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 ( 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 completa debido a una superficie de contacto desgastada era costoso, por lo que los tipos más antiguos de ruedas de ferrocarril estaban equipados con un neumático de acero reemplazable . El neumático es un aro de acero que se coloca alrededor del centro de la rueda de acero. El neumático está mecanizado con un resalte en su cara exterior para localizarlo en el centro de la rueda, y una ranura en el diámetro interior de la cara de la brida. El diámetro interior del neumático está mecanizado para que sea ligeramente menor que el diámetro del centro de la rueda en la que está montado, para lograr un ajuste de interferencia.
El neumático se monta calentando 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 introduce en el neumático con la brida hacia arriba. El neumático se enfría y el anillo de retención (una barra de acero con forma enrollada formando un aro, conocida como anillo Gibson , en honor a su inventor J. Gibson del British Great Western Railway [1] [2] ) se coloca en la ranura. Unos rodillos accionados hidráulicamente marcan la ranura sobre el anillo de retención.
El neumático se mantiene en su lugar principalmente mediante su ajuste de interferencia . El hombro en el exterior y el anillo de retención también mantienen el neumático en su lugar si se pierde el ajuste de interferencia. En la mayoría de los casos, esto se debe a un fuerte arrastre al frenar 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 interior del neumático. Este hombro tenía un tamaño muy limitado ya que tenía que pasar por encima del centro de la rueda para su montaje.
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 los neumáticos nunca necesitaban ser renovados, por lo que era más barato instalar una rueda de una sola pieza ("monobloque"). Las ruedas monobloque son más ligeras y ofrecen una mayor integridad ya que no hay neumáticos que se suelten. Las líneas modernas de reparación de líneas de flujo se ven interrumpidas por la inspección del centro de la rueda una vez que se retira el neumático, lo que posiblemente genera trabajo de rectificación adicional y la necesidad de hacer que cada neumático se ajuste al centro de la rueda asignado. Las ruedas monobloque ahora son más económicas.
La causa más habitual de daños es el frenado de arrastre en pendientes pronunciadas . Debido a que las pastillas de freno se aplican directamente sobre el neumático, este se calienta, relajando el ajuste de interferencia. No es factible colocar el neumático con una interferencia tan fuerte como para eliminar este riesgo por completo, y el anillo de retención garantizará que el neumático sólo pueda girar sobre el centro de la rueda, manteniendo su alineación. En raras ocasiones, la rotación podría ser tan severa como para desgastar el anillo de retención hasta romperlo, lo que podría provocar el descarrilamiento.
Un frenado brusco o una baja adherencia pueden detener la rotación de las ruedas mientras el vehículo aún está en movimiento, lo que puede causar un punto plano en el neumático y daños por calor localizados en el material del neumático.
Los neumáticos son razonablemente gruesos, alrededor de 3 pulgadas (76 mm), lo que da mucho espacio para el desgaste. Los neumáticos gastados o pinchados se vuelven a perfilar en un torno de ruedas si queda suficiente espesor de material.
Un neumático de ferrocarril dañado fue la causa del desastre del tren de Eschede , cuando falló un neumático en un tren ICE de alta velocidad , lo que provocó su descarrilamiento y la muerte de 101 personas.
Algunos trenes, en su mayoría metros y transportadores de personas , tienen neumáticos de goma , incluidas algunas líneas del Metro de París , el Metro de la 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 Uijeongbu LRT