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04:20-01 Edição 1 pt- Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de car- ga 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 espe- cificar uma distribuição diferente. BR 1 (19) © Scania CV AB 2010, Sweden Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo 1. Carga no eixo dianteiro (kg) 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 (kg) 8. O tamanho da carga como porcentagem da carga máxima 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 in- vertidas. Pelo motivo de serem carregados por trás, é possível que o peso do eixo tra- seiro seja mais alto para cargas inferiores à carga total. F (kg) R (kg) 9 000 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 12 000 11 000 10 000 9 000 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 % 1 2 7 100 3 4 8 7 5 6 31 6 99 8 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 2 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo 6 500955 3 250 1 495 5 100 9 205 1 210 6 455 4 666 13 611 17 389 31 000 800 2 610 15 420 31 6 99 9 Os distribuidores e as concessionárias da Scania têm um programa de cálculo com- putadorizado 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 6 445 2 585 9 030 Peso extra 0 0 0 Peso da carroceria 1 146 3 404 4 550 Peso 1-4 0 0 0 Equipamento da carroceria 2 135 -135 2 000 Tara 9 726 5 854 15 580 Carga 0 3 885 11 535 15 420 Carga 1–4 0 0 0 Peso da carga 3 885 11 535 15 420 Peso vazio 9 756 5 854 15 580 Peso da carga 3 885 11 535 15 420 Peso bruto do veículo carregado 13 611 17 389 31 000 Peso máximo 14 200 19 000 32 000 Margem de peso 589 1 611 1 000 Peso sobre eixos direcionados 66 % Sobre eixos dianteiros direcionados 43 % Limite de derrapagem, asfalto 31 % Limite de derrapagem, estrada de pedregulhos 18 % © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 3 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo 70 kg 100 kg 31 7 00 0 20 kg 100 kg 31 7 00 1 10 kg 100 kg 31 7 00 2 O princípio de alavancagem O princípio de alavancagem pode ser descrito com o seguinte exemplo (pressupon- do-se que o carrinho no exemplo não tenha peso). Os dois apoios de chão do carrinho consistem de uma roda em um extremo do carri- nho e uma pessoa levantando o outro extremo. Quando se coloca carga perto da pes- soa, ela deve segurar uma grande parte da carga, enquanto que a roda apoia uma parte mais leve. Deslocando-se a carga mais perto da roda faz aumentar a carga nessa roda, deixando a pessoa segurar uma carga mais leve. 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. © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 4 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo TR (kg) U (kg) C A 31 7 00 3 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 se- guinte equação. 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) U · C = TR · A A carga (frete) · sua alavanca = a carga · sua alavanca © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 5 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo BL/2AB U BL/2 C A L AT TF TRK 31 7 00 4 Conceito e cálculos Os cálculos do peso do eixo e da carroceria são baseados no equilíbrio estático, • 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 equi- valente 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 exem- plo 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 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 car- ga para ambos os eixos dianteiros 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 cen- tro 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 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 6 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Pesos e fórmulas 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 es- tar o mais perto possível de 0. 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 escri- ta: C = AT · UR U = UF + UR U © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 7 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Obtenha a seguinte informação: • Peso permitido para o eixo • Pesos do caminhão e distância do eixo • Peso da carroceria e de qualquer equipamento adicional Veja aqui cinco exemplos de cálculo. Cálculo Peso dianteiro (kg) Peso traseiro(kg) Peso total (kg) Peso total do veículo com carga TF TR T Peso do chassi - WF - WR - W Peso extra - NF - NR - N Carga + carroceria = UF = UR = U © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 8 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo C U TR A L AT TF 31 7 00 5 Exemplo 1: Trator com configuração de roda 6x4 O cálculo serve para descobrir onde a quinta roda (C) deve ser localizada para se ob- ter o peso ideal do eixo. Inicie o cálculo obtendo os seguintes fatos: • Peso máximo permitido do eixo • Pesos do caminhão e distância do eixo AT = A + L = 4.977,5 mm Calcule C com o seguinte cálculo: Para utilizar os pesos máximos permitidos para o eixo, a quinta roda deve ser posici- onada a 4.350 mm atrás do eixo dianteiro; assim, K é 0. A = 4.300 mm L = 677,5 mm Cálculo Peso dianteiro (kg) Peso traseiro (kg) Peso total (kg) Peso totala a. Veículo com carga TF = 7.000 TR = 19.000 T = 26.000 Peso do chassi - WF = 4.790 - WR = 3.350 - W = 8.140 Carga + quinta roda = UF = 2.210 = UR = 15.650 = U = 17.860 C = AT · UR = 4 977,5 · 15 650 = 4.362 mm U 17 860 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 9 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo N C AT A L NRNF 31 7 00 6 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. 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 = 4.600 mm L = 612 mm (6x2) AT = A + L = 4.600 + 612 = 5.212 mm C = 7.400 mm N = 2.500 kg © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 10 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo O seguinte cálculo pode ser feito com o princípio de alavancagem: NR = 3.550 kg sob a condição de que: NF = N - NR = 2.500 - 3.550 = -1.050 kg NF = - 1.050 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. NR = N · C = 2 500 · 7 400 = 3.550 kg AT 5 212 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 11 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo BLAB U N C TR A TF J BL/2 BL/2 31 7 00 7 Exemplo 3: Caminhão com guindaste atrás da cabina e configu- ração de roda 4x2 O cálculo serve para determinar a distribuição do peso do guindaste nos eixos dian- teiro e traseiro, respectivamente, e um comprimento adequado da plataforma para a carroceria. 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 Veja o exemplo 2 para o cálculo da distribuição do peso do guindaste sobre os eixos. A = AT = 4.300 mm AB = Pelo menos 1.100 mm de acordo com a descrição do guindaste e cálculo WF = 4.260 kg WR = 1.848 kg N = 1.950 kg Cálculo Peso dianteiro (kg) Peso traseiro (kg) Peso total (kg) Peso totala a. Veículo com carga TF = 7.500 TR = 11.000 T = 18.500 Peso do chassi - WF = 4.260 - WR = 1.848 - W = 6.108 Equipamento, guindaste - NF = 1.586 - NR = 364 - N = 1.950 Carga + carroceria = UF = 1.654 = UR = 8.788 = U = 10.442 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 12 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Calcule C com o seguinte cálculo: Digite a menor medida AB possível para obter a maior superfície de carga (BL) pos- sível com uma ótima distribuição do peso do eixo. A maior superfície de carga (BL) possível com ótima distribuição de peso do eixo é 5.038 mm. Use a carroceria basculante com tamanho padrão de 4.400 mm. O cálculo anterior mostra que essa carroceria tem espaço atrás do guindaste. C = AT · UR C = 4 300 · 8 788 = 3.619 mm U 10 442 C = AB + BL/2 3.619 = 1.100 + BL/2 BL/2 = 2.519 mm © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 13 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Calcule a dimensão AB para poder selecionar a carroceria basculante com o compri- mento ideal e um balanço traseiro aceitável. O último ponto na traseira da carroceria basculante a partir do eixo dianteiro é: Assim, o balanço (J) atrás do eixo traseiro é o seguinte: Se o eixo inclinado estar a 1.000 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 4.400 mm não precisa ser alterada. C = AB + BL/2 3.619 = AB + 2.200 AB = 1.419 mm C + BL/2 = 3.619 + 2.200 = 5.819 mm (C + BL/2) - A = 5.819 - 4.300 = 1.519 mm © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 14 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo AB U A TR AT TF BL/2 BL/2 C K L 31 7 00 8 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 car- ga (BL) sem exceder o peso máximo permitido para o eixo. O comprimento escolhi- do também deve proporcionar um balanço adequado a fim de alcançar uma boa estabilidade de basculamento neste caso. 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 dian- teira da carroceria. A medida (AB) mínima permitida é indicada para diferentes com- primentos de cabina. A medida AB mínima para a cabina 14 é indicada como 320 mm. A = 3.350 mm K = 0 L = 1.256 mm AT = A + L = 4.606 mm (de acordo com ICD) Cálculo Peso dianteiro (kg) Peso traseiro (kg) Peso total (kg) Peso totala a. Veículo com carga TF = 7.100 TR = 24.000 T = 31.100 Peso do chassi - WF = 4.870 - WR = 4.585 - W = 9.455 Carga + carroceria = UF = 2.230 = UR = 19.415 = U = 21.645 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 15 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Use a seguinte fórmula para o cálculo de C: Utilize a seguinte fórmula para calcular o possível comprimento da carroceria mais longa (BL) com ótima distribuição de peso do eixo: A carroceria mais longa com ótima distribuição de peso do eixo é de 7.622 mm. C = AT · UR C = 4 606 · 19 415 = 4 131 U 21 645 C + K = AB + BL/2 4.131 = 320 + BL/2 BL = 7.622 mm © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 16 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo 6.010 = 1.221 mm Utilize a carroceria basculante com o comprimento padrão de 6.200 mm. O seguinte cálculo mostra que há espaço suficiente para a carroceria selecionada. Calcule a me- dida AB para ver qual comprimento de plataforma proporciona um balanço traseiro aceitável. Para uma plataforma basculante com superfície de carga (BL) de 6.200 mm, o ponto mais traseiro da plataforma a partir do eixo dianteiro é: A distância do eixo para o bogie é 1.355 + 1.305, exibida no ICD do veículo. O balanço atrás do último eixo é: Se o eixo inclinado estar a 550 mm atrás do último eixo traseiro, há um balanço de 1.221 - 550 = 671 mm atrás do eixo inclinado. Este valor é aceitável e a opção de carroceria basculante com um comprimento de 6.200 mm não precisa ser alterada. C = AB + BL/2 4.131 = AB + 6.200/2 AB = 1.031 mm C + BL/2 4.131 + 3.100 = 7.231 mm (C + BL/2) - (A + 1.355 + 1.305) = (4.131 + 3.100) - (3.350 + 1.355 + 1.305) = 7.231 - © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 17 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculosde carga do eixo AB Q AT C A U TRTF 31 7 00 9 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 per- mitido. 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 gravida- de (CG). AT = 4.005 mm CG = 2.941 mm, medida do extremo dianteiro da carroceria Cálculo Peso dianteiro (kg) Peso traseiro (kg) Peso total (kg) Peso totala a. Veículo com carga TF = 13.000 TR = 19.000 T = 32.000 Peso do chassi - WF = 6.385 - WR = 2.720 - W = 9.105 Carga + carroceria = UF = 6.615 = UR = 16.280 = U = 22.895 © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 18 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Calcule C para descobrir onde o centro de gravidade deve ser localizado em relação ao centro de carga dianteiro. Para determinar o local da betoneira em relação ao primeiro eixo dianteiro, é calcu- lada a medida AB. Visto que C começa a partir do centro de carga dianteiro, é utili- zada a metade da distância do eixo dianteiro, neste caso 1.940/2 = 970 mm. Posicione a betoneira a 877 mm atrás do primeiro eixo dianteiro. C = AT · UR = 4 005 · 16 280 = 2.848 mm U 22 895 AB = C - CG + metade da distância do eixo dianteiro = 2.848 - 2.941 + 970 = 877 mm © Scania CV AB 2010, Sweden 04:20-01 Edição 1 pt-BR 19 (19) Cálculos de carga do eixo Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo Exemplo O princípio de alavancagem Conceito e cálculos
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