Ila Maria Corrêa, pesquisadora do Centro de Engenharia e Automação/IAC 27/06/2016

O eixo cardan é um sistema de transmissão de potência, criado no início do século XX, que permite acionar roçadoras, batedoras de cereais, colhedoras de forragens, pulverizadores hidráulicos, entre outros equipamentos, por meio de acoplamento ao eixo da tomada de potência do trator (TDP).

Acidentes no uso do eixo cardan, infelizmente, acontecem com frequência. Em geral, porque o uso de capas protetoras não está sendo feito ou porque quando existente, é comum encontrá-las com alguma parte quebrada ou trincada fazendo com que perca a função de proteção. Também o fato do acoplamento e desacoplamento serem feitos manualmente em espaço reduzido entre o trator e o implemento expõe o operador a condições de fadiga e desconforto.

Os acidentes mais graves são devido à ausência do protetor do eixo cardan, quando este está em funcionamento. O giro do eixo cardan pode fazer com que a roupa ou cabelo se enrole no eixo fazendo a pessoa ser puxada imediatamente por ele. Podem ocorrer amputação de braços e pernas, escalpelamento, lesões medulares, outras injúrias ou mesmo a morte.

O protetor de cardan se compõe de cones de proteção em cada extremidade do eixo cardan, de capa protetora ao longo do tubo telescópico, de dispositivos de retenção (correntinha ou outro) e de pictogramas.

A simples presença do mesmo, entretanto, não é garantia suficiente de segurança. Para isso o protetor deve apresentar características mínimas de segurança e o usuário deve seguir as recomendações técnicas dos fabricantes, exercendo boas práticas de operação, tais como: vestir-se com segurança para evitar aprisionamento de roupas ou calçados, manter as proteções da TDP, manter a proteção do eixo cardan no lugar, desligar a TDP e parar o motor antes de descer do trator, nunca passar ou pular sobre o eixo cardan em movimento e seguir os intervalos de manutenção recomendados.

Requisitos de segurança
Para que uma segurança mínima de máquinas ou componentes agrícolas, em especial o eixo cardan, possa ser alcançada, existem regulamentos e normas técnicas a serem seguidos. Neste sentido, a legislação brasileira através das normas regulamentadoras (item 31.12.22 da NR 12 e o Anexo XI da NR 31) impõe que “o eixo cardan deve possuir proteção adequada, devendo estar em perfeito estado de conservação em toda a sua extensão, fixada na tomada de força da máquina (ou do trator) desde a cruzeta até o acoplamento do implemento ou equipamento” (Figura 1). Os mesmos regulamentos (Anexo XI, item 11 da NR 12 e item 31.12.35 da NR 31) também requerem que na “tomada de potência (TDP) dos tratores deve ser instalada uma proteção que cubra a parte superior e as laterais” (Figura 2).

 

Figura 1 – Eixo cardan protegido

Figura 2 – Proteção para o eixo da TDP no trator


A figura 3 representa de modo geral as proteções mecânicas necessárias, complementadas por adequada e duradoura sinalização de segurança (instruções e uso de pictogramas). As sinalizações de segurança por meio de pictogramas servem para alertar o operador e outras pessoas do risco de ferimento pessoal durante a operação normal e de serviço, como as exemplificadas nas figuras 4 e 5. Na figura 4, à esquerda, é mostrada uma figura humana sendo envolvida pelo eixo cardan como forma de alertar para o risco de aprisionamento de corpo inteiro pelo eixo em funcionamento; à direita, os pictogramas alertam para a prevenção do risco indicando que o eixo cardan não deve ser usado sem a capa protetora e indicando que não deve ser feita qualquer manutenção na traseira do trator com o eixo em funcionamento.


Figura 3 – Proteções mecânicas necessárias para o conjunto trator-implemento.



Figura 4 – Exemplos de sinalizações de segurança



Figura 5 – Exemplo de orientação sobre intervalos e pontos de lubrificação


Já as normas técnicas oferecem detalhes desta proteção. A norma internacional ISO 5673-1:2005, que em breve será adotada no Brasil pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) estabelece requisitos gerais de segurança e de fabricação para o eixo da tomada de potência do trator (TDP) e para a conexão de entrada de potência dos implementos (CEP). Na figura 6 é exemplificado um dos requisitos de segurança desta norma para proteção das juntas universais no lado do trator.

Segundo a norma ABNT NBR ISO 4254-1(2015) a proteção da CEP deve ser construída e fixada ao implemento de modo que, em conjunto com a proteção do eixo cardan da TDP, ela cubra o eixo em todos os lados até o primeiro alojamento de rolamentos fixos da máquina, permitindo ao mesmo tempo a conexão e articulação do eixo cardan da TDP. Além disso, a sobreposição em linha reta da proteção do eixo cardan da tomada de potência (TDP) com a proteção da conexão da entrada de potência (CEP) não pode ser menor que 50 mm (Figura 7).


Figura 6 – Proteção das juntas universais (lado do trator)



Figura 7 – Sobreposição no lado do implemento


Ensaios para verificação da qualidade
Além das características dimensionais a comprovação da qualidade deste componente deve passar obrigatoriamente pela realização de ensaios de resistência e durabilidade. Entretanto, a ausência de laboratórios especializados, que possam prestar auxílio aos fabricantes interessados, dificulta ação neste sentido.

A norma ISO 5674 (2004) que também em breve será adotada como norma brasileira, estabelece os ensaios de laboratório para determinar a resistência e o desgaste de proteções para eixos de transmissão a cardan. Em síntese os ensaios realizados são os seguintes:
• Ensaio de desgaste (submissão do conjunto numa câmara com temperaturas variando da ambiente à 85ºC, girando em diversos ciclos de operação a 1.000 rpm, em atmosfera de poeira);
• Ensaio de corrosão do mancal (aplicação de água salgada em todos os mancais em ciclos de 48h);
• Ensaios de resistência (aplicação de cargas conhecidas em diversos pontos do protetor, a temperaturas controladas e a rotações determinadas);
• Ensaios em temperatura abaixo de zero (aplicação de golpes em diversos pontos do protetor, sob temperatura de – 35ºC);
• Ensaio dos meios de retenção (correntinha) à temperatura ambiente (aplicação de força de 400 N a 800 Nem cada componente de retenção durante 60 s, uma vez tangencialmente e uma vez radialmente, em um plano perpendicular à linha central do eixo de transmissão da TDP);
• Ensaio à luz ultravioleta para proteções plásticas (submissão a 1000 horas sob irradiância de 505 W/m² para verificação de alteração na cor ou ocorrência de trincas).

Critérios finais de aceitação
A proteção e os meios de retenção são considerados aprovados no ensaio somente quando todos os ensaios acima forem realizados e tenham sido verificados que as marcações de identificação ainda estejam legíveis e presentes; que a proteção não apresente rupturas, trincas ou separação das partes e nem furos ou deformações que deixem o eixo desprotegido, que a proteção não tenha se movimentado no eixo em relação à sua posição inicial.
 

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