Norma JB/T 9004 para Carro de Guindaste: Parâmetros e Aceitação

Quais normas e especificações são necessárias para o projeto de carros de guindaste?

O projeto e a fabricação de carros de guindaste envolvem normas nacionais e setoriais de vários níveis, formando um sistema técnico normativo completo. Antes de iniciar o projeto conceptual do carro, o projetista deve identificar as seguintes normas de referência:

Em primeiro lugar, ao nível das normas de projeto de base. Como componente central do guindaste, o projeto geral do carro deve cumprir os requisitos gerais da norma GB/T 3811-2008 — "Regras para projeto de guindastes" relativos à combinação de cargas, à classificação das classes de funcionamento e à verificação das tensões admissíveis. Esta norma estabelece o método de classificação bidimensional com os níveis de utilização U0~U9 e os espectros de cargas Q1~Q4, servindo de base global para o cálculo da carga por roda e para a verificação da resistência estrutural do carro.

Em segundo lugar, ao nível da norma de produto. A norma JB/T 9004-2011 — "Carros para Guindastes" — é a especificação técnica direta ao nível do produto, definindo as tolerâncias dimensionais da estrutura do carrinho, a precisão de montagem das rodas, os requisitos de correspondência dos mecanismos e o programa de ensaios de fábrica. Esta norma está harmonizada com os requisitos do capítulo sobre carros da norma GB/T 14405-2011 — "Pontes rolantes de uso geral".

Em terceiro lugar, ao nível dos ensaios e inspeções. O programa de ensaios com carga antes da expedição deve ser executado de acordo com a norma GB/T 5905-2011 — "Guindastes — Especificações e procedimentos de ensaio", incluindo o ensaio de funcionamento em vazio, o ensaio de funcionamento com carga nominal e o ensaio de carga estática de 1,25 vezes a carga nominal. A Kelude Indústrias Pesadas realiza integralmente todos os ensaios de acordo com esta norma antes da expedição de cada carro.

Em quarto lugar, ao nível da monitorização de segurança. Para carros equipados com sistema de monitoramento de segurança, é necessário cumprir os requisitos funcionais da norma GB/T 28264 — Sistema de Monitoramento e Gestão de Segurança, incluindo a aquisição de sinais do limitador de carga, a retroação do fim de curso de deslocamento, entre outros. Todos os carros expedidos pela Kelude Indústrias Pesadas incluem interfaces de montagem pré-instaladas para sensores, facilitando a posterior instalação de módulos de monitorização de segurança.

Quais são os 6 parâmetros de projeto da estrutura do carrinho segundo a norma JB/T 9004?

A estrutura do carrinho é o elemento estrutural de base do carro; a seleção dos seus parâmetros de projeto influencia diretamente a estabilidade de funcionamento, a vida útil e o desempenho de segurança do guindaste. De acordo com o capítulo 4 da norma JB/T 9004-2011, relativo aos requisitos de projeto estrutural, os seguintes 6 parâmetros devem ser definidos:

(1) Seleção da bitola. A bitola é a distância entre os centros das rodas dianteiras e traseiras no mesmo trilho, variando normalmente entre 1,2m e 4,5m. Uma bitola demasiado pequena compromete a estabilidade de funcionamento do carro; demasiado grande aumenta o peso próprio da estrutura e os custos de fabrico. A norma recomenda uma relação entre-eixos/bitola entre 1,0 e 1,5 para garantir a estabilidade anti-tombamento do carro.

(2) Determinação do entre-eixos. O entre-eixos é a distância entre os centros das superfícies de rolamento das rodas laterais, determinada pelo vão dos trilhos do carro na viga principal. As séries comuns de entre-eixos são 1,4m, 1,6m, 1,8m, 2,0m, 2,5m e 3,0m; o projeto deve garantir uma correspondência precisa com o vão dos trilhos da viga principal.

(3) Cálculo da carga por roda. A carga máxima por roda é o parâmetro de carga central para o projeto da estrutura do carrinho e da viga de rolamento. O cálculo deve considerar o efeito combinado do peso próprio do carro, da capacidade nominal de elevação, do fator de carga dinâmica de elevação e do coeficiente de impacto de translação. A Kelude Indústrias Pesadas utiliza software de análise de elementos finitos para calcular com precisão a carga por roda de cada solução de carro.

(4) Rigidez da estrutura do carrinho. A norma especifica que, sob carga nominal, a deflexão no meio do vão da viga principal de suporte não deve exceder 1/800 do vão. Para carros de classe de funcionamento A6 e acima, este limite é reduzido para L/1000.

(5) Requisitos de material e soldagem. A estrutura principal do carrinho é normalmente fabricada em aço Q235B (≈S235JR) ou Q345B (≈S355J2); os cordões de solda críticos devem atingir o nível de qualidade I ou II. A norma exige um recozimento global de alívio de tensões após a soldagem para eliminar as tensões residuais.

(6) Especificação de pintura anticorrosiva. O tratamento de superfície da estrutura do carrinho deve atingir o grau Sa2.5 de jateamento de areia; o primário deve ser de tinta rica em zinco epóxi com espessura de película seca não inferior a 60 micrómetros, e o acabamento em poliuretano com espessura de película seca não inferior a 80 micrómetros. A linha de pintura da Kelude Indústrias Pesadas utiliza processos automáticos de jateamento e pulverização sem ar, garantindo uma aderência do revestimento não inferior a 5MPa.

Métodos de detecção e aceitação para alinhamento de eixos e nivelamento das rodas do carro do guindaste

A precisão de montagem das rodas do carro é um fator determinante para a estabilidade operacional e para o roçamento da roda contra o trilho. O capítulo 5 da norma ISO 4306, relativo aos requisitos de montagem, estabelece indicadores quantitativos rigorosos para o alinhamento de eixos das rodas, que devem ser verificados e aceites de acordo com os seguintes passos:

Primeiro passo: verificação do nivelamento da estrutura do carrinho. Colocar a estrutura do carrinho sobre uma plataforma de medição e utilizar um nível de bolha de precisão (0,02 mm/m) para medir o nivelamento longitudinal e transversal do plano superior da estrutura. A norma exige que o desvio de nivelamento não exceda 1/1000 do vão, com um valor absoluto máximo de 3 mm.

Segundo passo: detecção da inclinação vertical das rodas. Utilizar um teodolito ou um dispositivo de medição a laser para medir o ângulo de inclinação da superfície de rolamento de cada roda em relação ao plano vertical. A norma exige que o desvio de inclinação vertical não exceda 1/400 do diâmetro da roda, ou seja, para rodas com diâmetro de 400 mm, o desvio não deve ultrapassar 1,0 mm.

Terceiro passo: detecção da inclinação horizontal das rodas. Medir o ângulo de inclinação do eixo da roda no plano horizontal. A norma exige que o desvio de inclinação horizontal não exceda 1/1000 do diâmetro da roda. Na prática, este ensaio é realizado pelo método do fio de piano ou com recurso a um tracker a laser.

Quarto passo: detecção do desvio das diagonais das rodas. Medir a diferença entre os comprimentos das diagonais formadas pelas quatro rodas do carro. A norma exige que o desvio das diagonais não exceda 3 mm. Este indicador influencia diretamente a sincronização do movimento do carro e a probabilidade de roçamento da roda contra o trilho, sendo um item obrigatório na aceitação da montagem.

Quinto passo: ajuste e verificação da folga de freio. A folga de freio dos mecanismos de elevação e de translação deve estar em conformidade com os requisitos do projeto. Os valores de folga recomendados pela norma são: 0,5 a 0,8 mm para freios de sapatas e 0,3 a 0,5 mm para freios a disco. Após o ajuste, deve ser realizado um ensaio de verificação do torque de frenagem.

Como dimensionar e compatibilizar os parâmetros do mecanismo de elevação e do mecanismo de translação do carro do guindaste?

O carro integra dois sistemas funcionais: o mecanismo de elevação e o mecanismo de translação. A compatibilização dos parâmetros de ambos determina diretamente o desempenho geral e a viabilidade económica do carro. De acordo com o capítulo 6 da norma JB/T 9004-2011, relativo aos requisitos dos mecanismos, o dimensionamento e a seleção devem seguir os seguintes princípios:

No que diz respeito ao mecanismo de elevação, a potência do motor de elevação deve satisfazer simultaneamente a potência necessária à velocidade de elevação nominal e os requisitos de aceleração no arranque. A norma recomenda que a potência do motor de elevação seja calculada pela fórmula P igual a Q multiplicado por v, dividido por (1000 multiplicado pelo rendimento), considerando um rendimento entre 0,85 e 0,90. A relação de transmissão do redutor de elevação deve ser selecionada de modo que a velocidade de elevação correspondente à rotação do tambor se situe dentro de uma tolerância de mais ou menos 5% do valor de projeto.

Relativamente ao mecanismo de translação, a potência do motor de translação deve vencer a resistência ao rolamento das rodas, a resistência de rampa e a resistência do vento. A norma recomenda que a resistência estática ao movimento seja calculada pela fórmula F igual ao peso total multiplicado por (coeficiente de atrito do rolamento multiplicado pelo diâmetro do eixo, dividido por 2, mais o coeficiente de atrito de rolamento), dividido pelo raio da roda, considerando um coeficiente de atrito do rolamento de 0,015 e um coeficiente de atrito de rolamento de 0,5 mm. A Kelude Indústrias Pesadas adiciona uma margem de potência de 15% a 20% na seleção do motor de translação, garantindo a fiabilidade em condições de operação extremas.

Na seleção dos freios, o fator de segurança de frenagem do freio do mecanismo de elevação não deve ser inferior a 1,5, enquanto o do freio do mecanismo de translação não deve ser inferior a 1,25. O torque de frenagem deve ser capaz de imobilizar o mecanismo dentro da distância de frenagem especificada: para o mecanismo de elevação, a distância de frenagem é de 1/100 da velocidade de elevação; para o mecanismo de translação, é de 1/20 da velocidade de translação.

No que toca aos acoplamentos e eixos de transmissão, recomenda-se a utilização de acoplamento dentado ou acoplamento flexível com pinos no eixo de alta velocidade do mecanismo de elevação, e acoplamento universal ou acoplamento de dentes de tambor no mecanismo de translação. O torque nominal do acoplamento não deve ser inferior a 2,0 vezes o torque nominal do motor, de forma a suportar as cargas de impacto durante os arranques e paragens.

Teste de aceitação de fábrica e ensaio de carga do carro do guindaste: como executar os 5 passos?

A verificação experimental antes da expedição constitui a última barreira de garantia da qualidade do produto. O capítulo 7 da norma JB/T 9004-2011 especifica o procedimento completo do teste de aceitação de fábrica do carro. A Kelude Indústrias Pesadas executa rigorosamente os 5 passos seguintes no teste de aceitação de fábrica de cada carro:

Primeiro passo: inspeção visual e dimensional. Verificar a qualidade do cordão de solda na estrutura do carrinho, confirmando a ausência de trincas, porosidade, mordedura ou outros defeitos. Utilizar o sensor de distância a laser para verificar a bitola, a distância entre eixos e as diagonais, confirmando a conformidade com as tolerâncias dimensionais indicadas nos desenhos.

Segundo passo: ensaio de funcionamento em vazio. O carro deve percorrer a bancada de teste em ambos os sentidos, a todas as velocidades, por um mínimo de 3 ciclos completos, verificando a suavidade de funcionamento e a ausência de vibrações anormais, engripamentos ou ruído anormal. A corrente do motor do mecanismo de translação deve oscilar dentro dos limites nominais, com um desequilíbrio entre fases não superior a 10%.

Terceiro passo: ensaio de funcionamento com carga nominal. Após içar a carga nominal, o carro deve percorrer a bancada a plena velocidade em ambos os sentidos, por pelo menos 2 ciclos, realizando 3 ensaios de frenagem do mecanismo de elevação em cada extremidade e no centro do trilho. Verificar a ausência de movimento irregular no mecanismo de translação e de deslocamento excessivo na descida do mecanismo de elevação. Critério de aceitação: com a carga nominal suspensa, a descida não deve exceder 1/100 da altura de elevação durante uma paragem de 10 minutos.

Quarto passo: ensaio de carga estática a 1,25 vezes a carga nominal. Içar 1,25 vezes a carga nominal, mantendo-a suspensa a 100 mm do solo por um período mínimo de 10 minutos. Após a descarga, verificar se a viga principal da estrutura do carrinho apresenta deformação permanente; a norma exige que a deformação residual não exceda 1/2000 do vão. Verificar igualmente a ausência de fissuras em todos os cordões de solda.

Quinto passo: medição de ruído e de elevação de temperatura. Com o carro operando sob carga nominal, medir o nível de ruído a 1 m de distância; a norma exige que não exceda 85 dB(A). A elevação de temperatura dos enrolamentos do motor de elevação e do motor de translação deve ser medida pelo método da resistência; o limite de elevação de temperatura para isolamento classe B é de 80 K, e para classe F é de 105 K.

Leitura recomendada

Para mais informações técnicas sobre o carro do guindaste, consulte os seguintes artigos: Como selecionar o redutor de guindaste: guia comparativo de 4 tipos de parâmetros e decisão de seleção, Norma de alinhamento de eixos e centragem na instalação de acoplamentos de guindaste: comparação de 4 tipos de parâmetros e 5 critérios de inspeção e aceitação.

Perguntas frequentes

P: Quais são as causas do roçamento da roda contra o trilho no carro do guindaste e como diagnosticar e ajustar de acordo com a norma JB/T 9004?