Compatibilidade entre cavalo mecânico e semirreboque plataforma de 12,5 m com 3 eixos: espaço livre e cargas por eixo

Um cavalo mecânico pode aceitar o pino-rei de um Semirreboque Plataforma de 12,5 m e 3 eixos e, ainda assim, não ser uma combinação adequada. A compatibilidade depende do envelope varrido pelo semirreboque, da posição e da altura da quinta roda do cavalo mecânico e da forma como o semirreboque carregado distribui o peso entre o engate e o grupo de eixos. Uma massa bruta combinada admissível não comprova que as cargas por eixo individuais ou as folgas durante as manobras sejam adequadas.

Por isso, as verificações decisivas são geométricas e baseadas na carga: determinar a folga em toda a faixa de articulação necessária, calcular as reações nos eixos para posições realistas da carga e comparar os resultados com as capacidades nominais dos equipamentos e os limites rodoviários aplicáveis. O comprimento total do semirreboque, por si só, não permite determinar a compatibilidade.

Utilize a geometria do engate, não as dimensões nominais do semirreboque

Uma especificação que indique «12 500 mm de comprimento» não identifica as dimensões que determinam a compatibilidade com o cavalo mecânico. A avaliação requer um desenho cotado do semirreboque que mostre a posição do pino-rei, o balanço dianteiro, o perfil inferior, a posição dos pés de apoio e o espaçamento entre eixos. O desenho do cavalo mecânico deve indicar a posição do pivô da quinta roda em relação à cabina, aos componentes do chassis e aos eixos.

As medições essenciais incluem:

• Distância entre o pino-rei e os cantos dianteiros: o raio percorrido pelos cantos dianteiros do semirreboque em torno do engate.
• Distância entre a quinta roda e a cabina: medida até ao obstáculo relevante mais próximo, incluindo acessórios da cabina, e não apenas o painel traseiro da cabina.
• Geometria entre o pino-rei e os pés de apoio: incluindo escoras, sapatas e componentes que se projetem abaixo do quadro do semirreboque.
• Altura do engate: especificada nas condições relevantes, com e sem carga, considerando o curso da suspensão.
• Posição do pino-rei em relação ao grupo de eixos: necessária para calcular a distribuição da carga, juntamente com o espaçamento entre eixos e as características da suspensão.

Confirme se as dimensões do pino-rei correspondem às especificações aprovadas pelo fabricante da quinta roda. A capacidade nominal de carga vertical de um componente do engate é apenas um dos requisitos; também são importantes a sua capacidade dinâmica aplicável, a aprovação da instalação e a estrutura de montagem. Quando se aplicar o Regulamento UNECE n.º 55, os requisitos de aprovação do engate devem ser verificados juntamente com os requisitos nacionais para veículos. Uma marca de aprovação não comprova que uma instalação específica de cavalo mecânico e semirreboque tenha folga suficiente.

A folga deve ser mantida durante as curvas e as mudanças de inclinação da estrada

Verificar a combinação em linha reta e parada considera apenas uma posição de funcionamento. Durante a articulação, o canto dianteiro do semirreboque aproxima-se da cabina, enquanto a parte inferior e os pés de apoio varrem a zona do chassis do cavalo mecânico.

Para um perfil dianteiro retangular, é possível calcular um raio preliminar do canto da seguinte forma:

R = √(f² + b²)

Neste caso, f é a distância do pino-rei até à extremidade dianteira do semirreboque, e b é metade da largura do semirreboque. Esta é uma medição de triagem, não um teste completo de folga. Cantos chanfrados, painéis frontais, carga saliente e acessórios do cavalo mecânico alteram o envelope real. O espaço disponível também varia com o ângulo de articulação e a posição lateral de cada obstáculo.

A análise da trajetória em planta deve abranger a faixa de manobras prevista nos dois sentidos. Verifique a cabina, os componentes do escape, os depósitos, a plataforma traseira da cabina e os suportes das mangueiras. Deve também incluir-se a carga do semirreboque ou os equipamentos de fixação que se projetem para além da estrutura dianteira, quando esse tipo de carregamento for permitido.

A folga dos pés de apoio exige uma verificação separada. Um canto dianteiro pode passar sem tocar na cabina, enquanto uma escora do pé de apoio colide com um guarda-lamas traseiro, uma extensão do chassis ou o envelope do pneu. Deslocar a quinta roda deslizante para trás pode aumentar a folga em relação à cabina, mas altera a carga nos eixos e não resolve automaticamente todos os conflitos com os pés de apoio.

A folga vertical deve ter em conta a inclinação relativa em rampas, lombas e acessos irregulares. Um semirreboque que não toca no cavalo mecânico em terreno plano pode colidir com componentes do chassis quando o cavalo mecânico e o semirreboque assumem ângulos diferentes em relação à estrada. A altura do engate também deve manter o semirreboque dentro da sua atitude de funcionamento aprovada. Uma operação com a dianteira excessivamente elevada ou rebaixada pode afetar a folga inferior e a distribuição da carga entre os eixos do semirreboque.

A margem de folga adequada deve ser definida pelos fabricantes do veículo e do engate, tendo em conta o movimento da suspensão, a deformação do quadro e as tolerâncias. Não existe uma folga universal que comprove a segurança de todas as combinações.

Calcule a reação do semirreboque antes de verificar os eixos do cavalo mecânico

Para um cálculo estático preliminar, considere que o semirreboque está apoiado no pino-rei e no centro efetivo do seu grupo de eixos. Defina:

• W como o peso total do semirreboque carregado, incluindo a tara do semirreboque;
• L como a distância entre o pino-rei e o centro efetivo de apoio do grupo de eixos;
• x como a distância longitudinal entre o pino-rei e o centro de gravidade combinado do semirreboque carregado.

As reações do grupo de eixos T e do pino-rei K são:

T = W × x / L
K = W − T

Para vários itens de carga, calcule os momentos individuais em vez de presumir que o centro da carga coincide com o centro do estrado. A tara do semirreboque também tem o seu próprio centro de gravidade. Uma máquina concentrada e perfis de aço distribuídos uniformemente podem produzir reações diferentes no pino-rei, mesmo com a mesma massa de carga útil.

Considere um semirreboque carregado com 32 toneladas, uma distância de 8,0 m entre o pino-rei e o grupo de eixos e um centro de gravidade combinado situado a 5,0 m atrás do pino-rei. A reação calculada no grupo de eixos é de 20 toneladas, restando 12 toneladas no pino-rei. Estes valores ilustram o cálculo; não representam cargas admissíveis.

O centro efetivo de apoio deve refletir a configuração da suspensão. Dividir a reação do grupo por três fornece apenas uma média inicial. Um terreno irregular, o estado da suspensão, a atitude do semirreboque e o comportamento do sistema de equalização de carga podem causar cargas desiguais nos eixos individuais. A capacidade nominal de cada eixo, pneu e suspensão continua a ter de ser verificada.

A posição da quinta roda determina para onde vai a carga do pino-rei

A reação do pino-rei não é suportada exclusivamente pelos eixos motrizes do cavalo mecânico. A sua distribuição depende da posição da quinta roda em relação ao eixo direcional e ao grupo de eixos traseiros.

Num modelo simplificado do cavalo mecânico, considere B como a distância entre o eixo direcional e o centro efetivo de apoio do grupo traseiro, e a como a distância entre o eixo direcional e o pivô da quinta roda. As reações adicionais são:

Aumento da carga no grupo traseiro = K × a / B
Aumento da carga no eixo direcional = K × (B − a) / B

Com uma distância efetiva entre eixos de 3,8 m, uma quinta roda situada 3,4 m atrás do eixo direcional e uma reação de 12 toneladas no pino-rei, são acrescentadas aproximadamente 10,74 toneladas ao grupo traseiro e 1,26 toneladas ao eixo direcional. Se as cargas operacionais do cavalo mecânico sem semirreboque forem de 4,0 toneladas atrás e 5,0 toneladas à frente, as cargas resultantes serão de aproximadamente 14,74 e 6,26 toneladas, respetivamente.

Este exemplo demonstra por que razão uma potência adequada do motor e uma capacidade de massa bruta combinada suficiente não comprovam a compatibilidade. O grupo traseiro pode exceder um limite aplicável mesmo que o peso total da combinação seja aceitável. Deslocar a quinta roda para a frente transfere mais carga para o eixo direcional, mas reduz a folga em relação à cabina. Posicioná-la atrás do centro do grupo traseiro pode aliviar a carga no eixo direcional.

A deslocação da carga tem um efeito igualmente direto. Deslocar uma carga útil de 24 toneladas 0,5 m para a frente no semirreboque do exemplo aumenta em 1,5 toneladas a reação do pino-rei, considerando a mesma distância de apoio de 8,0 m. Essa alteração deve ser incluída no cálculo dos eixos do cavalo mecânico — não basta verificá-la face à capacidade nominal da quinta roda.

Distinga a capacidade do equipamento dos limites legais de operação

O limite de carga admissível é determinado pela restrição aplicável mais rigorosa: capacidades nominais dos eixos do cavalo mecânico, dos eixos e da suspensão do semirreboque, dos pneus e do engate, limites do chassis, aprovação da massa bruta combinada e regulamentos rodoviários. Os limites dos grupos de eixos podem depender do espaçamento e da configuração; as restrições do percurso ou de pontes podem impor condições adicionais.

As especificações de outra configuração de eixos não substituem os dados do semirreboque de três eixos. Por exemplo, aSemirreboque Plataforma de 5 Eixos com uma carga útil nominal indicada de 55 000 kg e cinco eixos de 16 toneladas não determina nem a carga útil nem a capacidade legal de circulação rodoviária de um modelo de três eixos. Somar as capacidades nominais dos componentes não é um método válido para calcular o peso da combinação.

Uma combinação justificável exige uma posição aprovada do engate e um envelope de carga definido, e não apenas a indicação de que os veículos podem ser acoplados. Valide os cálculos pesando cada eixo individualmente com cargas representativas e verifique a articulação através de uma avaliação controlada das folgas. Qualquer alteração à posição da quinta roda, aos pneus, à altura da suspensão ou à colocação da carga que afete esses resultados deve levar a uma nova verificação antes da operação.