Estimar a produção de um trator de lâmina com as seguintes características:
✓ Trator: CAT D6D
✓ Lâmina reta: 6S com capacidade de
(solto)
✓ Terreno plano e horizontal (
)
✓ Massa específica solta do material:
✓ Peso total do trator:
✓ Somatória dos tempos fixos:
✓ Distância de transporte
✓ Coeficiente de rolamento do trator:
(terra solta)
✓ Fator de conversão de volumes
✓ Fator de eficiência: 0,83
✓ Coeficiente de aderência
(terra firme úmida)
Esforço trator na barra-D6D
Marchas
Velocidade avante (km/h)
Velocidade a ré (km/h)
Esforço trator máximo
avante (kg)
a ré (kg)
2,7
3,4
11.500
8.940
2.
4,0
4,8
7.750
6.080
5,6
6,9
5.180
3.960
4.
7,9
9,7
3.350
2.560
5.
11.1
-
2.090
-
✓ Lâmina reta: 6S com capacidade de
✓ Terreno plano e horizontal (
✓ Massa específica solta do material:
✓ Peso total do trator:
✓ Somatória dos tempos fixos:
✓ Distância de transporte
✓ Coeficiente de rolamento do trator:
✓ Fator de conversão de volumes
✓ Fator de eficiência: 0,83
✓ Coeficiente de aderência
Esforço trator na barra-D6D
| Marchas | Velocidade avante (km/h) | Velocidade a ré (km/h) | Esforço trator máximo | |
| avante (kg) | a ré (kg) | |||
|
|
2,7 | 3,4 | 11.500 | 8.940 |
| 2. | 4,0 | 4,8 | 7.750 | 6.080 |
|
|
5,6 | 6,9 | 5.180 | 3.960 |
| 4. | 7,9 | 9,7 | 3.350 | 2.560 |
| 5. | 11.1 | - | 2.090 | - |
Passo 1
O enunciado pede que eu estime a produção do trator-lâmina CAT D6D dadas as características fornecidas. Dados relevantes fornecidos (vou listar todos, exatamente como vieram):
A meta é dar a produção estimada (vou apresentar em volume por hora e em massa por hora). No passo seguinte começo a montagem das fórmulas e cálculos.
Passo 2
Primeiro eu calculo a massa de material que cabe na lâmina e a massa efetiva por ciclo considerando o fator de conversão de volumes. Explico a ideia: a capacidade declarada é em volume solto; multiplicando pela massa específica obtemos a massa solta por ciclo. Em seguida o fator de conversão reduz esse volume efetivamente transportado por ciclo (por enchimento parcial, acomodação etc.).
Cálculos:
Aplicando o fator de conversão de volumes (isto reduz a carga efetiva por ciclo em volume; equivalente aqui a reduzir a massa transportada por ciclo):
Interpretação: a cada ciclo o trator leva efetivamente
de material.
Passo 3
Agora preciso saber qual marcha usar para o deslocamento carregado e para o retorno vazio. Para isso estimamos o esforço necessário na barra (arrasto) para deslocar o conjunto (trator + material) sobre o solo plano. Uso a regra simples: força resistiva por rolamento
onde
está em
e
em
, resultando em
(quilograma-força). Explico: aqui consideramos que a resistência ao rolamento é proporcional ao peso total que se desloca (trator mais material empurrado pela lâmina).
O peso total no caso carregado é
Logo a força de resistência necessária é
(ou seja, aproximadamente
).
Para o retorno vazio (somente o trator):
Passo 4
Agora escolho as marchas: a regra prática que uso (e sempre é adotada em problemas deste tipo) é escolher a marcha de maior velocidade cuja força tratora disponível seja maior do que a força requerida
. A tabela do enunciado dá o esforço trator máximo por marcha (em kg) e as velocidades. Vou comparar
e
com os esforços máximos da tabela.
Da tabela (coluna “avante (kg)”):
Como
, todas as marchas têm esforço disponível >
. Então escolho a marcha mais alta (maior velocidade) que também exista em ré para o retorno — mas note que a marcha mais alta em avante é a 5ª (
) e tem velocidade avante
. Para o retorno em ré a tabela não tem 5ª ré, então escolho a maior marcha disponível em ré que ainda supere
. Da coluna “a ré (kg)”:
A 4ª marcha em ré tem esforço
e velocidade de ré
. Então escolho:
Passo 5
Converto velocidades para
para usar em tempos (lembrando
). Explico a fórmula:
.
Cálculos:
Passo 6
Calculo os tempos de deslocamento carregado e vazio. A fórmula é simples:
. Vou manter os tempos em segundos porque
foi dado em minutos; eu o converto para segundos e depois volto para hora quando necessário.
Cálculos (distância
):
Tempo fixo
.
Passo 7
Agora monto o tempo de ciclo (em segundos) somando tempos fixos e deslocamentos. Explico: um ciclo típico do dozer é carregar + deslocar carregado + descarregar (parte de
) + retorno vazio; o enunciado condensou os tempos fixos em
.
Número de ciclos por hora:
(interpretando que o equipamento opera continuamente com eficiência a ser aplicada depois).
Passo 8
Produção volumétrica bruta (antes dos fatores de conversão/eficiência) em
:
Agora aplico o fator de conversão de volumes
(reduz o volume efetivo por ciclo) e o fator de eficiência operacional
(perdas por pausas, manobra, operatoria):
Passo 9
Converto a produção volumétrica ajustada para massa por hora usando a massa específica
:
Observações didáticas rápidas e empáticas: escolhemos marchas procurando a maior velocidade possível que ainda fornece força suficiente; esse procedimento maximiza produção porque diminui tempos de deslocamento. Também inclui-se o fator de conversão (enchimento) e o fator de eficiência (pausas reais). Se você na prova ficar na dúvida sobre qual marcha usar, busque sempre a maior velocidade que satisfaça a condição esforço disponível > esforço requerido.