01-Apostila Material rodante doc

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​Manutenção Mecânica 
 ​MATERIAL RODANTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAL RODANTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Antenor Vicente da Silva Carmélio 
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 ​Manutenção Mecânica 
 ​MATERIAL RODANTE 
 
CET – 2007 
 
 
Material Rodante 
 
História: 
Há mais de 100 anos Benjamin Holt, foi o criador desta tecnologia de esteiras na 
Caterpillar e líder na tecnologia de tratores. Os tratores a vapor com rodas eram excelentes 
máquinas na época em que surgiram. Eles puxavam com facilidade grandes car4gas, o que 
impressionava muita gente. O problema destas máquinas era que frequentemente ficavam 
atoladas em solos fofos e lamacentos. Em alguns casos podia levar dias para desatolar uma 
máquina em um lamaçal e para aumentar o contato de tração com o solo Holt teve a idéia de 
trocar rodas por esteiras. 
No dia 24 de Novembro de 1904, foi testado o primeiro trator de esteiras. Dentro de 
pouco tempo estava em operação em terrenos fofos, onde as máquinas e rodas falhavam. A 
máquina foi considerada “um verdadeiro sucesso”. E hoje por exemplo a Caterpillar continua 
sendo a a principal inovadora em tecnologias e concepção de projetos de material rodante, 
inovadora em desenhos e trens de rolamento(por exemplo: Segmentos aparafusáveis de 
roda motriz, elos mestres segmentados, retentores duo-cone para roletes e rodas-guia, 
esteira de casquilho rotativo, roletes de lubrificação permanernte, elos com esteio central, 
etc). 
 
Identificação, Função e conjunto de peças: 
 
Os elementos do Material Rodante Caterpillar são usinados segundo as tolerâncias 
necessárias e na região de contato com outro elemento. São temperados para que se 
obtenha uma vida longa e a sua dureza está em aproximadamente 50 HC. 
 
Elos: 
Ele é usado no sistema do trem de rolamentos. O Elo possui duas funções: 
1º - Fornece um trilho contínuo para os roletes 
2º - Fornece um meio de unir as sapatas da esteira. 
 
Os Elos formam a corrente, suportam todo o peso da máquina e também deve resistir 
ao contato abrasivo e ao uso severo, absorver impactos e cargas das sapatas. 
 
 
 
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 ​MATERIAL RODANTE 
 
 
1-trilho 2- Furo para o pino 3- Furo para o casquilho 4- Rebaixo 5-Suporte da sapata 
6-Esteio central 7-Suporte do casquilho. 
 
Elo mestre segmentado: 
Permite a remoção e instalação convenientes da esteira e elimina a necessidade de 
um pino mestre e de um casquilho mestre. Popularmente são chamados de “mão de amigo”. 
 
Pinos: 
Os pinos em conjunto com os casquilhos, mantém juntos os elos da esteira. Os pinos 
atuam como uma articulação em uma secção continua da esteira. A finalidade dos pinos em 
conjunto com os casquilhos é unir os elos da esteira. 
 
Pinos da esteira vedada: 
São pinos sólidos fabricados com aço de médio carbono, o que produz um pino tenaz 
com boa dureza superficial. 
Pinos da esteira vedada e lubrificada: 
Os pinos da esteira vedada e lubrificada é 
perfurado no centro de uma extremidade, até 
quase o seu comprimento inteiro. Isto fornece um 
reservatório de óleo. Percebe-se que este pino foi 
perfurado em cruz de modo a fornecer uma 
passagem para o óleo fluir até o espaço entre o 
pino e o casquilho. Estes furos devem ser 
orientado em direçãoao trilho do elo, isto mantém o 
pino em compressão para que possa resistir a 
esmagamentos. 
 
Pinos da esteira reforçada: 
Os pinos da esteira reforçada são basicamente iguais aos pinos da esteira vedada e 
lubrificada, com a exceção de que são 14% mais longos, para melhorar a vedação sob 
condições de grande impacto. 
Pinos da esteira de casquilhos giratórios: 
Os pinos da esteira de casquilhos giratórios são basicamente do mesmo tamanho dos 
pinos da esteira reforçada. A diferença é que utilizam um sistema exclusivo de retenção. 
 
 Casquilhos (Buchas): 
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Em conjunto com os pinos tem a função de unir um elo ao outro, receber torque da 
roda motriz, unir e permitir a articulação da esteira. 
Casquilhos da esteira vedada: 
São geralmente casquilhos com paredes retas, formados por extrusão a frio. São 
projetado para reduzir o desgaste interno do casquilho e do pino. 
Casquilhos da esteira vedada e lubrificada: 
Geralmente são com rebaixos nas pontas e são mais curtos que os casquilhos da 
esteira vedada para acomodar o conjunto de retenção. São “lapidados” ou retificados de 
modo a proporcionar uma superfície de vedação lisa no ponto em que as extremidades do 
casquilho entram em contato com os retentores. 
Casquilhos da esteira reforçada: 
São basicamente aos casquilhos da esteira vedada e lubrificada com a exceção de 
serem 10% mais longos para melhorar a retenção do casquilho. São rebaixados nas pontas 
para fornecer mais material de desgaste externo. 
Casquilho giratório: 
São casquilhos flutuantes móveis que não são apertados ao elo de modo que eles 
realmente girem no pino. Esta rotação praticamente elimina o movimento relativo entre o 
casquilho e o dente da roda motriz, reduzindo acentuadamente o desgaste do casquilho e o 
ruído da esteira. Estes casquilhos são mais curtos que os normais de esteira vedada e 
lubrificada para acomodar o conjunto de retenção. O desgaste mínimo que ocorre é 
distribuído de maneira uniforme pelo casquilho. 
 
Sapatas de esteira: 
A função da sapata de esteira é suportar o peso da máquina, ou seja proporcionar a 
sustentação e a tração através de seu atrito com o solo. A sapata é a responsável pela 
flutuação da máquina. São fabricadas para de modo que evitem o empenamento. 
Possuem bordas curvas chamadas de fuga e ataque para proporcionar rigidez para 
reduzir o dobramento da sapata e o afrouxamento das ferragens. As bordas sobrepostas de 
uma sapata a outra impedem o alojamento de resíduos entre as sapatas quando a esteira 
dobra em volta da roda motriz e da roda guia. 
 
 
 
 
 
 
 
1- Garra; 2- Placa; 3-Bordas de ataque; 4- “Entalhes” na borda de ataque 
 
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Roletes de esteira: 
A função dos roletes é de sustentar e guiar a máquina na esteira. São lubrificados com 
óleo SAE 30 –A lubrificação é permanente e é vedada por um par de retentores 
duo-cone. As pistas tem dureza correspondente a dos elos, para maior vida útil. São 
classificados quanto a flange: 
Flange simples: ​São utilizados adjacentes às rodas motrizes para se ober um efeito de 
orientação máximo. Devido a lubrificação interna, a carcaça é trocada e os componentes 
internos são reutilizados. 
Flange Dupla:​Utiliza-se para maximizar o efeito de guia. Não se aplica roletes de flange 
dupla próximo as rodas motrizes. 
 
Roletes Superiores: ​A principal finalidade é suportar o peso da esteira desde a roda 
guia até a roda motriz e sua finalidade secundária é guiar a esteira. Também são 
lubrificados com óleo SAE 30 e possuem retentores duo-cone. 
 
 
 
Roda Motriz: 
 ​Tem como função transferir cargas de acionamento do comando final, através das 
buchas(casquilhos). O conjunto da roda motriz é encaixado sob pressão no cubo do 
comando final e é um conjunto inteiriço. O comando final é lubrificado com óleo SAE 50 e 
esta lubrificação é retida por retentores duo-cone de grande diâmetro, que também impedem 
a entrada de material abrasivo.Hoje a roda motriz possui segmentos da coroa que são 
aparafusados a mesma (simplesmente chamados de segmentos), o que permite a reposição 
rápida da roda, sem a necessidade de retirá-la do cubo. 
 
 
 
 
Roda Guia: 
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Possuem três funções: Guiam a esteira para dentro 
e para fora dos roletes de esteira, suportam o peso da 
máquina e fornecem um meio de controle para o ajuste 
da tensão da esteira. São lubrificadas com óleo SAE 
30 e possuem duo cones para a dissipação do calor. 
 
 
 
 
 
 
 
Retentores: 
São usados para impedir a entrada de resíduos e 
outros contaminantes em áreas específicas e reter a 
lubrificação. Nos casquilhos impedem o contato com o 
rebaixo do elo. A vida útil dos retentores é equivalente 
a do pino e a do casquilho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ​Retentores da esteira vedada e lubrificada: Impedem a e​ntrada de substâncias 
abrasivas na área entre o pino e o casquilho e mantem a lubrificação na junta, absorve 
cargas laterais. Consiste de um anel de carga flexível, “caixa” do retentor e lábio. São 
projetados para que operem a uma temperatura máxima de 70º C 
 
Duo Cones​: 
retém a lubrificação e impedem a entrada de material abrasivo. 
Consistem de dois anéis retentores de metal fundido e dois 
anéis de borracha sintética. Os anéis de borracha 
proporcionam a pressão adequada aos dois lados dos anéis de 
metal. A superfície dos anéis de metal fornece uma vedação 
lisa e livre de vazamentos. 
 
 
 
 
 
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Esteiras: 
Junte as sapatas e as ferragens e aparafuse-as aos 
elos e assim você terá uma esteira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desgaste do Material Rodante: 
Trem de rolamento Oval (Roda motriz Baixa) 
Será apresentada uma simulação de como o trem de rolamento funciona para a 
esteira vedada e lubrificada com a roda motriz oval ou baixa. Não está sendo abordado o 
desgaste interno do casquilho e do pino que ocorre com a esteira vedada. 
Começaremos com uma esteira com roda motriz nova, no início da vida de trabalho 
de um trem de rolamento. Primeira situação é a tensão adequada, sem acúmulo de material. 
Estas são as condições ideais de funcionamento do trem de rolamento. Lembre-se estamos 
procurando a fórmula do desgaste, ​contato + carga+ movimento relativo = Desgaste. 
Podemos ver que a roda está recolhendo os casquilhos do lado marcha avante, 
portanto ocorre o contato. Sabemos que 85% da carga está no casquilho de engate. Veja a 
linha da roda motriz e dos casquilhos. O desalinhamento destas linhas indica que existe 
movimento relativo a medida que a esteira movimenta ao redor da roda motriz. Não há 
movimento relativo onde a carga é transportada. Há contato e carga, mas nenhum 
movimento relativo, portanto nenhum desgaste. Há um movimento relativo entre o casquilho 
e o pino, mas como há lubrificação interna da esteira, não há desgaste. 
 
 
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Agora a mesma operação em marcha à ré: Ocorre o contato no lado marcha à ré. A 
carga existente é mesma em operação marcha avante, ou seja; 85% no primeiro casquilho 
de engate com o restante nos dois ou três seguintes. Na marcha ré, é a extremidade do 
casquilho da secção da esteira que entra primeiro na roda motriz. 
As linhas do pino permanecem em alinhamento quando a secção da a volta e não há 
desgaste. 
 
Quando há acumulo de material a tensão da esteira aumenta, portanto aumenta o desgaste, 
pois a carga é maior. O aperto da esteira faz uma grande diferença sobre a carga e o 
desgaste resultante. 
 
Trem de rolamento com roda motriz elevada: 
O fenômeno que ocorre é praticamente o mesmo, exceto pela posição da roda motriz 
agora elevada, que alivia a curvatura de contato com o casquilho. A situação é idêntica para 
a marcha a ré também. 
 
Pontos de desgaste dos elementos rodante: 
 
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Medição do material rodante: 
 
Ferramentas de medição: 
Utra som - (medidor de espessura 
Compasso de 12” - (medir roletes) 
Compasso de 4” - (medir casquilhos) 
Medidor de profundidade - (medir sapatas, roletes inferiores, elos e roda guia 
Escala graduada 
Trena - ( Medir passo da esteira e elos da roda motriz) 
Gabaritos - ( medir roda guia) 
Espátula – Para limpeza do local 
 
 
 
 
 
Os elos de esteira podem ser medidos com o medidor de profundidade ou com o 
indicador ultrasonico de desgaste. O medidor de profundidade mede a altura do elo da 
superfície do trilho até a sapata da esteira. A posição correta de medida é por fora do elo, na 
extremidade com ressalto e bem contra a ponta do pino. 
 
Usa-se o compasso de 4” para medir o diâmetro mínimo da bucha no ponto de maior 
desgaste, independente da posição com relação à vertical, lado da marcha avante ou lado 
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de marcha a ré. O indicador ultrasônico mede diretamente a dimensão mais critica de todas: 
A espessura da parede da bucha. 
 
 
O desgaste interno da ​esteira vedada ​é medido pelo alongamento do passo sobre 
quatro ​secções consecutivas, com uma trena graduada em milímetros (0,5mm). A esteira e 
a trena devem estar bem esticadas e retas. O lado graduado da trena deve ficar bem no 
centro dos pinos. A medição deve ser desde um lado de um pino até aao mesmo lado do 
quinto pino, cobrindo 4 secções da esteira. Não se deve usar o gancho da ponta da trena 
como ponto zero. 
Para esticar a esteira totalmente, coloca-se um pino entre os segmentos da roda 
motriz e dê ré no trator até que o pino atinja a posição de meio dia. Lembre-se esta medição 
é feita somente para esteiras vedadas. 
 
O único desgaste mensurável nas sapatas, para o qual há limites e tabelas de 
porcentagem é o das garras. A espessura da chapa da sapata pode ser medida e 
comparada com a dimensão original para se determinar o desgaste. Meca as sapatas com o 
medidor de profundidade ou com o ultra-som. Para saber o desgaste das garras, coloque a 
base do medidor sobre duas garras adjacentes e use a vareta para medir a altura sobre a 
chapa. O indicador ultra-sônico mede a distância da crista da garra a face inferior da sapata. 
 
 
 
O desgaste da roda guia se determina com o medidor de profundidade, pela altura da 
crista do flange sobre as pistas. Coloca-se a base do medidor atravessada sobre a crista 
paralela ao eixo e com varetas bem na direção do raio da roda-guia. 
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O desgaste da crista da roda guia pode ser medido com o ultra-som, porém ​só nas 
rodas soldadas​. Mede-se a espessura do alto da crista no centro. Usa-se o medidor de 
profundidade para medir a altura entre a crista e as pistas e some a ela o desgaste da crista, 
antes de entrar na tabela respectiva para determinar a porcentagem do desgaste. 
 
O desgaste das pistas dos roletes superiores pode ser medido com o compasso de 
12” ou com o ultra-som. Deve-se achar a posição de máximo desgaste Diâmetro mínimo). 
A medição com ultra-som depende do tipo de rolete (prensado ou de carcaça inteira), 
para o carcaça inteira a posição é mais centrada. 
 
 
O ultra-som não serve para medir ferro fundido. 
O desgaste das pistas dos roletes pode ser medido por três métodos: diâmetro da pistacom 
compasso de 12”, pela altura do flange com medidor de profundidade e pela espessura da 
pista com o ultra-som. Deve se posicionar o compasso sobre a pista em busca da posição 
real de diâmetro mínimo 
 
 
Em máquinas de roda motriz elevada determina-se o desgaste medindo a distância 
mínima de três dentes (dois vãos), ou seja do lado de marcha avante do primeiro dente ao 
lado oposto do terceiro dente para trás. É importante que os três dentes estejam no mesmo 
segmento, caso contrário a medição poderá estar incorreta. 
Em máquinas de roda motriz baixa, usa-se o gabarito. A sua finalidade é indicar se 
existe material restante suficiente nos dentes da roda motriz para dar vida útil estrutural que 
corresponda ao potencialidade vida útil das buchas após o giro ou troca por novas. O 
gabarito não leva em conta a condição da ponta dos dentes da roda motriz, ele compara o 
desgaste na base dos dentes com o desgaste do lado marcha avante e marcha a ré. O 
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gabarito deve ser assentado em um ou mais dentes, com o vértice da base orientando para 
o centro da roda motriz ou seja a inscrição do modelo do trator para o centro da roda. Se o 
vértice tocar o fundo os segmentos deverão ser trocados 
 
 
Variáveis que afetam a vida útil do material rodante: 
As variáveis que determinam a vida útil e o equilíbrio do desgaste entre os componentes do 
material rodante podem ser divididos em 03 grupos principais: 
Controláveis: ​Tensão da esteira, largura da sapata e alinhamento. 
Não Controláveis:​ Impacto, Abrasão, Acúmulo, Umidade, Terreno e Aplicação 
Parcialmente controláveis: ​Operação 
 
Ajuste de esteiras: 
Ajustes regulares na esteira prolongam a vida útil do trem de rolamento e reduzem o 
desgaste. Uma esteira muito apertada coloca tensão extra sobre o trem de rolamento e 
sobre os componentes do trem de transmissão, desperdiçando ao mesmo tempo, potência. 
Uma esteira muito frouxa chicoteia em alta velocidade, causando desgaste nos flanges dos 
roletes e dentes da roda motriz. 
 
Tratores com roda motriz Oval (baixa): 
➢ Pare o trator em seu local de trabalho sem utilizar os freios. 
➢ “A” É o mecanismo de ajustagem da esteira (sob a tampa) e “B” é o mancal da roda 
guia atrás do suporte do bulldozzer. 
 
 
➢ No mecanismo de ajustagem da esteira, ligue a bomba de graxa a graxeira e expanda 
o ajustador hidráulico da esteira até que a roda guia esteja na sua posição mais 
afastada. 
➢ A válvula de alívio deve permanecer fechada. 
 
 
➢ Nesta altura, a esteira deverá estar quase reta entre o rolete superior dianteiro e a 
roda guia.​ ​Não tente forçar nenhum material acumulado da esteira. 
 
 
 
➢ No mancal da roda guia dianteira “B” faça uma marca na armação dos roletes a uma 
distância de 13 mm ou ½ pol ( 10 mm ou 3/8” nas maquinas com um rolete superior) 
da borracha traseira da placa de desgaste do mancal da roda guia. 
 
 
 
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➢ Abra a válvula de alívio do ajustador hidráulico (máximo de uma volta). 
 
➢ Cuidado! Existe graxa sobre pressão. 
 
 
 
➢ Introduza um pino de esteira ou um pino da barra de tração entre os dentes do 
segmento da roda motriz, próximo ao elo da esteira. 
 
 
➢ A seguir movimente a máquina em marcha à ré até que a roda guia recue de 13 mm 
(1/2”) ou mais. O pino ficará aproximadamente na posição “12 horas” da roda motriz. 
A seguir movimente a máquina marcha avante até que o pino fique solto e retire-o da 
roda motriz. 
 
➢ Feche a válvula de alívio do ajustador hidráulico. 
➢ Expanda o ajustador até que a borda traseira do mancal da roda guia fique alinhada 
com a marca na armação dos roletes. A esteira estará, então corretamente ajustada. 
A flexão resultante (flecha) poderá variar, dependendo do modelo da máquina, porem 
a tensão da esteira estará correta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tratores com roda motriz elevada: 
 
▪ Para ajustagem o trator deverá estar em seu local de trabalho e local plano. 
▪ Deve se parar o trator sem usar os freios. 
▪ Com a lâmina em flutuar, force um pouco a frente para não deixar folga entre a roda 
guia traseira e a motriz. 
 
 
▪ Coloque um cordão esticado sobre as garras da esteira, por cima da roda motriz e da 
roda guia dianteira 
▪ Nos tratores sem rolete superior meça a distância perpendicular ao cordão até a 
ponta da garra que der a maior distância (flexa). 
Nota: Para tratores com roletes superiores, meça a flexa em dois pontos: no lado da 
roda guia dianteira e no lado da roda motriz. Tome a média das duas medidas. (veja 
tabela). 
 
 
▪ Para máquinas sem roletes superior ajusta-se a tensão introduzindo ou deixando 
escapar a graxa do mecanismo tensor até dar a flecha correta. 
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▪ Para máquinas com roletes superior, introduza graxa até esticar a esteira toda e 
então afrouxe a válvula de alívio até UMA volta para que saia a graxa. 
▪ Cuidado! A graxa está sob pressão. 
A graxa pode causar ferimentos ou morte. 
Não olhe para ver se a graxa esta escapando pela válvula de alivio. Ao inves, observe 
a esteira ou o cilindro tensor para ver se a esteira está se afrouxando. 
▪ Não deixe o comprimento do tubo exposto exceder o limite recomendado na tabela. 
 
 
TABELA DE FLECHA SEM ROLETE SUPERIOR 
 
 
TABELA DE FLECHA COM ROLETE SUPERIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABELA PARA EXPANSÃO DO TUBO 
 
 
 
 
 
 
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