Cálculos de carga do eixo. Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo

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1 Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Todos os tipos de trabalho de transporte feitos por caminhões exigem que seu chassi seja complementado com alguma forma de carroceria. Os cálculos de carga do eixo servem para otimizar o local do chassi e carroceria. É importante ser capaz de transportar o máximo de carga útil sem exceder o peso do bogie e eixo máximo permitido, levando em conta os requisitos legais e as limitações técnicas. Para otimizar a carga, são necessárias informações sobre pesos e medidas do chassi. A diferença entre as cargas das rodas do lado direito e das rodas do lado esquerdo de um eixo não deve ultrapassar 3% da carga total do eixo. Uma carga irregular vai fazer o veículo inclinar para um lado. Para garantir uma boa pilotagem, pelo menos 20% do peso do veículo deve ficar sobre os eixos direcionados. No entanto, as regulamentações locais podem especificar uma distribuição diferente. 04:20-01 Edição 1 pt-br 1 (19)

2 Exemplo Em alguns casos, quando um caminhão está parcialmente carregado ocorrem pesos do eixo mais altos do que quando está totalmente carregado. A figura mostra que o peso máximo do eixo dianteiro é atingido quando o caminhão está carregado cerca de 65%. Neste caso, o peso máximo do eixo dianteiro é mais alto que o permitido a 65% de carga, apesar de ser menos na carga total. Ao fazer cálculos para veículos de coleta de lixo, por exemplo, as condições são invertidas. Pelo motivo de serem carregados por trás, é possível que o peso do eixo traseiro seja mais alto para cargas inferiores à carga total. 1 F 6 R Carga no eixo dianteiro 2. Peso máximo do eixo dianteiro 3. Curva de carga para o eixo dianteiro 4. Curva de carga para o eixo traseiro 5. Carga mais alta no eixo dianteiro ao descarregar 6. Mostra como o veículo é descarregado por trás 7. Carga no eixo traseiro 8. O tamanho da carga como porcentagem da carga máxima % :20-01 Edição 1 pt-br 2 (19)

3 Os distribuidores e as concessionárias da Scania têm um programa de cálculo computadorizado para calcular a otimização da carga, o que ajuda nos cálculos de peso do eixo Exemplo de resultado de um cálculo de peso do eixo: Dianteira Traseira Total Peso do chassi Peso extra Peso da carroceria Peso Equipamento da carroceria Tara Carga Carga Peso da carga Peso vazio Peso da carga Peso bruto do veículo carregado Peso máximo Margem de peso Peso sobre eixos direcionados 66 % Sobre eixos dianteiros direcionados 43 % Limite de derrapagem, asfalto 31 % Limite de derrapagem, estrada de pedregulhos 18 % 04:20-01 Edição 1 pt-br 3 (19)

4 O princípio de alavancagem O princípio de alavancagem pode ser descrito com o seguinte exemplo (pressupondo-se que o carrinho no exemplo não tenha peso). Os dois apoios de chão do carrinho consistem de uma roda em um extremo do carrinho e uma pessoa levantando o outro extremo. Quando se coloca carga perto da pessoa, ela deve segurar uma grande parte da carga, enquanto que a roda apoia uma parte mais leve. 100 kg 70 kg Deslocando-se a carga mais perto da roda faz aumentar a carga nessa roda, deixando a pessoa segurar uma carga mais leve. 100 kg 20 kg Se o peso for colocado em frente do centro da roda, a pessoa deve prensar a manivela do carrinho para prevenir que o carrinho capote para frente. 100 kg 10 kg :20-01 Edição 1 pt-br 4 (19)

5 A carga para a pessoa varia em relação à posição da carga no carrinho. Quando o sistema não está em movimento, a soma de todas as forças e torques é igual a 0. Quando há um equilíbrio de torque em torno do centro da roda, é aplicável a seguinte equação. U U = A carga TR = A carga (a força de reação da carga na pessoa) C = A distância do centro da roda até o centro de gravidade da carga A = A distância entre os apoios de chão (centro da roda e a pessoa) C TR U C = TR A A A carga (frete) sua alavanca = a carga sua alavanca 04:20-01 Edição 1 pt-br 5 (19)

6 Conceito e cálculos AB BL/2 BL/2 Os cálculos do peso do eixo e da carroceria são baseados no equilíbrio estático, U A soma das forças para baixo é igual à soma das forças para cima. Isso significa que a soma do peso de todos os componentes do caminhão e a sua carga é equivalente aos pesos do eixo do caminhão. A soma dos torques exercidos pelas forças de gravidade ao redor de um ponto é igual à soma dos torques exercidos pelas forças de reação em torno do mesmo ponto. Isso está descrito no princípio de alavancagem na seção anterior. No exemplo anterior, as rodas podem ser substituídas pelas rodas dianteiras do caminhão e a pessoa, pelas rodas traseiras. Medidas Scania BEP Explicação A L011 Distância entre o primeiro eixo dianteiro e o primeiro eixo motriz TF C K TR AB L002 Distância do eixo dianteiro até a carroceria Q L012.1 Distância entre os eixos dianteiros LL - Distância entre o primeiro eixo dianteiro e o centro teórico de carga para ambos os eixos dianteiros A AT L L L014 Distância entre o primeiro eixo traseiro motriz e o centro teórico de carga para o bogie AT L015 Distância teórica do eixo, distância entre os centros teóricos de carga dianteiro e traseiro BL - Comprimento externo do transportador de carga K - Distância entre o ponto central do transportador de carga e o centro de gravidade para carga e carroceria C - Distância entre o centro de carga dianteiro e o centro de gravidade da carga e carroceria ou peso extra 04:20-01 Edição 1 pt-br 6 (19)

7 Pesos e fórmulas Tipo de peso: Peso distribuído Dianteira Traseira T = Peso total do veículo com carga TF TR W = Peso do chassi WF WR N = Peso extra, por exemplo, guindaste NF NR U = Carga e peso da carroceria UF UR Use as seguintes fórmulas: T = W + N + U C U = AT UR Ou na forma escrita: C = AT UR U = UF + UR U Para obter equilíbrio, o peso total da carga e da carroceria (U), multiplicado por sua alavanca (C), deve ser igual à proporção de U, disposto sobre o centro de gravidade do eixo traseiro (UR), multiplicado pela distância teórica do eixo (AT). Calcule (C) para que possa, em seguida, calcular a superfície de carga (BL). O local da superfície de carga (BL) é geralmente determinado pelo desvio (K), tendo que estar o mais perto possível de 0. 04:20-01 Edição 1 pt-br 7 (19)

8 Obtenha a seguinte informação: Peso permitido para o eixo Pesos do caminhão e distância do eixo Peso da carroceria e de qualquer equipamento adicional Cálculo Veja aqui cinco exemplos de cálculo. Peso dianteiro Peso traseiro Peso total Peso total do veículo com TF TR T carga Peso do chassi - WF - WR - W Peso extra - NF - NR - N Carga + carroceria = UF = UR = U 04:20-01 Edição 1 pt-br 8 (19)

9 Exemplo 1: Trator com configuração de roda 6x4 O cálculo serve para descobrir onde a quinta roda (C) deve ser localizada para se obter o peso ideal do eixo. Inicie o cálculo obtendo os seguintes fatos: U Peso máximo permitido do eixo Pesos do caminhão e distância do eixo A = mm L = 677,5 mm AT = A + L = 4.977,5 mm TF A C L TR Cálculo Peso dianteiro Peso traseiro Peso total Peso total a TF = TR = T = Peso do chassi - WF = WR = W = Carga + quinta roda = UF = = UR = = U = AT a. Veículo com carga Calcule C com o seguinte cálculo: C = AT UR = 4 977, = mm U Para utilizar os pesos máximos permitidos para o eixo, a quinta roda deve ser posicionada a mm atrás do eixo dianteiro; assim, K é 0. 04:20-01 Edição 1 pt-br 9 (19)

10 Exemplo 2: Caminhão com guindaste atrás e configuração de roda 6x2 O cálculo serve para determinar a distribuição do peso do guindaste no eixo dianteiro e eixo traseiro, respectivamente. N Inicie o cálculo obtendo os seguintes fatos: Peso máximo permitido do eixo Pesos do caminhão e distância do eixo Peso e centro de gravidade do guindaste A = mm L = 612 mm (6x2) AT = A + L = = mm NF A L NR C = mm AT N = kg C :20-01 Edição 1 pt-br 10 (19)

11 O seguinte cálculo pode ser feito com o princípio de alavancagem: NR = N C = = kg AT 5212 NR = kg sob a condição de que: NF = N - NR = = kg NF = kg Observe que o peso no eixo dianteiro torna-se negativo, ou seja, o peso sobre o eixo dianteiro diminui. Para cálculos quanto ao veículo inteiro, NF e NR são inseridos nos centros relevantes de gravidade na continuação do cálculo. 04:20-01 Edição 1 pt-br 11 (19)

12 Exemplo 3: Caminhão com guindaste atrás da cabina e configuração de roda 4x2 O cálculo serve para determinar a distribuição do peso do guindaste nos eixos dianteiro e traseiro, respectivamente, e um comprimento adequado da plataforma para a carroceria. Inicie o cálculo obtendo os seguintes fatos: AB N BL/2 BL U BL/2 Peso máximo permitido do eixo Pesos do caminhão e distância do eixo Peso e centro de gravidade do guindaste Veja o exemplo 2 para o cálculo da distribuição do peso do guindaste sobre os eixos. A = AT = mm AB = Pelo menos mm de acordo com a descrição do guindaste e cálculo WF = kg TF C A TR J WR = kg N = kg Cálculo Peso total a Peso dianteiro Peso traseiro Peso total TF = TR = T = Peso do chassi - WF = WR = W = Equipamento, guindaste - NF = NR = N = Carga + carroceria = UF = = UR = = U = a. Veículo com carga 04:20-01 Edição 1 pt-br 12 (19)

13 Calcule C com o seguinte cálculo: C = AT UR C = U = mm Digite a menor medida AB possível para obter a maior superfície de carga (BL) possível com uma ótima distribuição do peso do eixo. C = AB + BL/ = BL/2 BL/2 = mm A maior superfície de carga (BL) possível com ótima distribuição de peso do eixo é mm. Use a carroceria basculante com tamanho padrão de mm. O cálculo anterior mostra que essa carroceria tem espaço atrás do guindaste. 04:20-01 Edição 1 pt-br 13 (19)

14 Calcule a dimensão AB para poder selecionar a carroceria basculante com o comprimento ideal e um balanço traseiro aceitável. C = AB + BL/ = AB AB = mm O último ponto na traseira da carroceria basculante a partir do eixo dianteiro é: C + BL/2 = = mm Assim, o balanço (J) atrás do eixo traseiro é o seguinte: (C + BL/2) - A = = mm Se o eixo inclinado estar a mm atrás do eixo traseiro, há um balanço de 519 mm atrás do eixo inclinado. Este valor é aceitável e a opção de carroceria basculante com um comprimento de mm não precisa ser alterada. 04:20-01 Edição 1 pt-br 14 (19)

15 Exemplo 4: Caminhão basculante com configuração de roda 8x4*4 O cálculo serve para se obter um comprimento adequado para o local e a área de carga (BL) sem exceder o peso máximo permitido para o eixo. O comprimento escolhido também deve proporcionar um balanço adequado a fim de alcançar uma boa estabilidade de basculamento neste caso. AB BL/2 C U K BL/2 Inicie o cálculo obtendo os seguintes fatos: Peso máximo permitido do eixo Pesos do caminhão e distância do eixo Peso da carroceria e de equipamentos adicionais Neste exemplo com uma carroceria basculante, o cálculo é feito com uma carga igualmente distribuída A medida (AB) deve geralmente ser calculada entre o eixo dianteiro e a parte dianteira da carroceria. A medida (AB) mínima permitida é indicada para diferentes comprimentos de cabina. A medida AB mínima para a cabina 14 é indicada como 320 mm. TF A AT L TR A = mm K = 0 L = mm AT = A + L = mm (de acordo com ICD) Cálculo Peso total a Peso dianteiro Peso traseiro Peso total TF = TR = T = Peso do chassi - WF = WR = W = Carga + carroceria = UF = = UR = = U = a. Veículo com carga 04:20-01 Edição 1 pt-br 15 (19)

16 Use a seguinte fórmula para o cálculo de C: C = AT UR C = U = Utilize a seguinte fórmula para calcular o possível comprimento da carroceria mais longa (BL) com ótima distribuição de peso do eixo: C + K = AB + BL/ = BL/2 BL = mm A carroceria mais longa com ótima distribuição de peso do eixo é de mm. 04:20-01 Edição 1 pt-br 16 (19)

17 Utilize a carroceria basculante com o comprimento padrão de mm. O seguinte cálculo mostra que há espaço suficiente para a carroceria selecionada. Calcule a medida AB para ver qual comprimento de plataforma proporciona um balanço traseiro aceitável. C = AB + BL/ = AB /2 AB = mm Para uma plataforma basculante com superfície de carga (BL) de mm, o ponto mais traseiro da plataforma a partir do eixo dianteiro é: C + BL/ = mm A distância do eixo para o bogie é , exibida no ICD do veículo. O balanço atrás do último eixo é: (C + BL/2) - (A ) = ( ) - ( ) = = mm Se o eixo inclinado estar a 550 mm atrás do último eixo traseiro, há um balanço de = 671 mm atrás do eixo inclinado. Este valor é aceitável e a opção de carroceria basculante com um comprimento de mm não precisa ser alterada. 04:20-01 Edição 1 pt-br 17 (19)

18 Exemplo 5: Caminhão betoneira com configuração de roda 8x4 O cálculo serve para se obter o local ideal da betoneira no peso do eixo mais alto permitido. Inicie o cálculo obtendo os seguintes fatos: Peso máximo permitido do eixo Peso do chassi do caminhão e distância do eixo Peso da carroceria e equipamento adicional e seus respectivos centros de gravidade (CG). AB U AT = mm CG = mm, medida do extremo dianteiro da carroceria TF TR Cálculo Peso total a Peso dianteiro Peso traseiro Peso total TF = TR = T = Q C Peso do chassi - WF = WR = W = AT Carga + carroceria = UF = = UR = = U = a. Veículo com carga A :20-01 Edição 1 pt-br 18 (19)

19 Calcule C para descobrir onde o centro de gravidade deve ser localizado em relação ao centro de carga dianteiro. C = AT UR = U = mm Para determinar o local da betoneira em relação ao primeiro eixo dianteiro, é calculada a medida AB. Visto que C começa a partir do centro de carga dianteiro, é utilizada a metade da distância do eixo dianteiro, neste caso 1.940/2 = 970 mm. AB = C - CG + metade da distância do eixo dianteiro = = 877 mm Posicione a betoneira a 877 mm atrás do primeiro eixo dianteiro. 04:20-01 Edição 1 pt-br 19 (19)