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Porf. Rodrigo de Alvarenga Rosa 16/08/2010

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1Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga [email protected](27) 9941-3300

Departamento de Eng. Produção

Estradas de FerroMaterial Rodante


Material Rodante

• Material Rodante é o conjunto de todos os equipamentos que se locomovem sobre a via permanente


• É classificado pela sua capacidade de tração– Material de Transporte, ou sem tração, ou rebocado

- são os carros que transportam os passageiros, e os vagões que transportam as cargas

– Material de Tração - são as locomotivas e os carros motores. Usualmente as locomotivas são também denominadas de material de tração

Material Rodante


� O material rodante só se desloca sobre os trilhos a través de simples aderência entre as rodas dos veículos e os trilhos

Contato Roda-trilho


Modal Ferroviário

Contato Roda-Trilho

Friso


Contato Roda-Trilho

Friso da roda

Passeio da roda


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Roda de Aço Fundido

Roda


• Friso ( Fe) - 2,93 cm, e altura Fh -2,54 cm.

• A roda é cônica, ângulo de 1:20• Uma folga B - de 1,0 cm a 2,0 cm• Diâmetro da roda ( Rd) varia de 84,0

cm a 96,5 cm• Espessura da roda ( Re) 14,0 cm• A folga B provoca o balanço dos

trens quando o mesmo está em viagem, sendo esse balanço gerado pelos movimentos de “subida” e “descida” das rodas sobre os trilhos

Roda


• A roda dos veículos ferroviários são solidárias ao eixo que as une

– Não há movimento relativo entre o eixo e a roda

• As rodas são sempre paralelas entre si• Cada eixo com um par de rodas paralelas é

denominado RODEIRO

Rodeiro


Rodeiro de Vagão

Rolamento de Cartucho

Eixo

Roda


Rolamento de Cartucho

Rolamento


“Deseixar a roda”

“Eixar” a roda

Eixamento


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Motor de TraçãoCoroa

Rodeiro de Locomotiva (Completo)


• Os rodeiros são montados em estrutura rígidas de no mínimo dois rodeiros

• Este conjunto de no mínimo dois rodeiros forma o TRUQUE

• No Brasil, a maior parte dos vagões possui dois rodeiros por truque

• As locomotivas podem possuir 2, 3 e 4 rodeiros por truque

Truque


TruqueVagão

2 Rodeiros

Truque de Vagão


TruqueLocomotiva

Rodeiro

Truque de Locomotiva


TruqueLocomotiva

3 Rodeiros

Truque de Locomotiva


• Nas curvas ocorre o efeito de escorregamento da rod a em relação ao trilho em função do truque ser uma estru tura rígida

– A roda descreve uma trajetória maior, trilho extern o, do que a outra, trilho interno

– Quanto maior o raio, menor o efeito de escorregamen to

Truques


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• O vagão é o veículo destinado ao transporte de carg as– Não possui capacidade motriz, necessita ser rebocad o– Para transporte de passageiros são chamados de carr os

• O vagão é composto de duas partes principais– Truques - rodeiros/rodas– Caixa – onde vai a carga

Vagão


Truque de Vagão

TruqueVagão


Triangulo de Freio(2 - frente e ré)

Prato Pião

Travessado Truque

Molas (2 lados)

Alavanca da timoneira

“Ampara Balanço”(2 lados)

Barra de Compressão

Truque de Vagão

Lateral do truque


Pino de Encaixe noPrato Pião

Base de apoio do Prato Pião

Truque de Vagão


• Cada truque possui no mínimo dois rodeiros, cada ro deiro duas rodas (exceção ao vagão de contêiner da EFVM)

– Já está sendo usado pela ALL truque de três rodeiro s• As quatro rodas do truque estão sempre paralelas e fixas

ao truque• Cada vagão é formado de dois truques• Dificulta a entrada do vagão nas curvas

Truque de Vagão


• A caixa é confeccionada de diversos materiais. Os mais comuns são:

– Aço;– Alumínio;– Aço Inox;– Outros.

Caixa de Vagão


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TruqueVagão

CaixaVagão

Caixa de Vagão


Pino de Encaixe noPrato Pião

Base de apoio do Prato Pião

Caixa de Vagão


• Vagões Abertos– Gôndola: granéis sólidos sem necessidade de proteçã o

contra intempéries– Plataforma: contêineres, semi-reboques rodoviários,

bobinas de aço, peças e equipamentos volumosos, etc .– Hopper: granéis sólidos

• Vagões Fechados– Fechado: carga geral, protegida contra intempéries;– Tanque: granéis líquidos e pulverulentos– Hopper: granéis sólidos, com necessidade de proteçã o

contra intempéries• Vagões Isotérmico

Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


• Numeração dos vagões no Brasil– A codificação é alfanumérica e feita em quatro

grupos, sendo que somente os grupos A, B e C são pintados na caixa do vagão.

Caixa de Vagão


• O grupo A apresenta 3 letras que representam: • Tipo do vagão: F–Fechado; G – Gôndola; H –

Hopper; P – Plataforma; T – Tanque• Subtipo do vagão• Manga do vagão, que define a bitola e o peso

máximo do vagão: de A a G, bitola métrica; de P a U, bitola larga

Caixa de Vagão


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• F – Fechados - fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abertos para os granéis que podem ser expostos ao tempo:

– FR - Convencional, caixa metálica com revestimento– FS - Convencional, caixa metálica sem revestimento – FM - Convencional, caixa de madeira– FE - Com escotilhas e portas plug– FH - Com escotilhas, tremonhas no assoalho e portas

plug– FL - Com laterais corrediças (all-door) – FP - Com escotilhas, portas basculantes, fundo em

lombo de camelo – FV - Ventilado– FQ - Outros tipos

Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


• G – Gôndola - para granéis sólidos e produtos diverso s que podem ser expostos ao tempo:

– GD - Para descarga em giradores de vagão– GP - Com bordas fixas e portas laterais– GF - Com bordas fixas e fundo móvel (drop - bottom)– GM - Com bordas fixas e cobertura móvel– GT - Com bordas tombantes– GS - Com semi-bordas tombantes– GH - Com bordas Basculantes ou semi-tombantes com

fundo em lombo de camelo– GC - Com bordas tombantes e cobertura móvel– GB - Basculante– GQ - Outros tipos

Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


• Hopper - fechados para granéis corrosivos e granéis sólidos que não podem ser expostos ao tempo e abert os para os granéis que podem ser expostos ao tempo:

– HF - Fechado convencional – HP - Fechado com proteção anti-corrosiva – HE - Tanque (center-flow) com proteção anti-corrosiv a– HT - Tanque (center-flow) convencional– HA - Aberto – HQ - outros tipos

Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


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43Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga RosaTrês rodeiros por tuque

Caixa de Vagão


• Plataforma - contêineres, produtos siderúrgicos, grandes volumes, madeira, peças de grandes dimensões HF -Fechado convencional

– PM - Convencional com piso de madeira– PE - Convencional com piso metálico– PD - Convencional com dispositivo para contêineres– PC - Para contêineres– PR - Com estrado rebaixado– PG - Para serviço piggyback– PP - Com cabeceira (bulkhead)– PB - Para bobinas– PA - Com dois pavimentos para automóveis– PH - Com abertura telescópica– PQ - Outros tipos de vagão plataforma

Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


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Caixa de Vagão


• Tanque - cimento a granel, derivados de petróleo claros e líquidos não corrosivos em geral

– TC - Convencional – TS - Com serpentinas para aquecimento– TP - Para produtos pulverulentos– TF - Para fertilizantes– TA - para ácidos e líquidos corrosivos– TG - para gás liqüefeito de petróleo– TQ - Outros tipos

Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


Caixa de Vagão


• Vagões tipo isotérmico - produtos congelados em geral

– IC - Convencional com bancos de gelo– IF - com unidade frigorífica– IQ - Outros tipos

Caixa de Vagão


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• O grupo B é formado por seis números que representam:

• Proprietário; Do segundo ao quinto número é o número seqüencial do vagão

• Proprietário: Particular: 000001 a 099999; Cia Vale do Rio Doce: 100000 a 299999; FEPASA: 300000 a 599999; RFFSA: 600000 a 999999

• O grupo C é o dígito de controle para o grupo B.

• O grupo D representa o país

Numeração de Vagão


Tipo:Gôndola

SubTipo:Descarga Lateral

Manga:E – Bitola Métrica

Primeira Posição:2 - CVRD

NúmeroSeqüencial

Dígito Verificador



Tipo:Hoper

SubTipo:Comporta

Manga:E – Bitola Métrica

Primeira Posição:2 - CVRD

NúmeroSeqüencial

Dígito Verificador



Modelos de Vagões


• Material de tração – São todos os veículos que possuem capacidade de se locomover na via por si próprio

– Locomotivas; Carros de serviço; Máquinas de Via, Outros

Material de Tração


• Por uso– Locomotivas de Viagem – fazem a circulação

ao longo da ferrovia, geralmente na linha principal e pátios (normalmente são as locomotivas mais novas e potentes)

– Locomotivas de Manobra – operam dentro dos terminais de carga, fazendo manobras e formando trens para viagem (geralmente são locomotivas menores e mais velhas)

Locomotivas


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• Por geração de potência– Diesel (Elétrica, Mecânica, Hidráulica)– Elétrica– Vapor– Levitação Magnética

Classificação de Locomotivas


• As locomotivas diesel-elétricas são as mais comuns no transporte de carga no Brasil (praticamente 100% das que operam no Brasil)

• Podem ser de corrente continua ou corrente alternada

Locomotiva Diesel Elétrica


• É equipada com dois tipos de motores– Um motor diesel (alimenta o gerador que gera

energia para os motores de tração)– Vários motores elétricos (motor de tração)



• Classificação dos truques de locomotivas

Locomotiva


Pinhão que engrena na coroa e é encoberto pela caixa de graxa

Parte lateral do motor de tração que é fixada no mancal de rolamento (Tubo U)


Eixo sem o mancal de deslizamento

Coroa


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Mancal de Rolamento2 meias canas (bi partido)Tubo U

Parafusos de fixação das 2 meia canas (3)

Coroa (fixada sob prensa como a roda)

Ponta eixo onde vai encaixar o mancal rolamento


Caixa de graxaQue encobre o pinhão e a coroa

Motor tração elétrico

Rolamento

69Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 70Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa

Dash 9 (BB40WM)4000HP

GE G121250HP



GM DDM453600HP

GE BB36-73600HP



GE C44-9WM4400HP

GE C44-9WM4400HP



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GM SD40-3MP3100HP

Macosa GT26CU-22600HP



GE C30-7A3000HP

GE U20C2000HP





• Locomotivas slug têm apenas o motor elétrico de tração das rodas

– Não possui o motor diesel que alimenta o gerador que produz energia para os motores elétricos

– Circula acoplada a outra locomotiva e o excesso de energia gerado por esta outra locomotiva e transferido para a slug

– Para compensar a falta do peso do motor diesel, coloca-se concreto ou pedaços de aço para dar peso e consequentemente melhorar a aderência

Locomotiva Slug


• Locomotivas elétricas– Não produzem sua própria energia– Dependem de uma rede de distribuição de energia– No Brasil é usada mais para passageiros

Locomotiva Elétrica


Dinâmica Ferroviária (Simplificada)


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• Dinâmica Ferroviária• Para aumentar o coeficiente de aderência

– Lançar areia entre os trilhos e a roda– Aumentar o peso da locomotiva – pode ser

que a VP não suporte este peso extra, inclusive as obras de arte

– Aumentar o numero de rodas motrizes das locomotivas – pode aumentar demais o comprimento da locomotiva, dificultando a realização de curvas

Dinâmica Ferroviária (Simplificada)


• Composição Ferroviária– Conjunto de material rodante composto por

pelo menos uma locomotiva e pelo menos um vagão ou carro

• Têm duas extremidades:– Frente ou Testa - é a ponta da composição

que está no sentido de deslocamento da composição

– Cauda - é a parte contrária à frente, a parte de trás

Composição Ferroviária








• Configurações mais usuais de composição ferroviária:– Uma, ou até cinco, locomotiva na frente da

composição (MRS motivo: muito túnel) – Uma locomotiva de apoio na cauda (helper, pode ter

helper na frente, em Carajás)– Locomotivas distribuídas na composição (Tração

Distribuída) • Geralmente dividida em 2/3 com duas da frente e

mais duas ou uma com o restante dos 1/3



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• Sincronismo em composição de tração distribuida– Manual– Automático (Locotrol, fabricante GE)







• Os freios podem ser– Freio Dinâmico

• Na locomotiva, nos motores de tração– Freio a ar

• Na locomotiva – Freio Independente• Nos vagões – Freio Automático

– Freio Manual• Nos vagões e locomotivas quando são parados

e estacionados

Freios


APLICAÇÃO DE FREIO EM VAGÕES

E

O

T

RESERVATÓRIOPRINCIPAL

VÁLVULA REGULADORA

COMPRESSORTorneira e coletor de Pó

Retentor de controle de alívio

Cilindro de Freio

Reservatório Auxiliar

Reservatório de Emergência



Cilindro de Freio

Torneira e coletor de Pó

RetentordeControlede alívio

Válvula AB

Porção de Emergência

Válvula AB


COMPRESSOR INICIALMENTE DESLIGADO


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E

O

T

RESERVATÓRIOPRINCIPAL ( 125 – 140 PSI )

VÁLVULA REGULADORA ( 90 PSI )



Cilindro de Freio





Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB


MANIPULADOR NA POSIÇÃO ALÍVIO

COMPRESSOR FUNCIONANDO – O AR NÃO PASSA POIS AS TORNEIRAS ESTÃO FECHADAS



E

O

T



Cilindro de Freio





Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB




Pressão inferior à da cabeça da composição (Mínimo de 85 PSI)


TORNEIRAS ABERTAS – CARREGAMENTO DOS CILINDROS AUXILIAR E DE EMERGÊNCIA



E

O

T



Cilindro de Freio

( 0 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 85 PSI )


( 85 PSI )

Cilindro de Freio

( 0 PSI )



Válvula AB


Válvula AB




O TREM SO ESTÁ AUTORIZADO A PARTIR SE A PRESSÃO NA CAUDA FOR NO MÍNIMO 85 PSI


( 90 PSI ) ( 85 PSI )

5 PSI/min



E

O

T



Cilindro de Freio

( 0 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 85 PSI )


( 85 PSI )

Cilindro de Freio

( 0 PSI )



Válvula AB


Válvula AB




FUNCIONAMENTO NORMAL – SEM APLICAÇÃO DE FREIOS


( 90 PSI ) ( 85 PSI )



E

O

T



Cilindro de Freio

( 0 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 85 PSI )


( 85 PSI )

Cilindro de Freio

( 0 PSI )



Válvula AB


Válvula AB




APLICAÇÃO DE 10 PSIATUAÇÃO DA VALVULA VSR

MANIPULADOR NA POSIÇÃO SERVIÇO

( 80 PSI ) ( 75 PSI )

VSR VSR



E

O

T



Cilindro de Freio


( 80 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 75 PSI )

Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB




APLICAÇÃO DE 10 PSIATUAÇÃO DA VALVULA LIMITADORA


( 80 PSI ) ( 75 PSI )

VÁLVULA LIMITADORA

VÁLVULA LIMITADORA

PCF=RED X 2,5

PCF=25 PSI

PCF=RED X 2,5

PCF=25 PSI


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E

O

T



Cilindro de Freio


( 70 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 65 PSI )

Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB





( 70 PSI ) ( 65 PSI )

VÁLVULA LIMITADORA

VÁLVULA LIMITADORA

PCF=RED X 2,5

PCF=50 PSI

PCF=RED X 2,5

PCF=50 PSI

APLICAÇÃO DE 20 PSIATUAÇÃO DA VALVULA LIMITADORA



E

O

T



Cilindro de Freio


( 64 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 59 PSI )

Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB




APLICAÇÃO DE 26 PSISERVIÇO TOTAL

MANIPULADOR NA POSIÇÃO SERVIÇO TOTAL

( 64 PSI ) ( 59 PSI )

VÁLVULA LIMITADORA

VÁLVULA LIMITADORA

PCF=RED X 2,5

PCF=64 PSI

PCF=RED X 2,5

PCF=59 PSI



E

O

T



Cilindro de Freio


( 78 PSI )


( 78 PSI )


( 74 PSI )


( 74 PSI )

Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB




APLICAÇÃO DE EMERGÊNCIA

MANIPULADOR NA POSIÇÃO EMERGÊNCIA

( 0 PSI ) ( 0 PSI )

VÁLVULA LIMITADORA

VÁLVULA LIMITADORA

PCF=RED X 2,5

PCF=78 PSI

PCF=RED X 2,5

PCF=74 PSI

ATUAÇÃO DA PORÇÃO DE EMERGÊNCIA



E

O

T



Cilindro de Freio


( 78 PSI )


( 78 PSI )


( 74 PSI )


( 74 PSI )

Cilindro de Freio



Válvula AB


Válvula AB




APLICAÇÃO DE EMERGÊNCIA

MANIPULADOR NA POSIÇÃO EMERGÊNCIA

( 0 PSI ) ( 0 PSI )

VÁLVULA LIMITADORA

VÁLVULA LIMITADORA

PCF=RED X 2,5

PCF=78 PSI

PCF=RED X 2,5

PCF=74 PSI

POSIÇÃO DE RECOBRIMENTO



E

O

T





Válvula AB


Válvula AB





RECARREGAMENTO DOS RESERVATÓRIOS PRINCIPAL, AUXILIA R E DE EMERGÊNCIA

Cilindro de Freio

( 0 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )

( 90 PSI ) ( 85 PSI )


( 85 PSI )


( 85 PSI )

Cilindro de Freio

( 0 PSI )



E

O

T



Cilindro de Freio

( 0 PSI )


( 90 PSI )


( 90 PSI )


( 85 PSI )


( 85 PSI )

Cilindro de Freio

( 0 PSI )



Válvula AB


Válvula AB




O TREM ESTÁ PRONTO PARA UMA NOVA APLICAÇÃO DE FREIO S


( 90 PSI ) ( 85 PSI )


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Freio Automático (Vagões)

Freio Independente (Locomotiva)

Freio Dinâmico (Motor Tração)

Freios


Freio Manual (Volante)

Freios


Freio Manual (Alavanca)

Freios


Freio Manual (Volante)

Freios


• Engates– Serve para unir, engatar as locomotivas e vagões– Tipos

• E – vagões leves• F – vagões pesados e cargas perigosas

Engates


Tipo E

Engates


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Tipo F

Encaixes

Engates


Engate

Desengate


� Maquinista;� Auxiliar de maquinista

Equipagem


Buzina

Areia (Areeiro)

Acelerador (8 pontos)

Chave Reversora (Frente e Ré)

Equipagem

Freio Dinâmico (8 pontos)

Freio Pneumático

Freio Independente


Equipagem

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