Cálculos de carga do eixo - Scania Technical Information ...edisp/... · Quando o sistema não está em movimento, a soma de todas as forç as e torques é igual a 0. Quando há

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Cálculos de carga do eixo
Informações gerais sobre cálculos de carga do eixo
Informações gerais sobre cálculos de car-ga do eixoTodos 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 eixoInformações 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

ExemploEm 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 00011 00010 000

9 0008 0007 0006 0005 0004 0003 0002 0001 000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %

1

2

7 100

3

4

8

7

5

6

316

998

© Scania CV AB 2010, Sweden

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6 500955

3 250

1 495 5 100

9 205

1 210

6 455

4 666

13 611 17 38931 000

800

2 610

15 420

316

999

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 %


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70 kg

100 kg

317

000

20 kg

100 kg

317

001

10 kg100 kg

317

002

O princípio de alavancagemO 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.


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TR (kg)

U (kg)

C

A

317

003

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


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BL/2AB

UBL/2

C

A L

AT

TF TRK

317

004

Conceito e cálculosOs 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.

MedidasScania 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


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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 + URU


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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


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C

U

TR

A L

AT

TF

317

005

Exemplo 1: Trator com configuração de roda 6x4O 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


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


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 mmU 17 860


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N

C

AT

A LNRNF

317

006

Exemplo 2: Caminhão com guindaste atrás e configuração de roda 6x2O cálculo serve para determinar a distribuição do peso do guindaste no eixo dianteiro e eixo traseiro, respectivamente.




• 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


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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 kgAT 5 212


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BLAB

U

N

C TR

A

TF

J

BL/2 BL/2

317

007

Exemplo 3: Caminhão com guindaste atrás da cabina e configu-ração de roda 4x2O 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.




• 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


Peso traseiro (kg)

Peso total (kg)

Peso totala


TF = 7.500 TR = 11.000 T = 18.500


Equipamento, guindaste - NF = 1.586 - NR = 364 - N = 1.950

Carga + carroceria = UF = 1.654 = UR = 8.788 = U = 10.442


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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 mmU 10 442

C = AB + BL/2 3.619 = 1.100 + BL/2 BL/2 = 2.519 mm


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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


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AB

U

A TR

AT

TF

BL/2 BL/2

C K

L

317

008

Exemplo 4: Caminhão basculante com configuração de roda 8x4*4O 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.




• 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)


Peso traseiro (kg)

Peso total (kg)

Peso totala


TF = 7.100 TR = 24.000 T = 31.100




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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 131U 21 645

C + K = AB + BL/2 4.131 = 320 + BL/2 BL = 7.622 mm


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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 -


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AB

Q

AT

C

A

U

TRTF

317

009

Exemplo 5: Caminhão betoneira com configuração de roda 8x4O cálculo serve para se obter o local ideal da betoneira no peso do eixo mais alto per-mitido.



• 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


Peso traseiro (kg)

Peso total (kg)

Peso totala


TF = 13.000 TR = 19.000 T = 32.000




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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 mmU 22 895

AB = C - CG + metade da distância do eixo dianteiro = 2.848 - 2.941 + 970 = 877 mm


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