Escolhendorodízios industriaissimplesmente dividir o peso do equipamento pelo número de rodas pode produzir resultados enganosos. O problema torna-se mais sério quando uma máquina carrega uma carga descentralizada, se move sobre pisos irregulares, usa seis ou oito rodízios ou opera sob impactos repetidos.
Um princípio básico de seleção de carga de três rodas é útil para estabelecer um ponto de partida, mas o equipamento real raramente se comporta como uma plataforma perfeitamente equilibrada.
Para equipes de engenharia que projetam máquinas móveis, carrinhos, estações de trabalho, plataformas AGV ou equipamentos pesados, a questão mais importante é:
Quanta carga o rodízio mais carregado realmente suportará durante a operação?
Este guia se concentra nessa questão. Em vez de repetir cálculos básicos de carga dos rodízios, ele examina o carregamento excêntrico, a distribuição de carga de vários rodízios, o movimento dinâmico, a redução da capacidade ambiental e os erros comuns de seleção.
Para um carrinho simples e uniformemente carregado, um cálculo teórico da carga por rodízio pode fornecer um ponto de partida razoável.
O equipamento real pode ser muito diferente.
O centro de gravidade pode estar mais próximo de uma extremidade da estrutura. Baterias, motores, bombas, componentes hidráulicos ou outros conjuntos pesados podem ser montados em um lado. Uma estrutura rígida pode transferir carga adicional para certas rodas quando o piso é irregular.
As causas comuns de carregamento irregular do rodízio incluem:
· Componentes pesados instalados perto de uma extremidade da plataforma
· Baterias ou motores montados em um lado
· Ferramentas ou materiais armazenados de forma desigual
· Estruturas longas do equipamento com alto centro de gravidade
· Estruturas rígidas operando em pisos irregulares
· Rampas, soleiras, juntas de piso e vãos de expansão
· Partida, parada ou giro repentino
· Operação de reboque ou AGV
· Tolerâncias de fabricação e montagem
Isto significa que a carga média por rodízio não é necessariamente a carga real transportada pelo rodízio mais carregado.
Para equipamentos industriais exigentes, essa diferença pode determinar se um rodízio opera de maneira confiável ou apresenta falha prematura no rolamento, na roda, no suporte ou na montagem.
Uma carga excêntrica ocorre quando o centro de gravidade do equipamento e sua carga útil não se alinham com o centro geométrico do layout do rodízio.
Considere uma bancada de testes móvel de 600 kg.
Se a carga for distribuída uniformemente, as cargas dos rodízios podem ser relativamente equilibradas. Mas suponha que aproximadamente 70% do peso total esteja concentrado na parte traseira da plataforma, onde dois rodízios estão instalados.
O par traseiro pode, portanto, transportar uma parcela muito maior da carga total.
Um cálculo prático de engenharia pode ser expresso como:
Capacidade necessária por rodízio com carga pesada = (Peso bruto total × Taxa de carga fora do centro estimada ÷ Número de rodízios no lado com carga pesada) × Fator de segurança
Por exemplo:
· Peso bruto total: 600 kg
· Relação de carga traseira estimada: 70%
· Rodízios traseiros: 2
· Fator de segurança: 1,5
Cálculo:
(600 × 0,70 ÷ 2) × 1,5 = 315 kg
Neste cenário simplificado, selecionar um rodízio com base apenas em:
600÷4 = 150kg
subestimaria significativamente a carga transportada pelos rodízios traseiros.
Idealmente, a distribuição exata da carga deve ser confirmada a partir da posição do centro de gravidade do equipamento, da geometria da estrutura e dos dados do teste de carga. O valor de 70% acima é um exemplo de engenharia e não uma regra de distribuição universal.
Onde o carregamento excêntrico geralmente ocorre
Esta questão é particularmente relevante para:
· Bases de máquinas móveis
· Armários de baterias e armazenamento de energia
· Estações de trabalho industriais
· Mesas de soldagem
· Carrinhos de ferramentas
· Plataformas de bombas e compressores
· Equipamento médico
· Carrinhos de movimentação de materiais
· Plataformas AGV
· Armações industriais longas
Para equipamentos com um centro de gravidade claramente deslocado, a seleção dos rodízios deve começar com o lado mais carregado, em vez da carga média em todos os rodízios.
A adição de mais rodízios parece aumentar a capacidade de carga porque o peso total é distribuído por mais rodas.
Na prática, o compartilhamento de carga raramente é perfeito.
Uma plataforma de seis rodízios não coloca necessariamente exatamente um sexto de seu peso em cada rodízio. O mesmo se aplica às plataformas de oito lançadores.
Vários fatores podem impedir o carregamento igual:
· Desníveis do piso
· Deflexão do quadro
· Diferenças de altura de montagem dos rodízios
· Tolerâncias de soldagem ou fabricação
· Diâmetro irregular da roda
· Diferentes orientações giratórias
· Posição da carga útil
· Rigidez do quadro
· Distância entre eixos e espaçamento entre rodízios
Uma plataforma rígida pode até transferir uma quantidade desproporcional de carga para menos rodas quando uma parte da estrutura encontra uma irregularidade no piso.
Por esse motivo, os engenheiros às vezes usam uma suposição eficaz de compartilhamento de carga, em vez de simplesmente dividir o peso total pelo número total de rodízios.
Por exemplo, uma máquina com 8 rodízios pode, teoricamente, distribuir a carga entre oito rodas, mas o seu cálculo de projeto real pode usar menos pontos de suporte de carga efetivos, dependendo do quadro e das condições de operação.
Esta não é uma fórmula universal.
O divisor efetivo apropriado depende de:
· Layout do rodízio
· Construção de moldura
· Espaçamento entre rodas
· Centro de gravidade
· Condição do piso
· Tolerâncias de montagem
· Se o equipamento está parado ou em movimento
Para grandes plataformas industriais, um teste de carga física ou uma análise estrutural pode fornecer um resultado mais confiável do que assumir uma distribuição de carga perfeita.
Um dos erros mais comuns na seleção do rodízio é comparar o peso total do equipamento apenas com a classificação de carga estática do rodízio.
Uma máquina pode pesar 500 kg enquanto está parada, mas sofrer forças consideravelmente maiores quando começa a se mover, para repentinamente, vira ou cruza um obstáculo.
Carregamento estático
Carga estática refere-se à carga transportada enquanto o equipamento permanece parado.
É relevante para:
· Máquinas estacionadas
· Carrinhos de armazenamento
· Estações de trabalho estacionárias
· Posicionamento de equipamentos
· Aplicações de nivelamento
Carregamento dinâmico
A carga dinâmica ocorre enquanto o equipamento está em movimento.
A carga real pode aumentar devido a:
· Partida e parada
· Torneamento
· Vãos no chão
· Limites
· Rampas
· Concreto irregular
· Reboque
· Impacto repetido
· Mudanças direcionais frequentes
Por esta razão, a classificação de carga dinâmica do rodízio deve ser considerada quando o equipamento é movimentado rotineiramente.
Um rodízio que pareça adequado a partir de sua classificação estática pode não fornecer vida útil suficiente sob cargas dinâmicas repetidas.
Uma questão prática de engenharia
Em vez de perguntar:
“Este lançador pode segurar a máquina?”
perguntar:
“Este rodízio pode sustentar a máquina enquanto ela se move repetidamente sob seu piso real e condições operacionais?”
Essa distinção é particularmente importante pararodízios industriais resistentesusado em equipamentos de produção.
A capacidade de carga do rodízio não deve ser considerada independentemente do ambiente operacional.
Um piso interno liso e um piso de fábrica áspero impõem demandas diferentes em rodas, rolamentos, suportes e ferramentas de montagem.
Uma referência prática de engenharia pode ser assim:
| Condição Operacional | Faixa típica do fator de segurança* | Consideração de seleção |
| Concreto interno liso, movimento ocasional | 1,3–1,5 | Rodízio industrial geral |
| Chão de fábrica padrão, movimento frequente | Cerca de 1,5 | Rodízio industrial de nylon ou PU |
| Pisos ásperos, rampas, soleiras | 1,5–1,8 | Rodízio reforçado para serviço pesado |
| Movimento contínuo de serviço pesado | 1,8–2,0 | Rodízio industrial para serviço pesado |
| Ambiente de alta temperatura ou corrosivo | 2.0+ ou redução de material | Construção de rodízio específica para aplicação |
Temperatura e exposição química
A alta temperatura pode reduzir o desempenho de alguns materiais e lubrificantes de rodas.
Ambientes corrosivos podem afetar:
· Colchetes
· Rolamentos
· Eixos
· Fixadores
· Núcleos das rodas
Nestas aplicações, apenas aumentar o fator de segurança numérico pode não resolver o problema. Os materiais e a construção do rodízio também devem corresponder ao ambiente.
Por exemplo, um rodízio com capacidade de carga nominal suficiente ainda pode ter uma vida útil curta se o material da roda ou os componentes metálicos forem inadequados para as condições de operação.
Caso 1: Carrinho Móvel Carregado Fora do Centro
Um carrinho móvel pesa aproximadamente 520 kg e utiliza quatro rodízios.
A equipe de engenharia calcula inicialmente:
520 ÷ 4 = 130 kg por rodízio
Um rodízio com capacidade de 150 kg parece, portanto, suficiente.
Entretanto, a maior parte da massa do equipamento está concentrada em um lado do carrinho. Durante a operação, os dois rodízios desse lado sofrem cargas significativamente maiores.
Depois de várias semanas, os rodízios fortemente carregados mostram:
· Deformação da roda
· Ruído de rolamento
· Flexão do suporte
· Desgaste prematuro
O cálculo não estava necessariamente errado matematicamente.
O problema era osuposição de distribuição igual de carga.
Uma abordagem melhor é estimar a taxa de carga no lado fortemente carregado e dimensionar esses rodízios de acordo.
Caso 2: Plataforma de Máquina com Seis Rodízios
Uma máquina de 1.800 kg está instalada em seis rodízios idênticos.
Um cálculo simples dá:
1.800 ÷ 6 = 300 kg por rodízio
Contudo, a estrutura da máquina é rígida e o piso da fábrica não está perfeitamente nivelado.
Quando a máquina se move, vários rodízios não compartilham a carga igualmente. O resultado é uma carga localizada mais elevada, especialmente ao cruzar juntas ou soleiras do piso.
Nesta situação, a equipe de engenharia deve considerar:
· Pontos de suporte de carga eficazes
· Rigidez do quadro
· Tolerâncias de montagem do rodízio
· Impacto dinâmico
· Material da roda
· Condições do piso
O objetivo não é simplesmente instalar mais rodízios. É para garantir que o layout e a estrutura dos rodízios permitam que a carga seja transportada de maneira confiável.
Antes de finalizar uma especificação de rodízio, faça as verificações a seguir.
1. Confirme o peso bruto real
Incluir:
· Peso do equipamento
· Carga útil máxima
· Ferramentas
· Baterias
· Acessórios
· Consumíveis
· Quaisquer componentes removíveis que possam permanecer instalados durante a operação
Não calcule a capacidade do rodízio a partir do peso vazio do equipamento se a máquina normalmente operar com carga total.
2. Identifique o centro de gravidade
Perguntar:
· A carga está centralizada?
· A maior parte do peso está em uma extremidade?
· Um lado é mais pesado?
· O centro de gravidade está alto?
· A posição da carga útil muda durante o uso?
Para equipamentos excêntricos, calcule a carga provável no rodízio ou grupo de rodízios com maior carga.
3. Verifique o layout dos rodízios
Análise:
· Número de rodízios
· Espaçamento entre rodízios
· Distância entre eixos
· Posições de rodízio giratório e rígido
· Locais de montagem
· Dimensões do quadro
Mais rodízios não garantem automaticamente uma distribuição igual da carga.
4. Separe requisitos estáticos e dinâmicos
Se o equipamento se movimentar regularmente, use a classificação dinâmica como parâmetro chave de seleção.
Considerar:
· Velocidade de viagem
· Frequência de partida e parada
· Torneamento
· Reboque
· Vãos no chão
· Rampas
· Limites
· Frequência de impacto
5. Aplique a margem de segurança apropriada
Selecione um fator de segurança de acordo com o ambiente operacional real, em vez de usar um número para cada aplicação.
6. Combine a construção do rodízio com o ambiente
Verificar:
· Material da roda
· Tipo de rolamento
· Material do suporte
· Resistência à corrosão
· Resistência à temperatura
· Exposição química
· Requisitos de proteção do piso
Esta etapa final é importante porque a capacidade de carga por si só não determina a vida útil.
O princípio de seleção de carga de 3 rodas é um ponto de partida útil para o dimensionamento de rodízios industriais, mas não é o fim do cálculo.
Quando o equipamento se torna mais pesado, mais longo, móvel ou carregado de forma desigual, vários fatores adicionais tornam-se importantes:
· Distribuição excêntrica de carga
· Pontos de suporte de carga eficazes
· Carregamento dinâmico
· Condições de piso e operação
· Ajuste do fator de segurança
· Material da roda e suporte
· Rigidez da estrutura e precisão de montagem
O rodízio mais carregado – e não o rodízio comum – deve orientar a decisão de capacidade para aplicações exigentes.
Para fabricantes de equipamentos OEM, essa abordagem baseada em aplicação pode reduzir o risco de desgaste prematuro das rodas, falha de rolamentos, deformação do suporte e custos inesperados de substituição.
Rodízios CMCL, uma empresa com sede na Chinarodízios industriaisfabricante, trabalha com fabricantes de equipamentos em configurações de rodízios para equipamentos móveis pesados, plataformas de máquinas, carrinhos e outras aplicações industriais. Sua abordagem de engenharia considera a distribuição de carga, o ambiente operacional, o material da roda e os requisitos de montagem, em vez de depender apenas da capacidade nominal.
Ao selecionar um rodízio para uma nova máquina ou plataforma móvel, comece com o caminho de carga real e as condições operacionais. O cálculo correto não consiste simplesmente em encontrar um rodízio que possa suportar o peso – trata-se de compreender qual rodízio suporta o peso, em que condições e por quanto tempo.
