Caminhões basculantes com esteiras versus caminhões basculantes com rodas — A justificativa técnica para o uso de esteiras em terrenos não preparados
A decisão entre um caminhão basculante articulado sobre rodas e um caminhão basculante sobre esteiras (também chamado de transportador de esteiras ou transportador de esteiras) baseia-se fundamentalmente nas condições do terreno. Em uma estrada de terra bem conservada, o caminhão basculante sobre rodas é mais rápido, tem um custo por tonelada-quilômetro menor e consome menos combustível. Em terrenos mais macios — e "mais macios" inclui a maioria das condições encontradas em obras de recuperação de terras, aterros sanitários, oleodutos, turfeiras e movimentação de terra na estação chuvosa — o caminhão basculante sobre esteiras consegue transportar a carga, enquanto o caminhão basculante sobre rodas não.
| Parâmetro | Caminhão articulado sobre rodas (carga útil de 30 toneladas) | Caminhão basculante sobre esteiras (carga útil de 15 toneladas) |
|---|---|---|
| Pressão sobre o solo (carregada) | 180 – 350 kPa | 30 – 55 kPa (6 vezes menor) |
| transitabilidade em terrenos macios | Falha abaixo de CBR 8 | Opera até o nível CBR 2 – 3 |
| Grau máximo (carregado, macio) | 8 – 12% (tração limitada) | 20 – 30% (motor com potência limitada) |
| Velocidade com carga (plana) | 25 – 40 km/h | 8 – 12 km/h |
| Danos no solo | Sulcos severos em terreno macio | Mínimo — distribui a carga |
| Tipo de transmissão final | caixa de engrenagens planetária de acionamento por roda | caixa de engrenagens planetária de acionamento por esteira |
| Consumo de combustível por tonelada-km | Mais abaixo (em estrada boa) | Maior (atrito da pista) |
O ponto de equilíbrio: Quando o índice CBR (California Bearing Ratio) do solo cai abaixo de 8 — condição semelhante à de um solo argiloso úmido após a chuva — o caminhão articulado sobre rodas começa a perder tração, afundar em sulcos e exigir manutenção da estrada de acesso. Abaixo de CBR 4, o caminhão articulado sobre rodas fica totalmente inoperante. O caminhão basculante sobre esteiras continua trabalhando até atingir CBR 2 ou 3, eliminando completamente os custos de construção e manutenção da estrada de acesso. Para locais onde a melhoria do solo custaria mais do que a redução na produtividade do caminhão basculante sobre esteiras (menor velocidade, menor carga útil por viagem), a opção sobre esteiras é a escolha economicamente racional, independentemente do custo adicional de combustível por tonelada-quilômetro.
Resistência à inclinação com carga útil — O caso de carga que dimensiona os acionamentos de esteiras de caminhões basculantes
Um caminhão basculante com esteiras transporta sua carga em subidas. Cada metro de ganho de elevação com carga máxima exige torque constante nas esteiras — torque que deve ser mantido durante toda a distância percorrida, que pode variar de 200 a 2.000 metros em grandes projetos de terraplenagem e recuperação de áreas degradadas. Essa operação contínua de subida com carga máxima é o caso de carga que define as esteiras dos caminhões basculantes.
Em estradas de cascalho compactado, a resistência ao rolamento é de 3 a 4% do Peso Bruto Total (PBT). Em argila mole, sobe para 8 a 12%. Em turfa ou resíduos de aterro, pode atingir de 15 a 20%. Com uma resistência ao rolamento de 15% em uma inclinação de 20%, a força de resistência ao rolamento quase se iguala à força de resistência à inclinação — o que significa que o torque total necessário para a tração das esteiras é quase o dobro do que o previsto apenas pelo cálculo da inclinação. Engenheiros que dimensionam a tração das esteiras considerando apenas a resistência à inclinação, ignorando a resistência ao rolamento em terrenos moles, subdimensionam a caixa de engrenagens em 30 a 50TP3T.
O caminhão basculante sobre esteiras sobe uma ladeira (carregado, alto torque, alta temperatura) e desce (vazio, baixo torque, freio motor). A viagem de volta funciona como um intervalo de resfriamento — a temperatura do óleo da transmissão por esteiras diminui durante a descida. Esse ciclo térmico natural é exclusivo de aplicações de transporte e proporciona ao sistema de transmissão por esteiras um descanso térmico que os tratores de esteira nunca recebem. O ciclo de trabalho efetivo para dimensionamento térmico é de 50 a 60% — menor do que o de um trator de esteira (75 a 85%), apesar do caminhão basculante trabalhar continuamente durante todo o turno.
Relação carga/peso — Por que os caminhões basculantes de esteira precisam de mais torque por tonelada do que os caminhões basculantes de rodas
Um caminhão articulado sobre rodas normalmente transporta uma carga útil igual ao seu peso vazio — um caminhão de 30 toneladas transporta 30 toneladas, dobrando o Peso Bruto Total (PBT). Um caminhão basculante sobre esteiras transporta uma carga útil de 60 a 90 toneladas do seu peso vazio — uma máquina de 18 toneladas transporta 15 toneladas, aumentando o PBT em 83 toneladas. O caminhão basculante sobre esteiras é mais pesado por tonelada de carga útil devido ao chassi de esteiras, que pesa de 30 a 50 toneladas a mais do que o chassi equivalente sobre rodas.
Essa menor relação entre carga útil e peso significa que o dumper de esteiras precisa movimentar mais peso morto por tonelada de carga transportada — aumentando a necessidade de torque nas esteiras por unidade de capacidade produtiva. Em terrenos planos e firmes, isso torna o dumper de esteiras menos eficiente do que o ADT sobre rodas. Mas em terrenos macios, onde o ADT sobre rodas não consegue operar, a comparação é irrelevante — o dumper de esteiras tem uma produtividade de 100%, enquanto a opção sobre rodas tem uma produtividade de 0%.
Cinco aplicações em que caminhões basculantes com esteiras eliminam as limitações dos caminhões com rodas.
O caminhão basculante sobre esteiras não é um veículo de transporte de uso geral. É uma máquina especializada que se destaca em cinco condições específicas onde os caminhões com rodas falham ou onde o custo de tornar um caminhão com rodas operacional (construção e manutenção de estradas de acesso) excede o custo da redução de produtividade do caminhão sobre esteiras.
Resíduos com índice CBR de 1 a 3. Caminhões com rodas afundam imediatamente. Caminhões basculantes com esteiras transportam material de cobertura através de células ativas de aterro sanitário sem melhorias no solo. O sistema de esteiras opera no ambiente mais corrosivo de qualquer aplicação de transporte — o lixiviado do aterro ataca as vedações e as superfícies da carcaça.
O material dragado recém-depositado tem capacidade de suporte próxima de zero até que se consolide. Os caminhões basculantes sobre esteiras espalham o material pela superfície, distribuindo o peso para evitar perfurar a camada não consolidada. O sistema de esteiras deve operar parcialmente submerso em areia e água saturadas a cada ciclo.
Os caminhos de transporte de dutos atravessam terras agrícolas, zonas úmidas e terrenos florestais onde a construção de estradas de transporte é proibida ou impraticável. Caminhões basculantes sobre esteiras transportam tubos, material de aterro e equipamentos ao longo do corredor com o mínimo de perturbação da superfície. Caixas de engrenagens planetárias Ever-Power da Coreia Atender toda a frota de equipamentos para dutos.
Capacidade de suporte da turfa: 10 a 25 kPa — bem abaixo da capacidade de qualquer veículo com rodas. Os caminhões basculantes com esteiras largas (500 a 700 mm) atingem pressões no solo de 20 a 30 kPa, permitindo o transporte de material através de zonas ativas de extração de turfa sem colapso do solo.
Durante as monções e épocas de chuvas em obras de construção em regiões tropicais, os caminhões basculantes sobre rodas ficam parados por semanas. Os caminhões basculantes sobre esteiras continuam operando em solo saturado, mantendo o cronograma do projeto mesmo quando o mau tempo paralisa a frota de caminhões sobre rodas. O custo adicional de combustível por tonelada é compensado pela eliminação das penalidades por atrasos causados pelo clima.
Três modos de falha de acionamento de esteiras específicos para serviços de caminhões basculantes com esteiras
Ao contrário de um trator de esteiras que avança de 60 a 120 metros por passada, um caminhão basculante de esteiras sobe uma ladeira de 200 a 2.000 metros por viagem — com torque constante próximo ao máximo em terreno macio. A resistência combinada da inclinação, somada à resistência ao rolamento em terreno macio, gera calor contínuo no óleo de transmissão das esteiras por 3 a 15 minutos por viagem com carga. Em longas distâncias em climas quentes, a temperatura do óleo pode ultrapassar 110 °C antes do término da viagem com carga. A ciclagem térmica repetida acima do limite de formação da película de óleo acelera a fadiga da superfície dos dentes das engrenagens.
O lixiviado de aterro sanitário (pH 5 a 8, contendo metais dissolvidos e ácidos orgânicos) e a água salgada (áreas de recuperação ambiental) atacam a carcaça da transmissão por esteira, as faces de vedação e as roscas dos fixadores. Após 2.000 a 4.000 horas de operação nesses ambientes, as superfícies da carcaça corroem, o material do lábio de vedação se degrada e o torque dos parafusos diminui à medida que a corrosão enfraquece a interface de fixação. A carcaça da caixa de engrenagens, que aparenta estar estruturalmente íntegra, pode apresentar uma redução de 20 a 30% na espessura da parede em pontos críticos de corrosão.
Um caminhão basculante sobre esteiras carregado por uma escavadeira frequentemente recebe material de forma desigual — mais peso em um lado da carroceria do que no outro. Em uma carga útil de 15 toneladas, uma divisão de 60/40 coloca 9 toneladas em uma esteira e 6 toneladas na outra — uma assimetria de carga de 50 toneladas. A esteira mais pesada opera com 120 a 130 toneladas da carga nominal por esteira, enquanto o lado mais leve opera com 70 a 80 toneladas. Ao longo de milhares de ciclos de transporte, o lado mais carregado acumula desgaste desproporcional nos rolamentos e engrenagens, resultando na falha de uma esteira enquanto a outra ainda tem de 40 a 60 toneladas de sua vida útil restante.
Caixa de engrenagens planetárias para acionamento por esteiras em caminhões basculantes — Perguntas frequentes
A Korea Ever-Power fornece caixas de engrenagens planetárias para acionamento de esteiras de caminhões basculantes, com torques de 10.000 a 80.000 Nm, abrangendo desde basculantes de 6 toneladas até transportadores articulados de 30 toneladas. Opções com proteção anticorrosiva estão disponíveis para aterros sanitários e obras de recuperação de terrenos. Informe o modelo da sua máquina e as condições do local para receber uma recomendação de especificações.
Editor: Cxm
