Interpretação da norma técnica GB/T 36152-2018 «Guindastes — Rodas e aros»
📌A norma GB/T 36152-2018 «Guindastes — Rodas e aros» é uma norma específica relativa à conceção, fabrico e aceitação de rodas para guindastes.A norma especifica as dimensões-tipo, os requisitos técnicos, os materiais e o tratamento térmico, os métodos de ensaio e as regras de inspeção das rodas de guindastes, sendo aplicável às rodas de deslocamento do carro principal e do carro secundário de guindastes de ponte e de pórtico, bem como às rodas de máquinas de elevação sobre carris, tais como guindastes de pórtico.
A norma GB/T 36152-2018 é uma norma específica relativa à conceção, fabrico e aceitação de rodas para gruas, que define as dimensões típicas das rodas, o tratamento térmico dos materiais, os parâmetros da banda de rodagem e do rebordo, bem como as condições de inspeção e abate. As rodas são componentes essenciais do mecanismo de deslocamento das gruas, cuja qualidade influencia diretamente a estabilidade de funcionamento e a vida útil de toda a máquina.
Tipos e séries de dimensões das rodas
A norma GB/T 36152-2018 classifica as rodas de guindastes de acordo com o tipo de flange: rodas com flange dupla (com flange em ambos os lados, adequadas para carris padrão; são o tipo de roda mais comum em guindastes de ponte e de pórtico; a flange orienta a roda no carril, evitando o descarrilamento), rodas de flange única (com flange apenas num dos lados, adequadas para situações em que a via possui um muro de contenção num dos lados ou para certas rodas de carretos, com uma estrutura mais simples) e rodas sem flange (sem flange, utilizadas em conjunto com rodas de orientação horizontais, adequadas para guindastes de pórtico de grande vão, a fim de reduzir as forças laterais causadas pelo desvio). De acordo com o tipo de banda de rodagem, dividem-se em banda de rodagem cilíndrica (a banda de rodagem é uma superfície cilíndrica, a mais comum, adequada para os carros principais e os carros secundários das pontes rolantes e das gruas de pórtico) e banda de rodagem cónica (a banda de rodagem apresenta uma inclinação de 1:10 ou 1:20; a superfície cónica permite a centralização automática para a frente e melhora o desgaste do carril).
A norma define uma série de diâmetros de rodas: um total de 28 especificações, desde Φ200 mm até Φ1250 mm (200, 250, 315, 350, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, etc.), sendo que a largura da banda de rodagem é determinada em função do diâmetro da roda e do tipo de via.
Materiais e tratamento térmico
Requisitos da norma relativos aos materiais das rodas: Recomenda-se a utilização de 65Mn, 60Si2Mn ou 42CrMo como materiais para as rodas (após o processo de têmpera e revenimento da roda na sua totalidade, a superfície de contacto e o rebordo devem atingir a dureza especificada). 65Mn — o material mais utilizado para rodas, com boa penetração de têmpera e elevada resistência ao desgaste; a dureza da superfície de contacto da roda é de HB 300 a 380 e a do rebordo é de HB 280 a 360. 60Si2Mn — material de rodas em aço para molas, com elasticidade e resistência à fadiga superiores às do 65Mn; adequado para rodas de gruas sujeitas a cargas de impacto elevadas; dureza da superfície de contacto: HB 320–400. 42CrMo — material de aço-liga para rodas, com as melhores propriedades mecânicas globais e a melhor penetração de têmpera; adequado para guindastes pesados e rodas de grande diâmetro (Φ ≥ 800 mm); a dureza da superfície de contacto varia entre HB 340 e 420.
A norma especifica a profundidade da camada de endurecimento superficial — a profundidade da camada de endurecimento na banda de rodagem e no rebordo da roda não deve ser inferior a 15 mm (a dureza a uma profundidade de 15 mm deve continuar a ser ≥ HB260), de modo a garantir que a roda não sofra uma falha prematura devido a dureza interna insuficiente, mesmo após um desgaste prolongado. Após o endurecimento por têmpera de toda a roda, deve ser realizado um tratamento de revenimento, para eliminar as tensões de têmpera e ajustar a dureza para o intervalo especificado.
As rodas dos guindastes da Krude Heavy Industry são todas rodas de aço 65Mn com banda de rodagem temperada, selecionadas de acordo com a norma GB/T 36152, sendo que os equipamentos essenciais utilizam rodas de aço-liga 42CrMo.
Dimensões da banda de rodagem e do aro da roda
A norma estabelece especificações detalhadas relativas às tolerâncias das dimensões-chave das rodas: Tolerância do diâmetro da roda — a tolerância de fabrico do diâmetro nominal da roda é h9 (para encaixes de precisão) ou h11 (para uso geral). Tolerância da largura da banda de rodagem — a tolerância da largura é de ±0,5 mm (após o usinagem). Altura do aro — a altura do aro num dos lados deve ser h ≥ 20 mm (para rodas com diâmetro ≤ 500 mm) ou h ≥ 25 mm (para rodas com diâmetro > 500 mm).
Espessura do rebordo — A espessura b na base do rebordo deve ser ≥ 16 mm (D ≤ 500 mm) ou b ≥ 20 mm (D > 500 mm). Excentricidade radial da banda de rodagem da roda — dentro da largura da roda, a excentricidade radial da banda de rodagem em relação ao orifício de referência não deve ser superior a 0,11 TP3T do diâmetro da roda e não deve exceder 0,5 mm. Excentricidade frontal da roda — A excentricidade frontal da face interna do aro em relação ao orifício de referência não deve ser superior a 0,15% do diâmetro da roda e não deve exceder 0,8 mm.
Uma oscilação frontal excessiva pode provocar o desvio da roda nos carris e o desgaste excessivo dos carris. A largura de contacto entre a roda e os carris — ou seja, a largura da banda de rodagem da roda — deve ser 10 a 20 mm superior à largura da superfície superior dos carris, de modo a garantir que a roda tenha sempre uma área de contacto suficiente, independentemente das variações de vão e de afoamento.
Requisitos de compatibilidade entre rodas e carris
A norma estabelece requisitos fundamentais relativos à adequação entre as rodas e os carris: Tipo de carril — As rodas devem ser utilizadas em conjunto com os seguintes tipos de carril: carris P38, P43, P50 e P60 (norma para carris ferroviários) ou carris específicos para gruas QU70, QU80, QU100 e QU120 (YB/T 5055). A largura da banda de rodagem da roda deve ser superior à largura da superfície superior do carril correspondente (10 a 20 mm). Desvio da bitola — O desvio da bitola das rodas grandes não deve exceder ±5 mm (quando o vão for ≤30 m) ou ±8 mm (quando o vão for >30 m).
A diferença de altura entre os carris na mesma secção transversal não deve exceder 10 mm. Precisão de montagem das rodas — o desvio horizontal das rodas (ângulo entre o eixo da roda e a linha central do carril no plano horizontal) não deve exceder 0,4 mm/m (ou seja, um desvio ≤ 0,4 mm por metro de comprimento). O desvio vertical (ângulo entre o eixo da roda e o plano horizontal, no plano vertical) não deve exceder 0,2 mm/m.
Um desvio excessivo pode causar um contacto inadequado entre as rodas e os carris — um desvio excessivo provoca o «mordimento» dos carris pelas rodas, desgaste anormal do aro da roda e aumento da resistência ao rolamento. A norma exige ainda que a diferença entre os diâmetros das superfícies de contacto das diferentes rodas de um mesmo guindaste não exceda 0,11 TP3T do diâmetro nominal da roda (ou seja, para uma roda com diâmetro de Φ500 mm, a diferença de diâmetro deve ser ≤ 0,5 mm), de modo a equilibrar a distribuição das forças nas rodas.
Inspeção e abate
Condições de inspeção e abate das rodas previstas na norma: Inspeção na saída da fábrica — Cada roda deve ser submetida a uma verificação dimensional (diâmetro, largura, altura do aro, espessura do aro, tolerâncias de excentricidade axial e radial), a um ensaio de dureza (três pontos na banda de rodagem e no aro) e a uma inspeção visual (não devem apresentar fissuras, poros, imperfeições de areia, inclusões de escória, nem outros defeitos) . Inspeção de tipo — inclui ensaios de desempenho mecânico (resistência à tração e tenacidade ao impacto), medição da profundidade da camada de cementação (detetada na secção transversal da roda através do método de dureza ou da análise da microestrutura) e ensaios de fadiga. As rodas devem ser descartadas nas seguintes situações: desgaste da banda de rodagem — as rodas devem ser descartadas quando o desgaste da banda de rodagem atingir 15% da espessura original da banda de rodagem (por exemplo, uma roda de Φ500 mm com espessura original da banda de rodagem de cerca de 60 mm deve ser substituída quando o desgaste atingir 51 mm).
Desgaste do aro — Deve ser descartado quando a espessura residual do aro num dos lados for inferior a 50% da espessura original. Descolamento da banda de rodagem — Deve ser descartado quando a profundidade do descolamento por fadiga da banda de rodagem exceder 2 mm ou a área afetada ultrapassar 15% da área total da banda de rodagem. Fissuras na roda — Qualquer fissura (independentemente do tamanho) impede a continuação da utilização, sendo necessária a substituição.
Desgaste na zona dos rolamentos das rodas — Deve substituir-se a roda quando o desgaste do furo do rolamento fizer com que a folga de encaixe exceda o dobro da tolerância de encaixe original.
| Parâmetros | Rodas de 65Mn | Roda de 60Si2Mn | Roda de 42CrMo |
|---|---|---|---|
| Dureza da banda de rodagem | HB300~380 | HB320~400 | HB340~420 |
| Profundidade da camada endurecida | ≥15 mm | ≥15 mm | ≥20 mm |
| Resistência ao impacto | Médio | 高 | 高 |
| Diâmetro aplicável | ≤800 mm | ≤1000 mm | ≥800 mm |
| Modelos compatíveis | Guindastes de ponte de pequeno e médio porte | Guindastes de ponte de média e grande porte | Guindastes pesados para a metalurgia |
| Custo relativo | Referência | ×1.3 | ×1.8 |
Perguntas frequentes
P: Por que razão as rodas dos guindastes têm de ser submetidas a tratamento térmico?
Resposta: O objetivo do tratamento térmico das rodas (temperamento por média frequência + revenimento) é conferir à superfície de contacto uma camada de alta dureza e resistência ao desgaste, mantendo simultaneamente a tenacidade do corpo da roda. A profundidade da camada de endurecimento é ≥15 mm e a dureza varia entre HB 300 e 380, o que permite prolongar significativamente a vida útil das rodas. As rodas da Krude Heavy Industry são fabricadas em estrita conformidade com o processo de tratamento térmico da norma GB/T 36152, sendo que cada lote de produtos é submetido a ensaios de dureza e análises metalográficas.
P: Que impacto tem o desalinhamento das rodas no funcionamento do guindaste?
Resposta: Um desvio horizontal ou vertical das rodas superior aos valores padrão provoca um aumento da resistência ao rolamento, um aumento da corrente do motor e um desgaste anormal das rodas e dos carris. As normas de instalação exigem que o desvio horizontal seja ≤ L/1000, o desvio vertical seja ≤ L/400 e a diferença diagonal seja ≤ 5 mm. Se estes valores forem excedidos, é necessário proceder a um ajuste atempado; caso contrário, acelerará a deterioração das rodas e afetará a estabilidade de funcionamento do guindaste.
P: Qual é a diferença de diâmetro permitida entre as quatro rodas de um mesmo guindaste?
Resposta: A norma exige que a diferença de diâmetro entre todas as rodas de um mesmo guindaste não exceda 0,5 mm. A falta de uniformidade no diâmetro pode fazer com que a roda mais pequena fique suspensa ou não tenha um bom contacto com o solo, o que resulta numa pressão irregular das rodas, na oscilação da carroçaria e na falta de sincronização da velocidade de funcionamento. O diâmetro das rodas deve ser medido a frio, na parte central da banda de rodagem, evitando a zona de transição da camada de endurecimento. Ao substituir as rodas, deve-se ter o cuidado de utilizar rodas emparelhadas.
P: Que impacto têm as juntas dos carris na vida útil das rodas?
Resposta: As juntas dos carris são a fonte de impactos durante o funcionamento das rodas; as diferenças de nível e o desalinhamento lateral nas juntas traduzem-se diretamente em cargas de impacto nas rodas. As normas exigem que a diferença de nível seja ≤ 1 mm e que o desalinhamento lateral seja ≤ 1 mm. A folga da junta dos carris deve ser de 4 a 6 mm no inverno e de 6 a 8 mm no verão; uma folga inadequada acelera a fadiga da banda de rodagem das rodas. Recomenda-se verificar mensalmente o estado das juntas dos carris.
