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A roda é um dispositivo mecânico redondo que, através da rotação ao redor de um eixo, permite transformar o arrasto em giro.

Os elementos que constituem a roda são:
a banda de rodagem, o revestimento, o núcleo, o cubo e os mancais.

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BANDA DE RODAGEM
É a superfície externa da roda, ou seja, a parte que faz contato com o solo. Pode ser lisa ou com ranhuras para aumentar a aderência com o solo.

REVESTIMENTO
É a parte que cobre o núcleo e pode ser feito em materiais diferentes e, geralmente, caracteriza o tipo da roda.
Pode ser do tipo permanente quando colado, "ancorado mecanicamente" ao núcleo ou desmontável quando pode ser substituído por um novo.

NÚCLEO
O núcleo é a parte estrutural da roda, que liga o revestimento ao cubo da roda.
É feito de várias formas e de diversos materiais. Pode ser constituído por um único material ou vários misturados entre si.

CUBO E MANCAIS
O cubo é a parte central da roda, destinado a receber diretamente o eixo ou os mancais que facilitam a rotação (rolamento de esferas, rolamento de roletes, buchas…).

Em relação às diferentes metodologias de construção e aos materiais que compõem o revestimento, é possível individualizar quatro famílias de rodas: borracha, poliuretano, monolíticas e pneumáticas.


Rodas de borracha (podem ser borracha padrão, borracha vulcanizada elástica ou borracha termoplástica)

Nas rodas de borracha, o revestimento é constituído por um elastômero obtido de borracha natural e/ou de síntese.
A borracha utilizada na construção das rodas para uso industrial pode ser vulcanizada ou injetada.
No primeiro caso, a borracha, aditivada com cargas minerais e agentes vulcanizantes, é submetida a um processo dito "vulcanização". Neste processo, a borracha sofre uma substancial modificação de sua estrutura molecular: do material "pastoso" no início do processo, se obtém um produto não mais fundível que assume e mantém no tempo a forma da cavidade do molde na qual ocorre a reação. A borracha, assim obtida, pode ser colada ao núcleo. A borracha vulcanizada apresenta significativas características de deformação elástica em intervalos relativamente amplos de cargas aplicadas, seja por tração ou compressão.
No segundo caso, a borracha é submetida a um processo de síntese química. O material resultante é injetado em molde no qual foi inserido, anteriormente, o núcleo. A borracha injetada mantém características que permite ser novamente fundida depois do processo injeção.

As características físicas-mecânicas da borracha vulcanizada variam em função da qualidade da borracha natural e/ou da síntese utilizada, da tipologia e da quantidade de carga mineral adicionada e das condições nas quais se desenvolve o processo de vulcanização.
A borracha injetada tem normalmente propriedades elásticas inferiores àquelas da borracha vulcanizada de melhor qualidade, podendo ser comparada àquelas de média e reduzida qualidade.

Apresentamos abaixo os principais parâmetros físicos-mecânicos que caracterizam a qualidade da borracha (na definição dos parâmetros, é indicada a norma de que trata o parâmetro):

dureza
UNI EN ISO 868/1999
densidade específica
ISO 2781 - ISO 1183
resiliência
ASTM D 945 - DIN 53512 - ISO 4662
perda por abrasão
DIN 53516
carga de ruptura por tração
ISO 37 - ASTM D 412c
alongamento na ruptura por tração
ISO 37 - ASTM D 412c
resistência à laceração
ASTM D 624b
conjunto de compressão
ISO 815

 

Estes parâmetros não são independentes entre si; a cada modificação a que se submete qualquer um deles, comporta, normalmente, a variação (de forma diversa) dos outros parâmetros.
A dureza é o parâmetro ao qual se deve dar a primeira atenção, pois sua variação interfere nas propriedades elásticas (resiliência, alongamento, conjunto de compressão), com perda
ou melhoria do desempenho da roda.

Parâmetros como rasgamento e perda por abrasão dependem, ao contrário, prevalentemente da composição da borracha vulcanizada e, após, da dureza.


Rodas de poliuretano (podem ser em poliuretano colado ou termoplástico)

Nas rodas de poliuretano, o revestimento é constituído por um elastômero obtido exclusivamente de matéria prima de síntese.
O poliuretano é um composto químico obtido de uma reação de polimerização e resulta da mistura de dois componentes pertencentes a diferentes famílias (Di-isocianato e poliálcoois), previamente aquecidos a temperatura que os mantêm no estado líquido com um baixo nível de viscosidade. Em geral, não se aplicam cargas minerais ao poliuretano. A mistura reativa é colada ou injetada em moldes pré-aquecidos, onde se encontram os núcleos de ferro ou plástico. A temperatura dos moldes e dos núcleos é responsável pela reação de polimerização interna do poliuretano e a ancoragem química do poliuretano ao adesivo eventualmente presente na superfície do núcleo.
Uma ampla variedade de compostos químicos possibilita a obtenção de inúmeras formulações de poliuretano. Frequentemente as características físico-mecânicas são semelhantes nas diversas formulações, assim ditas "receitas", porem o comportamento, quando em uso, pode variar, conforme seja o tipo do produto utilizado.
O poliuretano moldado, normalmente, não é reutilizado, e apresenta boas características de elasticidade associada a um nível médio-alto de dureza e de resistência mecânica a compressão e tração.
O poliuretano injetado que pode utilizado mesmo depois do processo de impressão apresenta uma característica geral de elasticidade inferior e dureza superior em relação ao poliuretano moldado.

As principais características físico-mecânicas dos poliuretanos são (para a definição de cada característica, é indicada as normas indicadas ao lado do próprio parâmetro):

dureza
UNI EN ISO 868/1999
densidade específica
ISO 2781 - ISO 1183
resiliência
ASTM D 945 - DIN 53512 - ISO 4662
perda por abrasão
DIN 53516
carga de ruptura por tração
ISO 37 - ASTM D 412c
alongamento por ruptura de tração
ISO 37 - ASTM D 412c
resistência à laceração
ASTM D 624b
conjunto de compressão
DIN 53517.

 


Rodas monolíticas

Nas rodas monolíticas, núcleo e revestimento são obtidos do mesmo material. De acordo com o material usado, mudam as características físico-mecânicas da roda.
Entre os materiais frequentemente utilizados, para a produção dessas rodas, estão ferro fundido e plásticos de injeção.


Rodas pneumáticas

Nas rodas pneumáticas, o revestimento é um pneu de borracha com câmara de ar montados em um núcleo de aço ou plástico. A banda de rodagem pode ter um desenho que aumenta a aderência da roda ao terreno.

O suporte é o elemento de união da roda ao carrinho. Normalmente, as rodas se valem de um suporte para serem aplicadas aos carrinhos, exceção feitas aquelas que são montadas diretamente no eixo.
Os suportes podem ser giratórios ou fixos.

*Com o termo "carrinho" entende-se qualquer equipamento ou máquina onde sejam montadas as rodas e os suportes, com a função de acelerar a movimentação do próprio carrinho.


Suporte giratório

O suporte giratório gira em torno de seu eixo vertical, permitindo a mudança de direção do carrinho. O eixo da roda é deslocado em relação ao eixo vertical do suporte, garantindo uma boa manobrabilidade do carrinho.
Por "manobrabilidade" se entende a possibilidade do carrinho de mudar a direção e, por "direcionalidade" a possibilidade do carrinho manter uma direção definida.
Um raio de giro excessivo reduz a direcionalidade do carrinho, devido à trepidação da roda (efeito "Swimmy").

Conforme o tipo de fixação ao carrinho, os suportes giratórios podem ser de placas, furo passante ou espiga.



Os suportes giratórios tipo espiga podem montar espigas de tipo de dimensões diferentes. Os principais tipos são: espiga roscada, espiga lisa e espiga de expansão, de acordo com o tipo de fixação no carrinho.
Um freio pode ser montado nos suportes giratórios.
O freio é um dispositivo que permite bloquear a rotação de cada roda, a rotação de ecada suporte ou simultaneamente a roda e o suporte.

Os componentes do suporte giratório são: a placa de conexão, o garfo, o anel de suporte esférico, os órgãos de rotação, o pino central e, eventualmente, o anel anti-pó.

Placa de fixação
A placa de fixação é o elemento de fixação no carrinho. Pode ser realizada de formas diferentes:
- Retangular com quatro furos de fixação;
- Quadrada com quatro furos de fixação;
- Triangular com três furos de fixação;
- Circular com furo passante;
- Circular com espiga.

Garfo de suporte da roda
O garfo é o elemento com a característica forma de "U" invertido que prende a roda. Na extremidade inferior existem furos, através dos quais passa o conjunto do eixo em que se apóia a roda. Na parte superior existe o espaço destinados aos elementos de rotação.

Anel de suporte da esferas (ATS)
O anel de suporte de esferas é o elemento que fecha os órgãos de rotação do suporte. Em casos particulares, funciona como anti-pó ou proteção.

Dispositivo de rotação
Os órgãos de rotação permitem a placa girar sobre o garfo. Constitui-se por uma coroa de esferas, rolamentos de esferas, rolamentos cônicos ou axiais, em contato entre o garfo e a placa de fixação. São lubrificados com graxa de forma a garantir proteção contra pó, líquidos e outros agentes agressivos.
O dispositivo de rotação influi de forma significativa na capacidade de carga dos rodízios.

Pino central
O pino central é o elemento de união entre a placa de fixação e o anel de suporte de esferas (ATS), formando uma única peça, liberando o garfo para girar em torno de seu próprio eixo.
O pino pode ser:
- Integrado a placa, criado na estampagem e rebitado em seguida a montagem dos componentes;
- Integrado a placa através de estampagem a quente e fixado com porca autobloqueante;
- Composto por parafuso e porca.

Anel anti-pó
O anel anti-pó é um elemento de proteção dos órgãos de rotação do suporte giratório. Serve de proteção ao dispositivo de rotação dos rodízios suportes contra pó e agentes agressivos sólidos de média granulação.


Suporte fixo

O suporte fixo tem a tarefa de manter a roda em uma única direção e, portanto, é responsável pela direcionalidade do carrinho, enquanto que, cabe ao suporte giratório a manobrabilidade.

Geralmente é constituído por uma peça de aço impresso em forma de "U" invertido. Na parte inferior encontram-se os furos que permitem o alojamento da roda e, na parte superior estão os furos que permitem a fixação ao carrinho.

 

O eixo é o órgão de conexão através do qual é possível a montagem das rodas nos suportes. É normalmente constituído por um conjunto pino roscado com porca, arruela, tubo e, quando necessário, distanciais.
Nas aplicações leves, os eixos podem ser um rebite apropriadamente aplicado no garfo do suporte.