Después de que un tren de engranajes abandona el banco de inspección y se monta en una caja, el juego rara vez coincide con lo predicho por el dibujo. Las acumulaciones de mecanizado, el juego de rodamientos, las tolerancias del diámetro interior de la carcasa y los gradientes térmicos desplazan el juego real de los flancos respecto al objetivo de diseño. Ese ajuste final del juego en el suelo de montaje es lo que convierte un conjunto de piezas dimensionalmente correctas en un engranaje silencioso y duradero. Si se hace mal, la pareja se agarrota al calentarse, golpea durante la inversión, o funciona con una película de aceite que un engranaje demasiado holgado ya no puede mantener. El juego sobre el papel es un rango, no un número; el montaje es donde la pareja cae dentro de ese rango, y el instalador es la última persona que puede afinarlo sin volver a desmontar la caja.
El método más habitual en campo es la pila de calzas entre el aro exterior del rodamiento y el hombro de la carcasa, o entre la brida del motor y el adaptador de la reductora. Añadir calzas empuja el piñón más adentro de la rueda y reduce el juego; quitarlas abre el engranaje. Las calzas funcionan mejor en trenes de dientes rectos y helicoidales de ejes paralelos, donde un eje está fijo y el otro puede desplazarse respecto a sus rodamientos, y en tornillos sinfín cuya posición axial se ajusta. Empiece con la pila base del fabricante, monte en seco, mida, y luego añada o retire capas de 0,05 o 0,10 milímetros una a una. Apriete de nuevo los tornillos de la carcasa antes de volver a medir, porque el propio aprieto cambia ligeramente la distancia entre ejes. Las calzas son baratas, repetibles y no dejan superficies de desgaste en movimiento, por lo que siguen siendo el método por defecto en reductores, accionamientos de cintas transportadoras y cajas de ascensor.
Donde las calzas no resultan prácticas porque la carcasa es una fundición rígida sin flotación axial, los diseñadores recurren a un casquillo excéntrico o a un cartucho de rodamiento ajustable. La manga excéntrica se sitúa entre el aro exterior del rodamiento y el diámetro interior; girarla unos grados desplaza el centro del eje a lo largo de un pequeño arco, abriendo o cerrando el engranaje en décimas de milímetro. Tuercas de seguridad o tornillos prisioneros mantienen la manga en el ángulo elegido. Este método es estándar en pequeños motorreductores, cabezales de máquina herramienta y algunos árboles intermedios de cajas de tractor. Ofrece un control más fino que las calzas en unidades compactas, pero es sensible a la instalación: la manga debe quedar completamente asentada y el bloqueo apretado en la dirección correcta, de lo contrario la vibración desplaza el ajuste durante las primeras horas de servicio. Un truco útil es trazar una raya entre la brida y la carcasa antes del ajuste, de modo que la posición de fábrica pueda restaurarse si la sintonía va por el camino equivocado.
Conviene recordar que mover la distancia entre ejes no cambia solamente el juego. Si se reduce, los dientes trabajan en la parte interior del perfil, el encaje del pie soporta más contacto y el espacio libre de cabeza se encoge; si se abre, la mancha de contacto se desplaza hacia fuera, los dientes trabajan más delgados, y el juego crece más rápido de lo que la mayoría de los ingenieros esperan. En engranajes de dientes rectos, un cambio de 0,01 milímetros en la distancia entre ejes suele modificar el juego unos 0,02 a 0,03 milímetros, porque el juego escala con el ángulo de presión en ambos flancos. El juego de cabeza es el otro límite: una vez por debajo de aproximadamente 0,25 módulo, se arriesga la interferencia entre la cabeza de un diente y el filete base de su pareja bajo carga. Por eso el ciclo de ajuste no es reducir el juego hasta que desaparezca, sino acercar el engranaje hacia adentro hasta que el juego esté en el límite inferior de especificación, y luego verificar la mancha de contacto con pintura de trazado.
Medir el juego en banco se hace de tres formas, según el acceso. Un reloj comparador sobre el círculo primitivo del engranaje fijo, con el compañero sujetado, da la lectura tangencial más limpia de holgura. Una galga de espesores deslizada entre los flancos funciona por una tapa de registro cuando la pareja ya está atornillada. El método del hilo de plomo sigue siendo el más rápido para engranajes grandes y lentos: un alambre blando se prensará entre los dientes engranados, y el grosor aplanado en el lado sin contacto es el juego. Tome al menos cuatro lecturas alrededor de la circunferencia, porque una sola lectura oculta el batimiento. Anote la media y la dispersión; si la dispersión supera el treinta por ciento de la media, sospeche de excentricidad o de un eje doblado antes de tocar las calzas. Los relojes digitales con función de retención de pico aceleran la medición, porque el instalador no tiene que mirar la aguja mientras mueve el engranaje a mano.
Una vez que el juego está en especificación, no entregue la caja directamente a producción. Hágala funcionar en vacío durante una hora, luego a un cuarto de carga durante otra hora, escuchando rugosidades y vigilando la temperatura del cárter. Toque la carcasa con la mano; debe calentarse gradualmente, pero nunca demasiado como para no poder sostenerla. Revise de nuevo el juego después de este rodaje, porque el asiento de los rodamientos, el asentamiento de las superficies de los dientes y una ligera contracción térmica pueden mover el valor unas centésimas de milímetro. La aceptación debe basarse en tres cosas a la vez: el juego dentro de la banda acordada, la mancha de contacto cubriendo al menos el sesenta por ciento de la altura del diente y el sesenta por ciento del ancho de cara en el flanco de trabajo, y la temperatura del aceite estabilizándose dentro del límite del fabricante bajo carga nominal. Una caja que pasa el juego pero aúlla a velocidad no está terminada.
El ajuste tiene un límite. Si incluso la pila de calzas más gruesa o la manga excéntrica a tope de carrera dejan el juego por encima de la especificación superior, el problema ya no está en el suelo de montaje. Apunta a un espesor de diente insuficiente en algún miembro, a un diámetro interior de carcasa excesivo, a una fundición alabeada, o a una distancia entre ejes mecanizada más allá de la tolerancia del dibujo. Forzar el cierre del engranaje en esa etapa apretando de más los rodamientos o poniendo calzas en la brida equivocada solo soldará la pareja en el primer arranque. En ese momento, la decisión correcta es parar, fotografiar la mancha de contacto y los valores medidos, y enviarlos de vuelta al fabricante con los dibujos originales. Un piñón de recambio con el espesor correcto, o un casquillo mecanizado con el desplazamiento que la caja realmente necesita, es más barato que una reductora que regresa en el camión de la garantía.