Norma DIN 15022: Princípios de Dimensionamento do Trilho do Carro
Visão geral da norma: A DIN 15022 — «Guindastes — Princípios de dimensionamento para trilhos de carro» define os requisitos para a seleção do perfil do trilho do carro, tolerância de bitola, tratamento de juntas e aceitação da instalação em pontes rolantes e guindastes de pórtico. Esta norma complementa a DIN 15070 (correspondência entre rodas e trilhos de guindaste), garantindo uma translação suave do carro e tensões de contato roda-trilho dentro dos limites admissíveis.
A precisão dimensional do trilho do carro em pontes rolantes influencia diretamente a suavidade da translação do carro e a vida útil das rodas — um desvio de bitola de 5 mm pode provocar atrito contínuo entre o aro de roda e a face lateral do trilho (roçamento da roda contra o trilho), reduzindo a vida útil das rodas em mais de 50%. A DIN 15022 estabelece um conjunto completo de critérios de dimensionamento em quatro dimensões: seleção do perfil do trilho, retilineidade, diferença de nível e tratamento de juntas.
Seleção do perfil do trilho do carro
O trilho do carro utiliza aço quadrado especial para guindastes (A55, A65, A75, A100, A120) ou trilho leve (15kg/m, 22kg/m). O modelo do trilho é selecionado com base na carga máxima por roda Pmax: Pmax≤50kNA55, ≤100kNA65, ≤160kNA75, ≤250kNA100, ≤400kNA120. A carga por roda Pmax deve ser calculada na condição de operação mais desfavorável (carro totalmente carregado no meio do vão da viga principal, no momento do içamento) — nesta situação, o peso próprio do carro + capacidade de elevação + fator de carga dinâmica φ₂ atuam simultaneamente sobre as rodas, gerando a carga máxima por roda.
Tolerância de bitola e retilineidade
A DIN 15022 define a tolerância de bitola com base no vão S: para S≤15m, a tolerância de bitola é ±3mm; para S＞15m, é ±5mm. A medição da bitola deve ser efetuada com a viga principal sem carga (estado de peso próprio). A retilineidade da superfície superior do trilho ao longo de todo o comprimento: retilineidade lateral (direção horizontal) ≤L/1500, retilineidade da superfície superior (direção vertical) ≤L/2000. Nas juntas de trilho adjacentes, a diferença de nível da superfície superior ≤1mm e o desalinhamento lateral ≤1mm. As juntas de trilho devem ser executadas com corte oblíquo a 45° em vez de topo a topo a 90° — a junta oblíqua permite que a roda transite de forma progressiva em vez de abrupta, reduzindo a carga de impacto na junta em mais de 70%.
Fixação do trilho e placa de fixação
O trilho do carro é fixado à mesa superior da viga principal por meio de placas de fixação. A DIN 15022 especifica o espaçamento das placas de fixação: para trilhos QU70~QU100 ≤700mm; para trilhos QU120 ≤600mm. Os parafusos das placas de fixação são de classe 8.8 (resistência à tração 800MPa, razão de escoamento 0,8), com torque de aperto de M16=120N·m e M20=240N·m. A superfície de contacto entre a placa de fixação e a base do trilho deve ser perfeitamente plana — irregularidades podem causar concentração de tensões localizadas que, em casos graves, podem levar à fadiga e fissuração do cordão de solda do trilho. Os parafusos das placas de fixação devem ser reapertados 30 dias após a instalação inicial para compensar a relaxação inicial, e posteriormente verificados a cada seis meses.
| Trilho Modelo | Largura da seção×Altura(mm) | Admissível Carga por roda(k N) | placa de fixação Espaçamento(mm) | Tolerância de bitola ±3mm(mm) | vão aplicável |
|---|---|---|---|---|---|
| A55 | 55×55 | ≤50 | 600 | ±3 | ≤15m |
| A75 | 75×75 | ≤160 | 700 | ±3/±5 | Faixa completa |
| A100 | 100×100 | ≤250 | 700 | ±5 | Faixa completa |
| A120 | 120×120 | ≤400 | 600 | ±5 | Faixa completa |
Perguntas Frequentes
P: As juntas do trilho devem ser soldadas?
R: A DIN 15022 recomenda a solução de corte a 45° + soldagem + retificação. Antes da soldagem, o trilho deve ser pré-aquecido a 150~200 °C, utilizando elétrodo de baixo hidrogénio (E5016). Após a soldagem, deve proceder-se ao arrefecimento lento e imediato com isolamento térmico, retificando com rebolo até ficar nivelado com a superfície do trilho (verificação de dureza: dureza da superfície retificada ≥ 90% da dureza do metal base do trilho). A vida útil à fadiga de uma junta soldada é 2 a 3 vezes superior à de uma junta aparafusada com talas, sendo a solução preferencial para trilhos de carro sujeitos a cargas por roda alternadas e frequentes. As juntas de dilatação (uma a cada 30~40 m em vigas principais de grande vão) devem ser ligadas por barramento de cobre tipo ponte, e não por soldagem — permitindo que o trilho se mova livremente com a expansão e contração térmica da viga principal.
P: Quando é necessário substituir um trilho desgastado?
R: Quando o desgaste da superfície superior do trilho (redução da altura do carril) atinge 10% da altura original, deve considerar-se a substituição — nesse ponto, o módulo de seção do trilho já diminuiu cerca de 20%, com o consequente aumento da tensão de flexão. O desgaste lateral do trilho (causado pelo atrito do flange da roda) que atinja 15% da largura da cabeça implica a sua substituição — o desgaste lateral aumenta a folga do flange da roda, comprometendo a estabilidade da translação do carro. Quando surgem indentação ou crateras de descamação com profundidade ≥ 2 mm na superfície superior do trilho, é possível reparar por soldagem de deposição seguida de retificação (a dureza após reparação deve ser ≥ HB260). O comprimento de cada zona de reparação deve ser ≤ 200 mm, e o comprimento total das zonas reparadas no mesmo trilho não deve exceder 5% do comprimento total do trilho.
P: É necessário colocar uma placa de base sob o trilho?
R: A DIN 15022 estipula que deve ser colocada uma placa de base de borracha ou uma placa de aço entre a base do trilho e o flange superior da viga principal — com espessura de 3~6 mm. A função da placa de base é distribuir uniformemente a tensão de contato e absorver as vibrações de alta frequência durante a translação do carro, evitando o desgaste por micromovimento e corrosão por fretting entre a base do trilho e o flange. A placa de base de borracha deve ser de nitrilo resistente a óleo (NBR), com dureza Shore A 70~80. As juntas da placa de base devem ser desfasadas das juntas do trilho em pelo menos 200 mm, para evitar a sobreposição de concentrações de tensão.
P: O que fazer quando a bitola do carro e a bitola das rodas não coincidem?
R: A distância interna entre os flanges das rodas deve ser 8~12 mm superior à bitola (largura da cabeça do trilho), garantindo folga lateral suficiente ao passar por secções curvas do trilho. Folga insuficiente ( 15 mm) causa oscilação lateral acentuada do carro durante a translação, comprometendo a precisão de posicionamento. A forma mais económica de ajuste consiste em adicionar ou remover calços entre o mancal do rolamento da roda e a cabeceira — cada 1 mm de calço adicionado ou removido ajusta a folga do flange em cerca de 0,8 mm (efeito de alavanca). Após o ajuste, deve medir-se a bitola com uma bitola de trilho em pelo menos 5 pontos ao longo de todo o comprimento do trilho (extremidades + pontos a 1/4, 1/2 e 3/4 do vão). A aceitação só é válida se todos os pontos estiverem dentro dos parâmetros.
