La rueda de acero de una locomotora de vapor y otros tipos más antiguos de material rodante generalmente estaban equipadas con un neumático de acero ( en inglés americano ) o neumático (en inglés británico , inglés australiano y otros) para proporcionar un elemento de desgaste reemplazable en una rueda costosa .
Reemplazar una rueda entera debido a una superficie de contacto desgastada era costoso, por lo que los tipos más antiguos de ruedas de ferrocarril se equipaban con un neumático de acero reemplazable . El neumático es un aro de acero que se coloca alrededor del centro de acero de la rueda. El neumático está mecanizado con un hombro en su cara exterior para ubicarlo en el centro de la rueda y una ranura en el diámetro interior de la cara de la pestaña. El diámetro interior del neumático está mecanizado para que sea ligeramente menor que el diámetro del centro de la rueda en el que está montado, para dar un ajuste de interferencia.
El neumático se coloca calentándolo a una temperatura controlada, evitando el sobrecalentamiento. Esto hace que el neumático se expanda. El centro de la rueda, normalmente ya montado en el eje, se baja dentro del neumático, que está con el lado de la pestaña hacia arriba. El neumático se enfría y el anillo de retención (una barra de acero con forma enrollada en un aro, conocida como anillo Gibson , en honor a su inventor J. Gibson de la British Great Western Railway [1] [2] ) se coloca en la ranura. Los rodillos operados hidráulicamente prensan la ranura hacia abajo sobre el anillo de retención.
El neumático se mantiene en su lugar principalmente por su ajuste por interferencia . El hombro en el exterior y el anillo de retención también mantienen el neumático en su lugar si se pierde el ajuste por interferencia. Esto se debe con mayor frecuencia a un frenado brusco por arrastre en una pendiente o a un error en el mecanizado.
La extracción de un neumático desgastado se realiza mecanizando el anillo de retención y calentando el neumático para relajar el ajuste de interferencia.
Algunas ruedas de locomotoras de vapor tenían neumáticos atornillados a través de la llanta o con un segundo hombro más pequeño mecanizado en la cara interna del neumático. Este hombro tenía un tamaño muy limitado, ya que tenía que pasar por encima del centro de la rueda para el ensamblaje.
Se instalaron neumáticos de diferentes diseños en ruedas con centros de madera ( ruedas Mansell en el Reino Unido) y en varios otros tipos.
El uso de neumáticos está quedando obsoleto. La utilización de los vagones de mercancías tradicionales era a menudo tan baja que nunca era necesario renovar los neumáticos, por lo que era más barato montar una rueda de una sola pieza ("monobloque"). Las ruedas monobloque son más ligeras y ofrecen una mejor integridad, ya que no hay ningún neumático que se pueda soltar. Las líneas de reparación modernas de flujo continuo se ven interrumpidas por la inspección del centro de la rueda una vez que se retira el neumático, lo que posiblemente genere un trabajo de rectificación adicional y la necesidad de hacer que cada neumático se ajuste al centro de la rueda asignado. Las ruedas monobloque son ahora más económicas.
La causa más habitual de daño es el frenado por arrastre en pendientes pronunciadas . Debido a que las zapatas de freno se aplican directamente sobre el neumático, este se calienta, lo que relaja el ajuste de interferencia. No es posible ajustar el neumático con una interferencia tan fuerte como para eliminar este riesgo por completo, y el anillo de retención garantizará que el neumático solo pueda girar sobre el centro de la rueda, manteniendo su alineación. En casos excepcionales, la rotación podría ser tan severa que desgastaría el anillo de retención hasta romperlo, lo que podría provocar un descarrilamiento.
Un frenado brusco o una baja adherencia pueden detener la rotación de las ruedas mientras el vehículo aún está en movimiento y pueden provocar un punto plano en el neumático y daños localizados por calor en el material del neumático.
Los neumáticos tienen un grosor razonable, de aproximadamente 3 pulgadas (76 mm), lo que deja mucho espacio para el desgaste. Los neumáticos desgastados o pinchados se vuelven a perfilar en un torno para ruedas si queda suficiente espesor de material.
Un neumático de ferrocarril dañado fue la causa del desastre del tren de Eschede , cuando un neumático falló en un tren ICE de alta velocidad , provocando que descarrilara y matando a 101 personas.
Algunos trenes, en su mayoría metros y transportes de personas , tienen neumáticos de caucho , incluidas algunas líneas del Metro de París , el Metro de Ciudad de México , el Metro de Caracas , el Metro de Montreal , el Metro de Sapporo , el Monorraíl del Centro de Seattle , el Sistema de Tránsito Rápido de Taipei , el Metro de Santiago y el LRT de Uijeongbu.