Reparo e Substituição de Placas de Garra

Na gestão diária e nas reparações profundas dos equipamentos de elevação, é imperativo respeitar rigorosamente as disposições sobre resistência à fadiga e tensão admissível dos componentes estruturais definidas na norma FEM 1.001 (ex-FEM 1.001). Além disso, em conformidade com os requisitos de supervisão de segurança para equipamentos especiais, as intervenções no local devem cumprir as cláusulas de inspeção periódica e eliminação de riscos estabelecidos no regulamento TSG 51-2023, assegurando a integridade das estruturas de aço das garras e a confiabilidade operacional.

Métodos de medição e detecção de desgaste em placas de mandíbula

Durante a manipulação prolongada de materiais abrasivos como minério e carvão, os bordos das placas de mandíbula registram um desgaste volumétrico significativo. Para grandes pontes rolantes biviga padrão europeu de 50 a 300 toneladas, a espessura original projetada destas placas varia tipicamente entre 40 mm e 60 mm. Quando o desgaste do bordo atinge os 15% da espessura original — correspondendo a uma profundidade de 6 mm a 9 mm —, o componente entra num estado crítico que exige monitorização rigorosa. Neste estágio, a redução do módulo de seção transversal altera a distribuição do torque de captura, aumentando o risco de fadiga prematura nos componentes estruturais.

Para a obtenção de dados precisos no local, o primeiro passo consiste em realizar amostragens múltiplas na secção do bordo utilizando um medidor de espessura ultrassônico com precisão de 0,01 mm. Antes da medição, a superfície deve ser lixada até atingir uma rugosidade inferior a Ra 6,3 e aplicada uma camada de acoplante específico. Recomenda-se selecionar pelo menos cinco pontos de medição por placa para calcular a média, mantendo o desvio dos dados dentro de ±0,2 mm.

O segundo passo envolve a utilização de equipamentos de Ensaio por Partículas Magnéticas para detetar defeitos superficiais nas zonas de concentração de tensões junto à raiz da placa, focando-se especificamente em trincas microscópicas com profundidade superior a 3 mm. Esta metodologia assemelha-se ao processo de detecção de trincas em soldas da viga principal, exigindo que a velocidade de deslocamento do cabeçote não exceda 150 mm/s para garantir a fidelidade do sinal e a relação sinal-ruído.

Adicionalmente, ao medir o desgaste ovalado nos furos de articulação das placas, deve utilizar-se um micrômetro interno em duas direções ortogonais. Se a dilatação do diâmetro ultrapassar 2 mm, significa que a folga de ajuste excedeu a faixa permitida, devendo o componente ser incluído no plano de manutenção. Paralelamente, deve registar-se a deformação nas abas da placa; caso o erro de Planicidade supere 1,5 mm, impõe-se a correção por chama.

Parâmetros de processo e controlo de qualidade na soldagem de revestimento

Para placas de mandíbula com desgaste inferior a 15%, a aplicação de soldagem de revestimento superficial constitui uma técnica eficaz para restaurar as dimensões geométricas. A Kelude Indústrias Pesadas recomenda, na orientação de manutenção aos clientes, o uso de materiais de soldagem de liga resistente ao desgaste, como eletrodos de soldagem de ferro fundido alto cromo. Estes devem ter teor de carbono controlado entre 4,0% e 5,5% e teor de cromo entre 25% e 30%, garantindo elevada dureza superficial e resistência à formação de trincas na camada de revestimento por soldagem.

No que diz respeito à definição dos parâmetros de processo, o primeiro passo é regular rigorosamente a corrente de soldagem entre 220 A e 260 A, mantendo a tensão do arco elétrico entre 28 V e 32 V. Os eletrodos devem ser mantidos em estufa a 350 °C durante duas horas antes do uso, sendo retirados conforme a necessidade, para evitar a absorção de humidade pela cobertura e a subsequente geração de porosidade por hidrogénio no cordão de solda.

O segundo aspeto crítico é o controlo da temperatura entre passes. Em soldagens multicamadas e multipasse, esta temperatura deve ser mantida entre 150 °C e 250 °C, evitando que o excesso de entrada térmica cause fragilização na zona afetada pelo calor do metal base. Deve operar-se com arco curto, controlando a largura do passe entre 2 e 2,5 vezes o diâmetro do eletrodo, e procedendo à limpeza total da escória entre cada passe.

Ilustramos este processo com um estudo de caso técnico relativo ao mecanismo de abertura e fechamento da garra: assumindo uma Velocidade de Translação do Carro v = 1,2 m/s e uma desaceleração a = 0,6 m/s², a distância de frenagem calcula-se por s = v²/(2a), resultando em 1,2² / (2 × 0,6) = 1,44 / 1,2 = 1,2 m. O controlo preciso desta distância de frenagem requer a integração de algoritmo anti-oscilação para ajustar dinamicamente o torque do motor, mitigando os impactos inerciais causados pela variação de peso após a reparação e assegurando uma frenagem suave.

Após a conclusão da soldagem de revestimento, procede-se ao teste de dureza na superfície do cordão de solda, verificando se esta se situa entre HRC 55 e HRC 62. Realiza-se simultaneamente uma inspeção por líquidos penetrantes para assegurar a ausência de mordedura, porosidade ou inclusão de escória. A retilineidade do bordo reparado não pode apresentar erros superiores a 3 mm.

Condições de substituição integral e tolerâncias de instalação

Quando o desgaste ou dano das placas de mandíbula atinge limiares específicos, a soldagem de revestimento já não satisfaz os requisitos de propriedades mecânicas, tornando obrigatória a substituição integral. Esta operação não se limita à desmontagem mecânica, mas impacta diretamente a redistribuição do centro de gravidade e da carga por roda da máquina.

Em primeiro lugar, a substituição integral é imperativa se o metal base apresentar trincas penetrantes com comprimento superior a 50 mm, ou se estas estiverem localizadas em nós complexos onde o pré-aquecimento não é viável. Nestes cenários, a tenacidade à fratura do material diminuiu drasticamente, e a tentativa de soldagem aumenta significativamente o risco de fratura secundária.

Em segundo lugar, se o desgaste do bordo exceder os 20% da espessura original (profundidade de 8 mm a 12 mm ou mais), a continuidade da operação resulta na queda da força de captura e no aumento da carga sobre o motor, exigindo também a troca forçada. Os custos associados a estas reparações e à aquisição de peças de reposição estão sujeitos ao contrato real.

Durante a instalação de novas placas de mandíbula, o rigor no controlo das tolerâncias de instalação é fundamental. A folga de ajuste entre o pino de ligação da placa e a viga transversal deve ser mantida entre 0,5 mm e 1,2 mm. Folgas inferiores a 0,5 mm provocam bloqueios, enquanto valores superiores a 1,2 mm induzem oscilações violentas durante o ciclo de abrir e fechar. A superfície dos pinos deve ser submetida a têmpera por indução, atingindo dureza entre HRC 45 e HRC 50, e possuir canais de armazenamento de graxa com profundidade de 2 mm. As peças de reposição originais fornecidas pela Kelude passam por verificação dimensional tridimensional rigorosa, garantindo a precisão de instalação e a intercambiabilidade.

Planeamento de ciclos de manutenção e estratégias de gestão preventiva

Um planeamento científico dos ciclos de manutenção prolonga significativamente a vida útil das placas de mandíbula e reduz os custos operacionais ao longo do ciclo de vida. Para guindastes pesados com Classe de Funcionamento A6 a A7, a estratégia de manutenção deve transitar de uma abordagem corretiva (reparação de avarias) para uma abordagem proativa e preventiva.

Estabeleça um mecanismo de lubrificação parcial a cada 500 horas de operação, aplicando graxa de lítio de alta pressão com grau de viscosidade ISO VG 2 nos pontos de articulação e rolamentos das placas de mandíbula. A quantidade de enchimento deve preencher aproximadamente 70% do espaço interno do rolamento para evitar transbordos que possam contaminar os trilhos.

Implemente um plano de Inspeção Periódica completa a cada 2000 horas ou semestralmente. Utilize o paquímetro e o medidor de espessura para registar as tendências de variação dimensional nas áreas críticas da placa de mandíbula, construindo uma curva de taxa de desgaste. Se detetar um aumento anormal na taxa de desgaste, realize imediatamente um diagnóstico de falhas para identificar alterações nas características do material ou erros operacionais.

Na gestão de Manutenção preventiva, integre o estado do maquinário da Garra com o sistema de segurança elétrica. Durante as inspeções regulares, verifique a sensibilidade dos Sensor de distância de segurança anticolisão do guindaste, garantindo que o sistema ativa a proteção de limite em menos de 0,5 segundos face a oscilações anormais ou bloqueios nas placas de mandíbula. A Kelude Indústrias Pesadas recomenda a criação de um registo completo de saúde do equipamento, permitindo uma gestão refinada através do acompanhamento de dados.

Perguntas Frequentes