Uma escavadeira parece se mover com força própria, mas quase nada desse movimento é direto. O motor a diesel aciona uma bomba hidráulica, a bomba envia óleo sob pressão a dois motores de deslocamento montados sobre as esteiras, e dentro de cada motor um eixo pequeno e rápido precisa ser freado e multiplicado até entregar o torque enorme que gira a roda motriz sob uma máquina de quarenta toneladas. As engrenagens dentro desse motor de deslocamento, muitas vezes chamado de transmissão final ou redutor de locomoção, fazem exatamente esse trabalho. Elas giram dentro de uma carcaça selada e cheia de óleo, trabalham na lama, na poeira de rocha e em inversões repetidas de sentido, e se espera que vivam anos sem atenção. Quando uma dessas engrenagens falha, a máquina para, e o custo da parada rapidamente supera o preço da própria engrenagem. Este guia percorre o que existe realmente dentro de um motor de deslocamento de escavadeira, como as engrenagens são dispostas, de que material são feitas, como costumam falhar e o que um comprador deve colocar na mesa ao adquiri-las como peças de reposição OEM.
A cadeia cinemática dentro de um lado da esteira é curta no papel, mas brutal em serviço. Um motor de pistões de placa inclinada gira a talvez duas a quatro mil rotações por minuto sob uma pressão de trabalho que chega a trinta ou quarenta megapascals, e essa rotação rápida e de baixo torque precisa ser convertida em uma volta lenta e de alto torque na roda motriz, tipicamente entre dez e trinta rotações por minuto. Um único par de engrenagens não consegue cobrir essa relação, por isso o motor de deslocamento empilha dois ou três estágios planetários em série sobre o mesmo eixo. O eixo do motor hidráulico carrega o pinhão solar do primeiro estágio, vários satélites giram em volta de uma coroa interna fixa, e o porta-satélites arrasta o pinhão solar do estágio seguinte. No terceiro estágio, o torque já foi multiplicado por cem vezes ou mais, e o porta-satélites do último estágio é parafusado diretamente na roda motriz que engrena nos elos da esteira. Todo o conjunto é coaxial, selado e parafusado no chassi da esteira, o que explica por que um dente quebrado em qualquer ponto interno é tão caro de alcançar e de consertar.
A geometria dentro desses estágios redutores segue um padrão bem conhecido. O pinhão solar é um pinhão pequeno acionado diretamente pelo eixo do motor, um conjunto de satélites engrena com ele por fora, e uma coroa interna, com dentes voltados para dentro, trava o estágio contra a carcaça fixa. O dentado helicoidal é comum nos tamanhos médios e pequenos porque engrena de forma gradual, reparte a carga por mais de um dente e roda mais silencioso sob a inversão repetida de sentido; o dentado reto aparece nos últimos estágios, os maiores e de serviço mais pesado, onde a simplicidade e o acionamento direto pesam mais que o ruído. Um percurso representativo por um conjunto redutor comum de escavadeira é o seguinte. O pinhão de acionamento tem catorze dentes, a coroa interna que engrena com ele tem trinta e cinco dentes, o módulo é vinte e quatro, o pinhão trabalha com um furo cônico que se aperta no eixo do motor ou do porta-satélites por ajuste cônico ou por contração, em vez de uma simples chaveta, e os dentes são cortados com um ângulo de hélice de vinte e dois graus para um engrenamento mais suave. Esses números valem a pena ser lembrados, porque são exatamente os que uma oficina ou a frota lê da peça quebrada quando vai comprar a substituição, e qualquer cotação que não consiga casar o número de dentes, o módulo, a forma do furo e o ângulo de hélice do desenho simplesmente não vai girar na carcaça original.
A escolha do material nessas engrenagens é guiada por dois fatos. Os dentes veem forte tensão de contato combinada com carga de impacto quando a esteira atinge um obstáculo, e a coroa é uma peça grande e pesada, forjada ou fundida, que não pode se distorcer sob o tratamento térmico. O pinhão e os satélites quase sempre partem de um aço cromo-molibdênio como o 42CrMo4, equivalente ao AISI 4140, que é temperado e revenido até uma resistência à tração em torno de mil newtons por milímetro quadrado antes do corte dos dentes, e depois endurecido por indução ou por cementação para que o flanco chegue a cinquenta a sessenta HRC, enquanto o miolo permanece tenaz o bastante para absorver o impacto. A combinação de uma superfície dura e resistente ao desgaste com um miolo dúctil e tolerante ao choque é o que deixa um pinhão pequeno sobreviver a anos de torque de pico invertido sem se romper. A coroa interna é outro animal. Ela é grande, é cortada internamente, e se deformaria gravemente se fosse endurecida até a dureza do pinhão, por isso é quase sempre usinada a partir de um tarugo de aço fundido ou fundido-forjado na faixa de médio carbono, normalizado e aliviado de tensões, com a superfície do dente endurecida por indução localmente apenas onde a carga de contato exige.
As engrenagens do motor de deslocamento raramente são compradas como componentes novos para montagem original. Quase toda a demanda real é demanda de peças de reposição, porque uma frota de escavadeiras trabalhando em pedreiras, minas ou obras de infraestrutura envelhece, e as engrenagens redutoras individuais falham muito antes de a máquina toda ser aposentada. Três modos de falha dominam. Quebra de dente, que costuma começar no filete do pé do pinhão ou do satélite, acontece quando a esteira bate numa pedra ou a caçamba esbarra num obstáculo e o pico de torque ultrapassa o limite de fadiga por flexão; é súbita, barulhenta, e costuma levar junto o parceiro de engrenamento. Pitting, fadiga superficial na região do pé do flanco, começa como pequenas crateras marrons e cresce à medida que a tensão de contato repetida sobrecarrega uma superfície levemente mole ou levemente mal carregada; é a morte lenta e previsível de uma máquina bem cuidada que simplesmente cumpriu suas horas de projeto. Desgaste abrasivo vem de óleo sujo, porque um respiro do redutor que deixa entrar finíssima poeira de sílica vai polindo os flancos, ano após ano, até o perfil do dente desaparecer. Intercambiabilidade é o requisito mais difícil para o comprador. Uma engrenagem de reposição deve engrenar com a coroa original, assentar no porta-satélites original, aceitar os rolamentos e retentores originais e rodar com a folga original, porque ninguém numa obra tem tempo de calçar um jogo novo numa carcaça velha por tentativa e erro.
Abastecer um jogo de reposição do motor de deslocamento com um fornecedor equivalente ao OEM se reduz a uma curta lista de coisas que precisam estar na consulta, e não como extras opcionais. Primeiro, fornecer o desenho original ou uma amostra física, porque uma fotografia e uma contagem de dentes não bastam para reproduzir corretamente um furo cônico, um ângulo de hélice ou uma chaveta interna. Segundo, pedir o certificado de material e o laudo de fornalha onde constem a carga do 42CrMo4 ou o grau do aço fundido, a composição química e as propriedades mecânicas, para que a metalurgia coincida com a da fábrica. Terceiro, declarar explicitamente o tratamento térmico: temperado e revenido antes do corte, endurecido por indução ou cementado após o corte, dureza alvo na superfície e no miolo, e a profundidade de têmpera admissível no flanco, porque um fornecedor que só promete dentes temperados sem números está chutando. Quarto, exigir ultrassom no tarugo e partícula magnética após a usinagem bruta, porque um defeito de forja escondido num pinhão de módulo vinte e quatro aflora como quebra de dente na obra seis meses depois. Quinto, pedir um relatório de inspeção dimensional cobrindo perfil do dente, linha do dente, passo, folga, diâmetro do furo e batimento, e compará-lo com as tolerâncias do desenho em vez de aceitar uma garantia assinada. Sexto, combinar lote, prazo de entrega e tarugos sobressalentes mantidos em estoque, porque essas engrenagens são pesadas, lentas de usinar e quase sempre eram para ontem quando a máquina está parada. Sétimo, e vale mais do que qualquer certificado, perguntar se um jogo-teste pode ser testado em bancada numa carcaça conhecida como boa, ou instalado como teste em uma máquina da frota, porque uma temporada de serviço em campo é a prova de que a engrenagem, e não apenas a papelada, está certa.
O jogo de engrenagens do motor de deslocamento é um dos componentes menos visíveis e mais carregados de uma escavadeira, e é comprado quase inteiramente sobre confiança, porque o comprador nunca chega a ver a engrenagem girar antes de a máquina voltar a se mover. Um desenho limpo, uma carga coincidente, um laudo de inspeção real e a disposição de testar um jogo numa máquina real comprimem essa confiança em poucos números verificáveis. Se o número de dentes e o módulo casarem, se o furo e a hélice casarem, se o material e a dureza casarem, a engrenagem de reposição vai se comportar como a original, em silêncio, pelas próximas dez mil horas.