Baixe Máquinas - Scrapers e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Minas, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MINAS ANDRESSA ILANA S. GALDINO SCRAPERS RECIFE 2015 ANDRESSA ILANA S. GALDINO SCRAPERS Relatório apresentado como exigência parcial de avaliação na disciplina de Planejamento de Lavra, no curso de Graduação em Engenharia de Minas. Orientador: Prof. Dr. Márcio Luiz Barros. RECIFE - 2015 O movimento da caçamba, avental e ejetor, dependendo do modelo do scraper e do sistema adotado pelo fabricante, poderão ser acionados através de cabos de aço, êmbolos hidráulicos ou motores elétricos. Principais elementos da caçamba: Figura 3 – Elementos principais da caçamba 7 - Avental 8 - Ejetor 9 - Lâmina de Corte 10 - Pistão Hidráulico Como funciona o carregamento e descarga de material? Os comandos de acionamento são executados por pistões hidráulicos de duplo sentido e acionados por bomba hidráulica de alta pressão. A escavação é feita pelo movimento sincronizado da Lâmina de Corte que entra em contato com o terreno pelo abaixamento da caçamba, ao mesmo tempo que o Avental é elevado com a movimentação gradual do Ejetor. A carga se faz pelo arrastamento do scraper, com o qual a lâmina penetra no solo, empurrando-o para o interior da caçamba. Carregamento: ejetor recuado, avental elevado, caçamba abaixada. Figura 4 – Carregamento do Scraper Descarga: ejetor em movimento para a frente, caçamba elevada, avental elevado. Figura 5 – Descarga do Scraper Existem também equipamentos de pequeno porte, apelidados "caixotes", com os mesmos princípios de trabalho, cuja descarga é executada por um grande giro da caçamba, não existindo o ejetor. Um exemplo são scrapers com capacidade da caçamba da ordem de 3 a 4 m3. Em geral são agrupados (dois) e rebocados por um trator agrícola, onde ficam os controles. Figura 6 – Funcionamento da caçamba TIPOS DE SCRAPER Scraper convencional, rebocador de 1 eixo: Figura 7 – Scraper rebocador de 1 eixo É o equipamento que, por inovações introduzidas pelos fabricantes, carrega a caçamba sem necessidade de um trator auxiliar. Uso: Para distâncias médias e curtas, terrenos de compacidade média ou baixa, rampas < 15 %, terrenos com bom suporte e pouco afundamento (baixa resistência ao rolamento). Moto scraper convencional, rebocador de 2 eixos: Figura 8 – Scraper rebocador de 2 eixos Possui dois motores tendo todas as suas quatro rodas motoras com força de tração suficiente para efetuar o seu próprio carregamento. Uso: Distâncias médias e grandes, terreno compacidade média ou baixa, rampas até 10 %, terrenos bom suporte e afundamento < 15% (baixa resistência ao rolamento). Moto-scraper com esteira elevadora: Figura 9 – Moto-scraper com esteira elevadora Nessas unidades a carga da caçamba é executada por uma esteira que eleva o material escavado lançando-o no interior da mesma. Uso: Distâncias curtas e médias, terrenos pouco compactos, solo solto, rampas pequenas (<10 %), terrenos com bom suporte e pouco afundamento (baixa RR). Moto-scraper twin : Figura 10 – Moto-scraper twin Moto-scrapers com 2 motores que possui o eixo traseiro também provido de força motriz , ou seja, motores geminados que funcionam em conjunto. Uso: Distâncias médias, terrenos compactos, rampas < 30 % (médias e fortes), terrenos de baixa cap. De suporte e alta resistência ao rolamento. Scraper rebocado por trator: Quando a aderência estiver baixa (patinagem das rodas) ou a potência disponível for Scrapers TR e PP : aproximadamente até 30 % Scrapers SR ( rebocados por Trator de esteiras) : até 40 % FORÇA DE TRAÇÃO Para saber se um equipamento pode se locomover em um terreno em função das condições de serviço, como são resistência ao rolamento, resistência de rampa, altitude do local e aderência ao terreno, devem ser conhecidas as forças opostas ao movimento e comparadas estas, às forças de tração disponíveis nas diversas marchas do sistema de tração. RESISTÊNCIA TOTAL AO MOVIMENTO DE UM EQUIPAMENTO A resistência total pode ser decomposta em: 1. resistência ao rolamento; 2. resistência de rampa; 3. resistência de inércia; (pequena e difícil de dimensionar ); 4. resistência do ar – atrito e pressão frontal (desprezível). A resistência de inércia surge quando o veículo sofre variação na velocidade (freada ou aceleração). Para reduzi-lo, o modo mais prático é reduzir as causas, suavizando o trajeto dos equipamentos (principalmente veículos de transporte). Detalhando a resistência de rampa: R rampa = P cos (α) : simplificamos o cálculo expressando α em porcentagem e fazendo R (em Kg) = 10 x P (em toneladas) x ( aclive em porcentagem ) P. exemplo: se α = ang tg( 15/100) , aclive % = 15/100 = 0,15 R = 10 x P x 0,15 A resistência total ao movimento será expressa por RT = R rolamento + R rampa (desprezamos os outros fatores, muito pequenos) É costume calcular separadamente o peso P2 sobre o eixo trator, para facilitar o cálculo da aderência (semelhante ao atrito). Conhecido o coeficiente de aderência A e o peso P2 do trator, calculamos a força de aderência Fa = P2 x A. Se RT > Fa , as rodas tratoras patinam e o veículo não se move. Facilidade de Escavação com scrapers em terreno natural: Terrenos muito compactos: use scraper rebocado por trator de esteiras, ou motor traseiro com tração em todas as rodas. Menos compactos: convencionais. Os "cavalos" (tratores) de pior desempenho quando há pouca aderência são os de dois eixos. Sobre os tratores de rodas puxando scraper: Como ambos se deslocam sobre rodas, há que considerar o peso do trator e o do scraper, vazio ou carregado. Calcular resistência ao rolamento, resistência/assistência de rampa, distribuição do peso , aderência. A resistência ao rolamento não afeta os tratores de esteiras ... Resumo: Motoscraper convencional , rebocador de 1 eixo: Para distâncias médias e curtas, terrenos de compacidade média ou baixa, rampas < 15 %, terrenos com bom suporte e pouco afundamento (baixa resistência ao rolamento). Motoscraper convencional , rebocador de 2 eixos: Distâncias médias e grandes, terreno compacidade média ou baixa, rampas até 10 %, terrenos bom suporte e afundamento < 15% (baixa resistência ao rolamento). Motoscraper com elevatório: Distâncias curtas e médias, terrenos pouco compactos, solo solto, rampas pequenas (<10 %) , terrenos com bom suporte e pouco afundamento (baixa RR) Motoscraper (twin) : Distâncias médias, terrenos compactos, rampas < 30 % (médias e fortes), terrenos de baixa cap. De suporte e alta resistência ao rolamento. Scraper rebocado SR por trator de esteiras: Distâncias curtas, terrenos compactos, fortes rampas (> 30 %), terrenos de baixa capacidade de suporte e alta resistência ao rolamento. COMPARAÇÕES ALTERNATIVAS Os fatores que mais influem no desempenho de equipamentos escavo- transportadores são: distância de transporte e resistências ao movimento das máquinas. O gráfico a seguir orienta uma seleção baseada nesses fatores. (gráfico baseado em Ricardo e Catalani: Manual Prático de Escavação) Algumas vezes as máquinas são usadas em condições diferentes das mais favoráveis segundo esse gráfico. Fatores teoricamente menos importantes podem predominar em condições especiais, conforme análise de produção e custo, não disponibilidade momentânea de um recurso, trabalhos de curta duração, etc. ADERÊNCIA A aderência é a capacidade que tem as rodas motrizes (ou esteiras) de um equipamento de aderirem ao terreno. A aderência varia de acordo com o peso aplicado pelas rodas motoras (ou esteiras), pelo desenho e da forma da banda de rodagem (ou forma e dimensões das garras da esteira), tipo e condições da superfície do terreno. Quando as rodas ou esteiras giram em falso (patinam) a aderência é insuficiente. Maneiras usadas para aumentara a aderência: a) Aumentar o peso sobre as rodas de tração; b) Aumentar o número de rodas de tração; c) Melhorar as condições do terreno; d) Colocar correntes nas rodas de tração. Peso transmitido ao solo por alguns tipos de propulsores: a) Scraper rebocado por trator de esteiras: Considera-se somente o peso total do trator b) Scraper rebocado por trator de rodas: Somente é considerado o peso que é transmitido pelas rodas de tração c) Scraper apoiado no trator de rodas: Aproximadamente 40 % do peso do trator + Scraper +carga d) Moto Scraper com tração em duas rodas: Aproximadamente 60 % do peso do moto Scraper + carga e) Moto Scraper com tração em quatro rodas: Considera-se o peso total do conjunto moto Scraper + carga É o mais importante, pois os tempos gastos no transporte são os maiores do ciclo. . As pistas devem ter largura suficiente (três vezes a largura da maior máquina) e serem bem conservadas (com motoniveladoras, e tratores, quando necessário) , sem irregularidades e bem drenadas (fazer caimento de 1 a 2%). Senão, perde-se na velocidade, e o choques e impactos reduzem a vida útil das maquinas, pneus, etc., além de aumentar o desgaste dos operadores, que passam a produzir menos. As pistas devem também ter boa capacidade de suporte e pequeno afundamento. . Se a poeira começar a incomodar, "apagá-la" com caminhões pipa; além de segurança, é item de conservação do equipamento e evita perda de produção; água com cloreto de cálcio também ajuda, por reter a umidade natural; . Evitar curvas fechadas e/ou de baixa visibilidade: provocam redução de velocidade e acidentes. Não sendo possível, alocar sinalizadores. . Treinar operadores para utilizarem marcha mais elevada possível, dentro da segurança (maior velocidade) , e acionar o retardador nos longos declives. . Respeitar acima de tudo a segurança. .Projetar com cuidado as pistas e os ciclos, se possível combinando ciclos individuais para eliminar manobras e balões. COMBINAÇÃO DE CICLOS Ciclos individuais : (Exemplo simples) Ciclo combinado: DESCARGA: Não se admite qualquer atraso na descarga efetuada por moto-scrapers. . Na execução de um aterro, é obrigatório que as unidades de espalhamento, além espalhar o material na espessura de projeto, mantenham a área de descarga em condições exemplares de nivelamento e drenagem. . A área de manobras deve ser ampla para que não haja perda de tempo para o início do retorno. . Deve ser providenciado número suficiente de praças de trabalho de forma que sempre haja onde descarregar, e encarregados de aterro indicam por sinais aos operadores, os locais onde deve ser feita a descarga. . Mesmo no caso de "bota-fora", tratores devem manter todo o trajeto das unidades de transporte em perfeitas condições. VANTAGENS x DESVANTAGENS Vantagens: a) Economia de tempo na execução dos serviços; b) Baixo custo de operação; c) Simplicidade de operação; d) Elevada produção. Desvantagens: a) Equipamento de grande porte; b) Custo elevado de aquisição; c) Custo elevado de manutenção; d) Somente apresentam vantagens financeiras se usados de forma contínua. BIBLIOGRAFIA →Ricardo ,Hélio de Souza e Catalani , Guilherme - Manual Prático de Escavação, Pini Editora →Senso, Wlastermiler de - Terraplenagem – EP USP, 1975 →Silveira, Araken – Terraplenagem – Universudade de S. Carlos , 1971 →Manual de Produção da Caterpillar (1995). Edição 26. →Apostila do Prof. Luiz Cezar Duarte Pacheco, da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora. →Apostila do Prof. Gil Carvalho Paulo de Almeida, da Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora.