Os ensaios do sistema de direção das máquinas de movimentação de solo de rodas

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NBR ISO 5010 de 11/2021 – Máquinas de movimentação de solo — Máquinas de rodas — Requisitos de direção

A NBR ISO 5010 de 11/2021 – Máquinas de movimentação de solo — Máquinas de rodas — Requisitos de direção especifica os ensaios do sistema de direção e os critérios de desempenho para avaliar a capacidade de direção das máquinas de movimentação de solo de rodas, conduzidas com o operador a bordo, conforme definido na NBR ISO 6165:2015. As máquinas de rodas incluem as máquinas equipadas com rodas, um ou mais tambores ou conjuntos de rodas montadas em esteira.

Este documento trata dos seguintes perigos, situações perigosas ou eventos perigosos significativos aplicáveis às máquinas de rodas quando utilizadas conforme previsto e em condições de mau uso que são razoavelmente previsíveis pelo fabricante: os perigos mecânicos; os perigos ergonômicos; os perigos devidos à manutenção; os perigos devidos ao sistema de controle; e os perigos relacionados à função de deslocamento. A segurança funcional do sistema de direção não é abrangida neste documento. Este documento não é aplicável às máquinas de rodas fabricadas antes da data de sua publicação.

Este documento é uma norma tipo C conforme declarado na NBR ISO 12100 e é de relevância, especificamente, para os seguintes grupos de partes interessadas que representam os agentes de mercado relacionados à segurança de máquinas: os fabricantes de máquinas (pequenas, médias e grandes empresas); os órgãos de saúde e segurança (reguladores, organizações de prevenção de acidentes, vigilância de mercado, etc.).

Outros podem ser afetados pelo nível de segurança de máquinas alcançado com os meios do documento pelos grupos de partes interessadas mencionados anteriormente: os usuários de máquinas/empregadores (pequenas, médias e grandes empresas); os usuários de máquinas/funcionários (por exemplo, sindicatos, organizações para pessoas com necessidades especiais); os prestadores de serviços, por exemplo, para manutenção (pequenas, médias e grandes empresas); e os consumidores (no caso de máquinas destinadas ao uso pelos consumidores). Os grupos de partes interessadas mencionados anteriormente tiveram a possibilidade de participar no processo de redação deste documento.

As máquinas afetadas e a extensão em que os perigos, situações perigosas ou eventos perigosos são abrangidos estão indicadas no escopo deste documento. Quando os requisitos desta norma tipo C forem diferentes dos que são declarados em normas tipo A ou tipo B, os requisitos desta norma tipo C têm prioridade sobre os requisitos das outras normas para máquinas que foram projetadas e construídas de acordo com os requisitos desta norma tipo C.

Como a segurança funcional do sistema de direção não é abrangida neste documento, orientações para a segurança funcional de sistemas de direção podem ser encontradas nas seguintes normas: NBR ISO 15998, ISO/TS 15998-2, NBR ISO 13849-1, ISO 19014-1, ISO 19014-21), ISO 19014-3, ISO 19014-42) e ISO/TS 19014-53). O termo em inglês earth-moving machinery, utilizado nos títulos das normas do ISO/TC 127, nas normas brasileiras adotadas até 2018, foi traduzido como máquinas rodoviárias. Com base na evolução dos debates no âmbito da Comissão de Estudo, o setor entende que o termo mais adequado a ser empregado é máquinas de movimentação de solo. Esta alteração está sendo feita nas normas adotadas publicadas desde 2019.

Pode-se definir o sistema de direção como aquele que inclui todos os elementos da máquina entre o operador e as rodas, tambores ou conjuntos de rodas montadas em esteira que entram em contato com o solo e que participa no direcionamento da máquina. A roda é uma estrutura circular capaz de girar sobre um eixo, diretamente ou com o uso de rolamentos, com a parte externa em contato com o solo e os conjuntos de rodas montadas em esteira é um sistema de esteira utilizado no lugar de uma roda em um único eixo. Dessa forma, a máquina de rodas é aquela sobre rodas, tambores ou conjuntos de rodas montadas em esteira, conforme a figura abaixo.

As máquinas de movimentação de solo devem estar em conformidade com os requisitos de segurança e/ou medidas de proteção desta subseção, a menos que sejam modificadas pelos requisitos da parte específica aplicável da série-padrão. Além disso, a máquina deve ser projetada de acordo com os princípios da NBR ISO 12100:2013 para perigos aplicáveis, porém não significativos, que não são tratados neste documento.

Todas as máquinas devem ter um sistema de direção primária. As máquinas com uma velocidade máxima ≥ 20 km/h devem ter um sistema de direção secundária. Isto não se aplica a máquinas equipadas com um sistema de direção manual como sistema de direção primária.

Em todos os sistemas de direção, o elemento de controle da direção deve continuar a ser o meio de controle da direção do operador em caso de falha da fonte de potência da direção primária. Se múltiplos elementos de controle da direção forem fornecidos, ver requisitos no item sistemas de direção com elementos de controle da direção principal e alternativa.

Quando o elemento de controle da direção é liberado, o círculo de giro selecionado da roda deve permanecer constante ou tornar-se mais largo durante o deslocamento no sentido avante. O sistema de direção deve ser projetado de modo que o movimento do elemento de controle da direção seja compatível com seu efeito.

Se a operação do controle não for óbvia, um sinal operacional deve ser fornecido (por exemplo, utilizando símbolos). A operação do elemento de controle da direção deve estar de acordo com a ISO 10968 e, conforme aplicável, com o funcionamento normal da máquina.

Durante a operação da máquina, nenhum movimento incontrolável da direção deve ocorrer devido à operação do elemento de controle da direção. A confiabilidade do sistema de direção deve ser melhorada pela seleção e projeto de componentes dispostos de tal maneira que a inspeção e manutenção possam ser facilmente realizadas.

Os distúrbios do sistema de direção devem atender às condições dadas a seguir. Os distúrbios do sistema de direção causados por outras funções da máquina devem ser minimizados pela geometria e disposição apropriadas. Os exemplos de influências a serem minimizadas são: as oscilações do eixo, e os torques de frenagem nas rodas.

Os distúrbios do sistema de direção causados por influências de forças externas na máquina dentro das aplicações para as quais a máquina é projetada (por exemplo, máquina articulada que se desloca por sulcos típicos em canteiros de obras) não podem afetar significativamente o controle da direção. Todos os elementos de controle da direção, exceto para o volante convencional, devem ser projetados, dispostos (isto é, leiaute do compartimento do operador), retirados de serviço (isto é, travados) ou protegidos de modo a reduzir a possibilidade de ativação involuntária quando uma pessoa estiver entrando ou saindo da área do operador.

As máquinas devem ter a capacidade de duração, relações e forças do sistema de direção similares tanto em marcha avante como em marcha a ré para sistema de direção primária e secundária. Este requisito não é aplicado em máquinas com uma velocidade < 20 km/h em marcha a ré. Isto pode ser verificado por cálculos ou diagramas esquemáticos. Um ensaio em marcha à ré não é requerido.

Para os ensaios com todos os sistemas de direção, as colunas de direção com um volante como elemento de controle da direção devem ser ensaiadas de acordo com essa norma e também para ensaiar a integridade estrutural conforme instalada na máquina. Cada ensaio deve ser realizado de forma independente. Os controles de direção ajustáveis pelo operador, se equipados, devem ser ensaiados no ponto médio da faixa de regulagem da coluna de direção.

Na conclusão dos ensaios, os sistemas de direção, incluindo os controles ajustáveis, se equipados, devem permanecer funcionais. Durante o ensaio, a posição de regulagem pode mudar, desde que os controles de regulagem permaneçam funcionais após o ensaio. Outros elementos de controle da direção devem atender aos requisitos mínimos de resistência mecânica, conforme estabelecido na ISO 10968:2020 e ainda permanecer funcionais para a direção.

Os sistemas de direção devem ser ensaiados de acordo com a Seção 8. As rodas da máquina devem permanecer dentro dos limites das pistas de ensaio, exceto as máquinas com três ou mais eixos que incluem uma seção ou unidade semirrebocada ou de reboque, onde a trajetória da roda dessas unidades semirrebocadas ou de reboque é excluída.

Em um sistema de direção primária, a sensibilidade, a modulação e a resposta do sistema devem ser adequadas para permitir ao operador que mantenha a máquina constantemente dentro da trajetória operacional prevista para a qual a máquina foi projetada. Isto deve ser verificado atendendo aos requisitos descritos nessa norma no item 8.1.

Se um controle de direção não permitir velocidade modulada de esterçamento, a velocidade da máquina deve ser limitada para ≤ 10 km/h. O esforço de direção para sistemas de direção primária que utilizam um volante não pode exceder 115 N quando especificado para os ensaios de direção de acordo com 8.1.

O esforço de direção para sistemas de direção secundária que utilizam um volante não pode exceder 350 N para os ensaios de direção de acordo com 8.2. As forças de acionamento da direção para os elementos de controle da direção – não considerando o volante – não podem exceder às forças máximas de acionamento do controle fornecidas na ISO 10968:2020, Tabela 2.

O movimento do elemento de controle da direção para produzir um determinado resultado não pode variar mais do que 25% entre os giros à direita e à esquerda até um ângulo de direção de 30°. Para máquinas com velocidade de deslocamento, sentido e direção combinados (isto é, direção por rotação variada das rodas) a potência da direção não pode variar mais que 25% entre os movimentos de direção à esquerda e à direita. Isto pode ser demonstrado por meio de cálculos.

Para a direção Ackermann, este ângulo se aplica ao lado interno de giro das rodas. Exceção: para pás-carregadeiras articuladas compactas que se deslocam com menos de 20 km/h, os requisitos acima são modificados para não variar mais de 45% entre a direção direita e esquerda. Quando o movimento contínuo do elemento de controle da direção (por exemplo, giro do volante) for requerido para continuar alterando o ângulo de direção, convém que o movimento do controle da direção para um determinado ângulo de direção tenha uma alteração maior próxima da posição reta (não esterçada).

FONTE: Equipe Target