto que comunica con
el orificio de salida hacia la cadena.
26
El eje saca su movimiento a través de un piñón conectado al sinfín, que a su vez
es movido por la campana.
La posición del eje se puede variar a través del tornillo de regulación, como está
terminado en punta cuando lo apretamos desplaza el eje hacia delante y si lo aflojamos
se desplaza hacia atrás gracias al efecto de un muelle. De esta forma obtenemos un
mayor o menor caudal de aceite. Si apretamos el tornillo obtenemos más caudal.
Este tornillo viene regulado de fábrica y normalmente no habrá que tocarlo a no
ser que tengamos que cortar maderas muy duras y por tanto haya que aumentar el
caudal de aceite.
El orificio de salida del aceite se encuentra situado junto a la parte trasera de la
espada, y conecta con ésta a través del orificio de engrase de la espada. Ambos deben
mantenerse limpios para obtener un buen engrase de la cadena, una vez el aceite entra
en el canal de la espada, los eslabones guía se encargan de repartirlo por todo su
recorrido.
En cuanto al mantenimiento del sistema de engrase empezando desde el
depósito, habría que limpiarlo al menos una vez al mes, así como el filtro sobre todo si
nos caen partículas del exterior cuando abrimos el tapón. Para evitar esto limpiar los
alrededores del tapón antes de destaparlo.
En cuanto al orificio de salida hay que mantenerlo siempre limpio, revisándolo
todos los días.
La forma de media luna del
extremo del eslabón guía
facilita el arrastre del aceite
por el canal, y la limpieza del
mismo.
Las acanaladuras de los
eslabones guía permiten el
acceso del aceite hasta los
remaches de los eslabones
de unión, que también
necesitan lubricación por
ser articulados.
27
En cuanto a averías más frecuentes, puede ocurrir que se desgaste el sinfín de la
bomba, ya que suele ser de plástico y se deteriora con el uso. Una posición incorrecta de
la campana o del embrague podrían producir también rozaduras contra la carcasa de la
bomba, llegando a romperla por alguno de sus puntos, y por tanto el aceite podría
perderse por ese agujero en vez de salir por el orificio de salida.
Siempre que empecemos a trabajar se deber realizar una pequeña comprobación
del engrase, acelerando la motosierra y acercando la punta de la espada a una superficie
lisa donde podamos ver si queda marcada por una huella de aceite.
Los aceites mas viscosos, se pierden menos, por lo que da la sensación de que no
engrasa bien, es por ello que debemos también observar los eslabones guía y la
acanaladura de la espada si se encuentran bien engrasadas.
2.7.- Dispositivos de seguridad
2.7.1.- Freno de cadena.
Existe un elemento de seguridad que es el freno de cadena, que consigue frenar
el movimiento de la cadena en seco cuando es accionado. Está compuesto por un aro de
acero que abraza al tambor, impidiendo su giro. Este se comprime accionando una
palanca y debido a la presión y rozamiento que ejerce, el tambor se detiene, frenando
también por tanto la cadena.
Si accionamos la palanca en dirección a la espada el freno estará accionado, y si
por el contrario lo accionamos en dirección hacia la empuñadura, el freno quedará libre.
La zona de la palanca de freno que tiene forma ensanchada, actúa
Freno accionado
Palanca
que
acciona
el freno
de
cadena
Freno libre
Aro de frenado
28
también de protector de la mano que se encuentra en el asa, normalmente la izquierda.
El freno de cadena es un elemento que se debe accionar en caso de que la
motosierra, por efecto de un rebote, se nos venga encima, es especialmente peligroso
este efecto cuando estamos dando cortes altos, con la máquina situada por encima de la
cintura. Como medida de precaución además del freno, debemos de llevar una chaqueta
anticorte en estos casos.
En algunos modelos de motosierra, el freno salta automáticamente si hay un
rebote fuerte o bien también encontramos modelos que el freno se acciona cuando
dejamos de pulsar el gatillo superior de la empuñadura (motosierras eléctricas, sistema
quickstop).
El efecto de rebote de la espada, ocurre cuando se dan cortes con el cuarto
superior del extremo de la espada, y es más acusado cuanto más cilindrada tenga la
máquina.
Zona de corte
con peligro de
rebote
Protector de
mano
29
Actualmente en la legislación española, el freno de cadena es obligatorio y
deben llevarlo todas aquellas máquinas que estén homologadas por el Ministerio de
Trabajo.
2.7.2.- Elementos de Seguridad frente a rotura de cadenas.
Si se diera la circunstancia de que se rompa la cadena, por efecto del giro tiene
tendencia a describir un arco hacia abajo, y golpear contra la zona de la empuñadura
trasera. Para proteger la mano, las motosierras disponen de un cubre-manos; consistente
en un ensanchamiento del carenado por la parte inferior de la empuñadura como vemos
en la fotografía, para evitar accidentes.
Además de este carenado, también disponemos de un pivote de aluminio situado
próximo al tambor piñón, donde se engancharía la cadena en caso de salirse o romperse.
A pesar de estos protectores, la rotura de la cadena es una situación imprevisible,
y la dirección puede ser muy distinta, llegando incluso a golpear en zonas de la cabeza o
las manos, por lo que no debemos de olvidar nunca ponernos los guantes y el casco con
la pantalla de protección en todas las ocasiones.
2.8.- Dispositivos ergonómicos.
Debido a las especiales condiciones de trabajo en las cuales nos encontramos
trabajando en terrenos accidentados, al aire libre y con condiciones climáticas a menudo
adversas, se hace imprescindible adaptar al máximo el diseño de las máquinas para la
seguridad y comodidad de los operarios motoserristas.
Protector por
rotura o salida de
la cadena
cubremanos
30
A lo largo de estos últimos años, la evolución técnica más importante ha sido en
este campo, desarrollándose numerosos dispositivos que mejoran enormemente la
calidad de vida de los trabajadores.
Así pues destacamos los siguientes puntos de investigación y desarrollo:
Amortiguadores (silentblocks)
Disminución del peso
Descompresor de la cámara de combustión
Morfología global
Calefacción en empuñaduras
Mandos unificados
Facilidad de desmontaje de elementos clave
Amortiguadores (silentblocks). La motosierra produce vibraciones debidas a
las propias explosiones del motor, es por ello que se han incorporado unos
amortiguadores o silentblock que aíslan las empuñaduras del resto de la máquina para
evitar que dichas vibraciones lleguen a las manos del operario. En las máquinas
antiguas, estas protecciones no existían y es por ello que debido al uso prolongado, los
motoserristas presentaban una enfermedad denominada "dedo blanco", por la cual
presentaban deficiencias frecuentes de la circulación sanguínea en las manos.
Como se observa en el dibujo, están aisladas las empuñaduras completamente
del motor.
Estos amortiguadores se desgastan por el uso normal, perdiendo pues su
efectividad y por tanto si llegamos a ese punto, las vibraciones pasarían totalmente a las
manos. Es por ello que se deben revisar periódicamente ya que se desgastan y también
pueden romperse, normalmente por un uso indebido, que puede ser el estirar de la
máquina cuando se queda aprisionada en algún corte.
Amortiguadores
Si la máquina queda aprisionada,
liberarla con otra máquina o
eliminar las tensiones producidas
por el tronco con palancas u otros
métodos. Nunca estirar fuertemente
de ella.
31
Disminución del peso. Gracias a la sucesiva incorporación de materiales
plásticos y aleaciones ligeras , se ha conseguido disminuir el peso enormemente, aunque
se puede también pensar que gracias a ello hemos hecho las máquinas más frágiles. Esto
no es del todo cierto ya que las partes plásticas suelen ser aquellas que no están
sometidas a esfuerzos o golpes, y por ello no se suelen dar roturas numerosas en las
motosierras profesionales. Además los plásticos utilizados son bastantes resistentes ya
que son del tipo PVC y poliestireno.
Gracias también a los plásticos, los depósitos de combustible no son opacos y
podemos observar el nivel de gasolina en todo momento.
La motosierras muy pesadas producen enormes fatigas a los motoserristas,
disminuyendo su rendimiento laboral, y poniendo en peligro su integridad física, ya que
los accidentes son más numerosos al final de la jornada laboral, cuando los trabajadores
están más agotados y los descuidos son más frecuentes.
Además los rebotes producidos en máquinas ligeras, son más fáciles de dominar,
por ello no se deben utilizar motosierras pesadas para dar cortes por encima de la
cintura, ya que el rebote es muy fuerte y no lo podremos dominar fácilmente, pudiendo
pues caer la motosierra sobre nosotros (zona de brazos, hombros y cabeza).
Descompresor de la cámara de combustión. Para disminuir la fuerza de
compresión que ejerce el motor cuando intentamos arrancarlo, se han incorporado sobre
todo en los modelos más potentes, una válvula de descompresión, que permite la salida
parcial de los gases comprimidos en la cámara de combustión mientras la máquina no
arranca. En el momento en que se produce la primera explosión, la válvula se cierra
automáticamente y el motor funciona con normalidad. De esta forma la fuerza que
necesitamos para arrancar las máquinas se ve bastante reducida.
32
Morfología global. Se han mejorado también las formas de las motosierras,
siendo aconsejable siempre modelos con pocas aristas, muy compactas y con pocos
resaltes, que pueden producir enganches en el desarrollo del trabajo.
Calefacción en empuñaduras. En algunos modelos se ha incorporado
empuñaduras calientes. Esto se consigue conduciendo el aire caliente producido por el
motor hacia las empuñaduras. Este sistema no tiene mucho sentido en climas
mediterráneos, pero si está indicado para los trabajos que se desarrollan en países muy
fríos como los países nórdicos y Rusia.
Descompresor
Abierto hasta que la
primera explosión lo
empuja y lo cierra
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Tabla de mantenimiento de motosierras (En condiciones de trabajo normales)
An
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Máquina completa control visual (estado, hermeticidad) x x
limpiar x
Acelerador, bloqueo, interruptores de mando prueba de funcionamiento x x
Freno de cadena prueba de funcionamiento x x
controlar por taller de servicio x
Filtro en el depósito de combustible controlar x
limpiar, cambiar el elemento de filtro
cambiar el cabezal de aspiración x x
Depósito de combustible limpiar x
Depósito de aceite lubricante limpiar x
Lubricación de la cadena comprobar x
Cadena de aserrado controlar, también los filos x x
controlar el tensado de la cadena x x
afilar x
Espada controlar desgaste, daños x
limpiar y dar la vuelta x x
desbarbar x
cambiar por otra nueva x x
Piñón de cadena x
Filtro de aire limpiar x x
sustituir x
Lumbreras de aspiración para el aire de refrigeración limpiar x
Nervios del cilindro limpiar x
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Carburador controlar el ralentí-la cadena no debe moverse x x
reajustar el ralentí x
Bujía reajustar la distancia entre electrodos x
limpiar x
Tornillos y tuercas accesibles (excepto tornillos reguladores) volver a apretar x
Silentblocks revisar x
Rejilla parachispas del silenciador controlar x
limpiar o bien sustituir x x
Perno guardacadena controlar
cambiar x
(datos obtenidos en su mayoría de los manuales Stihl)
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Webs relacionadas:
Motosierra:
http://www.stihl-es.com/ (español)
http://www.stihlusa.com (inglés y descargas en español)
http://www.es.husqvarna.com/index.asp (español)
http://www.oregonchain.com (inglés)
http://www.howstuffworks.com/chainsaw.htm (inglés)
http://www.es.jonsered.com (español)
Mantenimiento de motosierra:
http://members.ozemail.com.au/~heysf/page4.htm (inglés)
Motosierras históricas
http://www.acresinternet.com/cscc.nsf/GasbyManufacturer?OpenView
Requena a 30 de Septiembre de 2003
Fdo.: Manuel Gutiérrez Gosálvez
Ingeniero Técnico Forestal