Dimensionamento da almofada do Outrigger: Cálculo da pressão do pé e da área da almofada

Quando se coloca uma grua ou um camião num terreno macio, não se está a estacionar uma máquina.
Estaciona toneladas de força no solo.

Se a almofada do estabilizador for demasiado pequena, a perna “bate” no chão, há afundamento, inclinação, betão rachado e, por vezes, histórias muito más no local de trabalho. Se a almofada for dimensionada corretamente, toda a gente trabalha e vai para casa.

Neste artigo, apresentamos uma explicação, em linguagem simples:

• como pensar sobre carga do estabilizador,
• como lidar com capacidade de suporte do solo,
• como utilizar um simples fórmula da pressão do pé para obter a área da almofada,
• e porquê folhas de nylon e almofadas de UHMWPE da Dongxing Rubber fazem sentido como a última camada entre o aço e o solo.

Cálculo da carga do estabilizador

Primeira coisa: não se deve dividir o peso total da grua por quatro e ficar por aí.
A vida real é mais confusa.

• Um lado pode suportar mais quando se faz um boom sobre esse lado.
• Os picaretas de raio longo empurram mais reação para o estabilizador “mais pesado”.
• O vento, o giro e os efeitos dinâmicos acrescentam cargas de pico adicionais.

Num projeto real, o supervisor de montagem deve:

• ler o tabela de carga e tabela de reação dos estabilizadores do fabricante de gruas,
• escolher o pior configuração possível (raio máximo, palheta pesada, um lado carregado),
• tomar o reação máxima de um único estabilizador como valor de projeto.

Se não tivermos mesas bonitas, recorremos a uma engenharia conservadora ou telefonamos a alguém que faça isto todos os dias. Adivinhar “ah, é mais ou menos igual em cada perna” é a forma como as pessoas acabam por voltar a nivelar pilhas de berços às 2 da manhã.

Capacidade de suporte do solo e condições do solo

Próxima pergunta: qual a resistência do solo debaixo da pilha de almofadas?

Não se pode ver a capacidade de suporte com os olhos. A argila pode parecer “ok” e ainda assim ser muito fraca. Um relatório geotécnico é o melhor, mas muitos sítios não o têm pronto. Por isso, as pessoas utilizam capacidade de suporte do solo valores com margem de segurança.

Aqui está um simples quadro de referência que pode utilizar no planeamento inicial (os números são meramente indicativos, não se trata de código de conceção):

Vê-se rapidamente o problema:
mesma carga de estabilizador, área de almofada necessária totalmente diferente quando se passa do cascalho denso para o enchimento macio.

Em muitos sítios, os supervisores limitam-se a dizer “ah, está suficientemente firme”. Isso não é um relatório de solos. Em caso de dúvida, considera-se o solo como mais fraco e aumenta-se o tamanho da almofada. Um seguro barato.

Fórmula da pressão do pé e cálculo da área da almofada

Vamos manter a matemática o mais humana possível.

A ideia de base é simples:

Pressão no solo = Carga sobre o estabilizador ÷ Área de apoio

Queremos pressão do solo ≤ capacidade de carga admissível.
Por isso, invertemos a fórmula para resolver a área de almofada necessária:

Área de almofada necessária = Carga sobre o estabilizador ÷ Pressão admissível sobre o solo

É isso mesmo. Nada de ciência de foguetões.
Mas é necessário alimentar a fórmula com números realistas, e não de desejos.

• Utilizar o reação máxima dos estabilizadores a partir dos dados da grua.
• Utilizar um capacidade de carga conservadora com base no tipo de solo ou relatório.
• Acrescente um fator de segurança interno na sua cabeça: se as contas dão 1,0 m², não encomende uma almofada de 1,0 m² e sinta-se esperto, escolha uma almofada um pouco maior.

Da área do bloco ao tamanho do bloco

A área não é o que se compra. Compra-se comprimento x largura.

Se o cálculo indicar que é necessário 1.2 m², e pretende um almofada quadrada, tu sabes:

• Comprimento lateral ≈ √1,2 ≈ 1,1 m

Assim, um 1,1 m × 1,1 m A almofada acertará mais ou menos no alvo (ou escolherá 1,2 × 1,2 m e dormirá melhor).

Para almofadas rectangulares, o mesmo conceito:

• Escolhe qualquer L × W que dá área ≥ área requerida.
• Talvez 1,0 m × 1,3 m, se isso se adequar melhor ao seu camião.

Mais um pormenor que as pessoas esquecem: o área de contacto real é por vezes inferior à área da almofada, porque a sapata do estabilizador pode não distribuir a carga na perfeição. Por razões de segurança, não se deve projetar no limite.

Resistência e deflexão do material da almofada

Até agora, apenas analisámos solo. Mas a própria almofada pode falhar:

• demasiado tensão de compressão e a almofada pode fissurar ou estalar,
• demasiado deflexão e a grua fica desnivelada.

É por isso que as almofadas para trabalhos pesados utilizam normalmente plásticos de engenharia como:

• UHMWPE (PE de peso molecular ultra-elevado)
• Folhas de nylon (PA6, PA66) em alguns projectos
• por vezes empilhadas com estacas de madeira por baixo

Estes materiais fornecem:

• elevada resistência à compressão,
• boa tolerância ao impacto,
• sem ferrugem, baixa absorção de água (especialmente UHMWPE / HDPE),
• mais leve do que o aço para o mesmo tamanho.

Na Dongxing Rubber, analisamos ambos os lados do problema:

1. O que é que o chão precisa? (área de almofada)
2. O que é que o material da almofada necessidade? (espessura, grau, margem de segurança)

Se empurrar o nylon ou o UHMWPE para muito acima do seu limite de compressão, pode não explodir, mas irá arrastar-se lentamente e a sua bolha de nível agradável começa a afastar-se do centro.

Exemplo prático de dimensionamento de estabilizadores de gruas

Vamos dar uma ideia simples de exemplo. Os números são apenas para compreensão, não para copiar diretamente para um plano de elevação.

Imagina:

• Um camião-grua em solo argiloso firme.
• Reação máxima do estabilizador a partir da tabela de cargas: “número grande” kN.
• Capacidade de suporte do solo do engenheiro: “moderada” kPa.

Tu:

1. Ligar o carga do estabilizador e capacidade de suporte na fórmula.
2. Obter uma área requerida, digamos que sai por volta de 1.5 m² por estabilizador.
3. Escolha um tamanho de almofada, talvez 1,3 m × 1,3 m almofadas para estabilizadores Almofada em UHMWPE, empilhada sobre madeira, se necessário.
4. Verificar a classificação do material: A Dongxing Rubber sugerirá o material adequado espessura e grau para que a tensão das almofadas se mantenha abaixo do limite.

Na prática, também se analisa:

• Altura da pilha de almofadas (demasiado alto = berço instável),
• como as almofadas encaixam no camião,
• a frequência com que se desloca a grua (o peso é importante para a tripulação),
• e quaisquer regras do cliente, como “não colocar plástico diretamente na laje antiga, utilizar uma camada inferior de madeira”.

O ponto-chave: tomar decisões com base nos números e no solo, e não apenas “usamos sempre este tamanho”. Esse hábito perde-se no momento em que se aterra num terreno mais macio ou numa picareta mais pesada.

Porque é que as folhas de nylon e as almofadas de UHMWPE são adequadas para projectos de equipamento pesado

Agora, onde é que folhas de nylon para além de ser mais um chavão de plástico?

O nylon tem:

• elevada resistência à compressão,
• boa rigidez,
• boa resistência ao desgaste.

O UHMWPE tem:

• fricção muito reduzida,
• grande resistência ao impacto,
• muito bom desempenho em climas frios,
• excelente tenacidade mesmo com cargas repetidas.

Para muitos clientes, a combinação inteligente é:

• utilizar almofadas de UHMWPE ou HDPE como principal almofadas dos estabilizadores da grua,
• utilizar maquinadas folhas de nylon quando são necessárias inserções mais rígidas, espaçadores ou interfaces personalizadas entre a sapata de aço e a almofada de plástico,
• Conceber toda a pilha de modo a que a carga se distribua gradualmente do pé do estabilizador → almofada de nylon/UHMWPE → berço de madeira → solo.

Se estiver a especificar peças para a sua frota ou a revender a empreiteiros, pode obter folhas de nylon em bruto da Dongxing Rubber and machine:

• espaçadores de almofadas personalizados,
• placas de desgaste,
• blocos aparafusados que fixam a sapata do estabilizador para que não deslize.

Isto dá-lhe um sistema completo, e não apenas “uma tábua plana debaixo da perna e rezar”.

Trabalhar com a Dongxing Rubber para almofadas de estabilizadores personalizadas

A maioria dos clientes finais não tem tempo para executar todas as fórmulas para cada projeto. Eles apenas sabem:

• “A minha grua é mais ou menos deste tamanho.”
• “O solo é um bocado mole, um bocado feio”.”
• “O cliente não quer pavimentos partidos e reclamações”.”

É aí que nós intervimos.

Borracha de Dongxing centra-se em produtos de plástico de engenharia de alto desempenho e OEM/ODM trabalho:

• Almofadas UHMWPE / HDPE e tapetes de chão,
• maquinagem de chapas de nylon,
• encomendas em lote para frotas de aluguer e distribuidores,
• tamanhos personalizados para diferentes sapatas de estabilizadores e estruturas de suporte.

Partilha:

• modelos de gruas,
• cenários típicos de montagem,
• condições de solo irregulares e política de segurança.

Ajudamo-lo a transformá-lo num pacote de almofadas que se adapte à sua linha: área correta, espessura, material e atenção à logística (como as equipas transportam e armazenam as almofadas para as utilizarem efetivamente).

Não se trata de magia ou de slogans extravagantes.
Trata-se de obter o pressão do pé sob controlo, para que a sua grua, o seu terreno e o pavimento do seu cliente sobrevivam ao trabalho.