Selecionando o cilindro hidráulico telescópico correto

Quando você precisa da potência de um cilindro hidráulico , mas você não tem espaço para um cilindro de haste tradicional, a melhor solução é um cilindro hidráulico telescópico. Capazes de levantar tanto quanto um cilindro padrão, os modelos telescópicos podem acomodar a mesma quantidade de energia enquanto ocupam apenas 20% a 40% de seu comprimento estendido enquanto estão recolhidos.

Existem várias aplicações em que um cilindro hidráulico telescópico é útil e a única maneira de executar determinadas funções.

Este artigo examinará alguns dos diferentes tipos de cilindros hidráulicos telescópicos e como eles funcionam. Também veremos algumas das aplicações mais comuns desses cilindros hidráulicos telescópicos e como você pode ter certeza de escolher o cilindro certo para suas necessidades.

Como funcionam os cilindros hidráulicos telescópicos

Embora existam várias variedades de cilindros hidráulicos telescópicos, todos eles funcionam com o mesmo princípio. Esses cilindros são construídos a partir de uma série de tubos de aço, que são aninhados em tamanho decrescente.

O tubo maior, conhecido como barril, é visível quando o cilindro é retraído. O menor tubo, ou êmbolo, contém a extremidade que se conecta à carga de trabalho. As outras seções, que se estendem para compor o resto do traço, são conhecidas como estágios.

Por razões de estabilidade, o número máximo de cilindros em um cilindro hidráulico telescópico chega a seis. Mais do que isso, o sistema tende a se tornar instável, apresentando vários problemas tanto no projeto quanto na execução.

Bombas de óleo hidráulico no sistema para estender o dispositivo. O óleo empurra os estágios do maior para o menor. Cada estágio se estende por todo o seu comprimento antes que o próximo estágio comece a se estender até que, finalmente, o êmbolo seja estendido completamente. À medida que o cilindro se retrai, o processo se repete no sentido inverso - o êmbolo se retrai antes que o estágio seguinte recue e assim por diante.

Rolamentos e vedações

Cada estágio em um cilindro hidráulico telescópico é suportado por mancais de guia, que mantêm os cilindros alinhados adequadamente. Esses rolamentos definem o quanto o estágio interno se projeta do estágio anterior e o quanto os dois estágios se sobrepõem.

Há uma grande variedade de opções disponíveis quando se trata de vedações, cada uma com um design e finalidade de utilidade ligeiramente diferentes. Por exemplo, dois projetos padrão – vedações multi-lábios e vedações em V articulados – são instalados usando anéis de parada e porcas de gaxeta, e estes se encaixam dentro de cada seção telescópica. A vedação é formada entre o diâmetro externo da platina menor e o diâmetro interno da platina que a abriga. Essas vedações criam a pressão que permite que o cilindro hidráulico telescópico se estenda.

Os tipos de cilindros hidráulicos telescópicos

Os dois tipos principais de cilindros hidráulicos telescópicos são de ação simples e dupla ação – a maioria das variações surgem da combinação desses dois estilos.

Cilindros hidráulicos telescópicos de simples ação

Um cilindro de ação simples requer pressão para se estender. No entanto, em vez de retrair sob pressão, o dispositivo depende de forças externas para retrair. Este é o caso mais comum quando uma carga constante, como a gravidade, está trabalhando contra o cilindro, o que permite que o cilindro se retraia.

Enquanto um cilindro de ação simples requer óleo hidráulico para forçar cada estágio para fora do cilindro, o processo de retração ocorre quando essa pressão é removida e o peso trabalhando contra o cilindro gradualmente supera a pressão hidráulica. Isso força o óleo hidráulico de volta ao reservatório.

Cilindros hidráulicos telescópicos de dupla ação

Como você pode esperar, um cilindro de dupla ação usa fluido hidráulico pressurizado para estender e retrair seus estágios, tornando-os ideais para situações em que a gravidade ou outra força externa não pode ser utilizada para retrair o cilindro.

Em geral, estender esses cilindros funciona exatamente da mesma forma que em um cilindro de ação simples. Dito isto, para usar pressão para retrair esses cilindros, cada estágio que se move possui orifícios de transferência de óleo embutidos nele. À medida que cada estágio se retrai, ele expõe o orifício de transferência de óleo no próximo estágio até que todo o cilindro tenha retraído para dentro do barril.

Esse design cria complicações que devem ser consideradas. A maioria dos cilindros hidráulicos telescópicos de dupla ação possui portas de extensão e retração localizadas no êmbolo. Mas para proteger as mangueiras e portas e limitar a quantidade de mangueira necessária para operar o cilindro, o êmbolo permanece ancorado à base, com o cano localizado na extremidade de trabalho da carga.

Aplicações típicas para cilindros hidráulicos telescópicos

Existem várias situações em que um cilindro hidráulico telescópico é a ferramenta certa para o trabalho. Por exemplo, cilindros de ação simples são extremamente comuns em caminhões basculantes e por um bom motivo.

O contêiner deve ser inclinado para algo entre 45 e 60 graus para esvaziar um caminhão basculante. Independentemente do comprimento do contêiner, o comprimento do curso necessário para girar o contêiner em sua dobradiça seria quase o comprimento da caçamba do caminhão. Não haveria como retrair a haste até o fim, impossibilitando carregar o caminhão ou mesmo dirigi-lo.

Com cilindros hidráulicos telescópicos, por outro lado, o cilindro retraído ocupa muito menos espaço. E com o peso do contêiner, não é necessário um cilindro de dupla ação para retrair e trazer a cama de volta à posição horizontal.

Por outro lado, é mais provável que você veja um cilindro de dupla ação quando a força hidráulica está sendo usada horizontalmente, o que significa que não pode depender da gravidade. Considere os veículos de saneamento, onde o lixo é compactado ao longo do percurso. O compactador é operado por um cilindro hidráulico telescópico de dupla ação, permitindo que o cilindro pressione contra o lixo e depois retraia para permitir que mais lixo seja adicionado. Como a placa é operada por cima, é necessário um cilindro de dupla ação para puxar a placa de volta para o topo do caminhão.

Outras situações também requerem cilindros telescópicos. Por exemplo, cilindros de empuxo constante e velocidade constante são usados ​​para perfuração profunda em que cada estágio é estendido simultaneamente sob pressão constante. No entanto, embora você possa encontrar cilindros hidráulicos telescópicos especializados como esse, é muito mais comum encontrar cilindros de ação simples e dupla.

Como escolher o cilindro hidráulico telescópico certo

Encontrar o cilindro hidráulico telescópico certo é uma questão de saber quanto tempo o curso precisa ter e quanta pressão você precisará para lidar com a carga máxima do seu equipamento. Isso requer a compreensão de algumas informações sobre suas necessidades específicas e a realização dos cálculos adequados.

Vamos usar um cilindro de caminhão basculante como exemplo. Há duas medidas que precisamos logo de cara. Primeiro, você precisa identificar onde o contêiner é articulado à estrutura do caminhão. Então, você precisa medir a distância (em polegadas) entre essa dobradiça e o centro da carga que está sendo levantada. Este será o meio do corpo de despejo na maioria das vezes, mas isso nem sempre pode ser o caso.

A segunda medição (também em polegadas) começa na dobradiça novamente, mas desta vez mede onde o cilindro se conecta à caçamba. Esse número normalmente será muito maior do que o primeiro.

Cálculos de força e curso

O próximo passo é determinar a quantidade inicial de força necessária para levantar a carga. A parte mais difícil do içamento é logo no início, com menos força necessária à medida que o ângulo da caçamba aumenta.

Para descobrir a força necessária para levantar a carga, multiplique a carga prevista em libras (incluindo o peso da caçamba) pela primeira medida que você fez. Em seguida, divida esse número pela segunda medida, que lhe dará a força adequada que você precisa para levantar.

Por exemplo, digamos que você queira levantar 14.000 libras, com um comprimento de 80” até o centro da carga e uma distância de 160” entre a dobradiça e o ponto base do cilindro.

14.000 x 80 =1.120.000 / 140 =8.000

Isso significa que você precisa ser capaz de produzir 8.000 libras de força para começar a levantar sua carga de 14.000 libras.

Para determinar o comprimento do curso, basta multiplicar a distância entre a dobradiça e a base do cilindro por um multiplicador baseado no ângulo de despejo. O ângulo de despejo é o ângulo criado entre a estrutura do caminhão e a caçamba à medida que o cilindro se estende. O ângulo que você precisa é simplesmente o ângulo no qual a caçamba pode ser esvaziada completamente.

Ângulo de despejo	Multiplicador
42˚	.715
43˚	.733
44˚	.750
45˚	.765
46˚	.780
47˚	.797
48˚	.813
49˚	.830
50˚	.845
51˚	.861
52˚	.877
53˚	.892
54˚	.903
55˚	.923
56˚	.939
57˚	.954

Se você estiver levantando sua cama para 49˚, basta multiplicar a distância entre a dobradiça e a base do cilindro (140”) pelo multiplicador (0,830) para obter um comprimento de curso de 116,2”.

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