1. Antecedentes do mercado

A França dispõe de uma rede ferroviária densa, que combina linhas de alta velocidade, linhas interurbanas, sistemas de comboios ligeiros e de metro, o que cria requisitos rigorosos para os veículos de manutenção de cadeias e vias,que devem operar de forma segura e fiável em linhas movimentadas e em ambientes complexos de estaleiro.

Embora estes veículos não circulem a velocidades muito elevadas, trabalham sob cargas pesadas, ciclos de arranque/paragem frequentes e fortes impactos laterais.As rodas dos carris de aço não só devem suportar o peso do veículo, mas também suportar choques repetidos em curvas, as saídas e os locais de trabalho

De acordo com as normas de segurança francesas e da UE mais rigorosas, os fabricantes de veículos ferroviários e os integradores de sistemas normalmente procuram rodas que ofereçam:

• Alta capacidade de carga e alta dureza da superfície para garantir a resistência ao desgaste e evitar a ruptura da flange;

• Tolerâncias dimensional rigorosas para ajustamento preciso com a largura da via e as caixas de eixo, evitando desalinhamento e desgaste desigual;

• Materiais rastreáveis e registos de inspecção para apoiar a certificação de terceiros e a aceitação de projetos a longo prazo.

Neste contexto, o cliente queria um fornecedor fiável de rodas de carris de aço forjadas a quente de 12 polegadas, para serem utilizadas em veículos de manutenção que servem os mercados francês e outros mercados europeus.

2Perfil do cliente e aplicação

• Tipo de cliente: fabricante/integrador de veículos de manutenção ferroviária com sede em França;

• Aplicação: veículos de manutenção de cadeias e vias, vagões de inspecção, carrinhos de transporte ferroviário;

• Condições de funcionamento:

  • Velocidades baixas a médias, mas carga pesada contínua;

  • Aceleração e travagem frequentes, desvios de passagem e curvas bruscas a baixa velocidade;

  • Operação ao ar livre em todos os climas com exposição à chuva, neve, variações de temperatura e humidade;

• Pontos-chave de dor:

  • Algumas rodas de aço fundido anteriores apresentaram uma vida útil insuficiente e uma tendência a rachaduras sob impacto;

  • Os veículos de manutenção têm horários apertados, pelo que a substituição frequente das rodas leva a um tempo de inatividade prolongado e a um custo de ciclo de vida mais elevado;

  • O cliente precisava de rodas com maior dureza e melhor resistência, combinadas com tolerâncias apertadas e total inspecionabilidade.

3A nossa solução (produto + configuração técnica)

Para atender a estes requisitos, fornecemos um pacote dedicado baseado em rodas de trilho forjadas a quente de aço de 12 polegadas, material 4140, dureza aproximada de 490 HB. As principais características são:

1. Material e conceção da roda

   • Utilização de forja a quente de 4140 de aço ligado, seguida de amortecimento e temperamento, para obter uma dureza da banda de rodagem de cerca de 490 HB com uma boa combinação de resistência e resistência;

   • Materiais alternativos, tais como C45, C50, 65Mn, 42CrMo, 4340, 34CrNiMo6, estão disponíveis para diferentes classes de carga e condições de funcionamento;

   • As rodas de trilho de aço de flange único e de flange dupla são oferecidas para se adequarem a trilhos padrão e perfis especiais de trilho.

2. Dimensões e capacidade de carga

   • Rodas de trilho forjadas padrão de 12" (~ 300 mm), com uma faixa de diâmetro mais ampla, incluindo 300 / 350 / 400 / 450 / 500 / 900 mm, permitindo projetos baseados em plataforma em diferentes veículos;

   • A capacidade de carga por roda pode ser personalizada de 1 a 300 toneladas, abrangendo veículos de inspecção ligeiros até vagões ferroviários pesados;

   • Disponível como conjuntos de rodas sólidas ou ocas, dependendo do peso e dos requisitos de montagem.

3. Tratamento térmico e controlo da dureza

   • Sequência completa de tratamento térmico de normalização e de apagamento e temperamento (Q&T) para cada roda;

   • Aplica-se endurecimento da superfície e das flanges, com uma profundidade de camada endurecida de 5·20 mm, garantindo uma banda de rodagem dura e resistente ao desgaste com um núcleo resistente;

   • Os fornos de normalização automáticos e suspensos são utilizados para garantir a consistência de lote para lote.

4. Fabricação a partir de matérias têxteis

   • Podem ser fornecidos conjuntos completos de rodas, incluindo duas rodas, um eixo, quatro rolamentos e componentes conexos, de acordo com os desenhos do cliente;

   • O furo da roda pode ser mecanizado com uma precisão de 0,01 mm, garantindo uma adequação ideal com eixos e rolamentos, minimizando a excentricidade e vibração em serviço.

5. Capacidade de produção e sistema de inspecção

As nossas instalações abrangem toda a cadeia, desde a fundição, forja, laminagem de anéis, usinagem em bruto e tratamento térmico até a usinagem final.

• Tornos verticais, centros de usinagem, máquinas CNC multifunção, tornos CNC e máquinas de perfuração/moagem para acabamento;

• Máquinas e aparelhos para a produção de alumínio

• Fornos de normalização automática e máquinas de jato para tratamento térmico e preparação de superfícies.

O controlo da qualidade é apoiado por:

• Ensaios de dureza (Rockwell e Brinell), ensaios de rugosidade e concentricidade da superfície;

• Ensaios ultrasónicos (UT) e ensaios de partículas magnéticas (MT) para detecção de defeitos internos e de superfície;

• Exame metalográfico e análise da composição química;

• As inspecções internas e externas podem ser organizadas conforme necessário.

4. Feedback dos clientes

Após vários lotes em serviço, o cliente francês relatou que:

• Em condições comparáveis, as rodas 4140 forjadas a quente oferecem uma vida útil significativamente mais longa do que as rodas de aço fundido anteriores, com uma menor incidência de esbranquiçamento e rachaduras das flanges;

• Os diâmetros das rodas, os perfis das flanges e as dimensões dos furos são consistentes de lote para lote, reduzindo o tempo de instalação e os trabalhos de regulação;

• A documentação relativa à rastreabilidade e inspecção dos materiais está completa, o que ajuda nas auditorias de segurança locais e da UE e na aprovação de projetos;

• As diferentes opções de flanges, diâmetros e cargas podem ser produzidas na mesma plataforma de processo, simplificando a gestão das suas peças de reposição.

O cliente decidiu manter as rodas de ferro forjado de aço quente de 12 polegadas 4140 / 490 HB como escolha preferida para os próximos projetos de veículos de manutenção de catenária e trilhos.

5Resumo

Para os veículos de catenária e manutenção de trilhos que operam sob carga pesada e impacto frequente, as rodas de trilho de aço ligado forjado a quente oferecem vantagens claras em relação às rodas fundidas:

• A forja refina a estrutura do grão e reduz os defeitos internos, o que conduz a uma melhor resistência e tenacidade globais;

• O aquecimento e o temperamento adequados, combinados com o endurecimento controlado da superfície, proporcionam uma banda de rodagem resistente ao desgaste com um núcleo resistente;

• Um sistema completo de produção e inspecção permite fornecer rodas consistentes e rastreáveis a mercados exigentes como a França e a UE em geral.