Crimpagem de Mangueiras Hidráulicas: De Ferramentas Manuais a Máquinas Inteligentes IoT

De seus humildes começos manuais a máquinas habilitadas para IoT, as crimpadoras de mangueiras hidráulicas são equipamentos críticos que qualquer usuário de energia fluida deve entender.

Você teria dificuldade em encontrar alguém na indústria hidráulica que nunca fez um conjunto de mangueira hidráulica. Técnicos hidráulicos ganham a vida fabricando tubulações de várias configurações. Ainda, até designers e engenheiros provavelmente sujaram as mãos na escola como parte de uma aula introdutória. Mais frequentemente, profissionais de energia fluida cortaram os dentes na loja de mangueiras local antes de subir nas fileiras de um distribuidor ou fabricante. No entanto, muitos de vocês lendo isto agora estão familiarizados com as técnicas usadas para crimpar uma mangueira hidráulica.

Como você esperaria, equipamentos de crimpagem de mangueiras se originaram de começos humildes. Qualquer máquina capaz de exercer força radial sobre o diâmetro externo de uma ferrule de extremidade de mangueira faria o truque. No início de seus designs, engenheiros aproveitaram o arranjo de cone e assento para as matrizes de crimpagem, um sistema ainda mais popular hoje. O colar atua como assento, e quando empurra contra a forma cônica das matrizes, estas são forçadas para dentro (veja figura 1).

Crimpadores manuais vieram primeiro

Contanto que você pudesse empurrar as matrizes ou colares para alcançar o vetor de força interno desejado, a forma cônica oferece vantagem mecânica para auxiliar na compressão da ferrule da extremidade da mangueira. A primeira tecnologia de crimpagem usava a boa e velha força humana para alcançar o resultado desejado. Prensas de swaging portáteis operavam girando um grande manípulo em T, rotacionando um parafuso de máquina através de uma cabeça fixa, forçando a extremidade contra o conjunto de matrizes de duas peças.

No caso destes swagers portáteis manuais, as matrizes movem-se para baixo contra o colar fixo, e conforme movem-se para baixo, também comprimem para dentro. O técnico deve segurar a extremidade da mangueira cuidadosamente com uma mão enquanto gira o manípulo com a outra. Uma vez que as matrizes agarram a conexão firmemente, o técnico usa ambas as mãos para forçar a crimpadora até o fim. É essencial usar apenas as matrizes e extremidades de mangueira correspondentes específicas para a aplicação.

Estas unidades portáteis manuais não oferecem a mesma tecnologia automática de diâmetro de crimpagem que novos sistemas empregando micrômetros. Você simplesmente aperta a unidade até as matrizes de duas peças chegarem ao fundo e espera atingir sua especificação de crimpagem. Medir a crimpagem ainda oferece confirmação ao técnico de que a crimpagem reside dentro da especificação, mas eles precisam contar com sua experiência com o dispositivo para produzir resultados consistentemente precisos. Devo também mencionar que muitos técnicos ainda usam máquinas portáteis de swaging manuais hoje.

Hidráulica adiciona velocidade e potência

Há algo satisfatório em uma máquina de crimpagem de mangueira hidraulicamente alimentada. Uma máquina totalmente elétrica simplesmente não parece certo, como um hambúrguer sem carne ou um Mazda Miata com transmissão automática. A adição de densidade de potência hidráulica à máquina de crimpagem ofereceu ao técnico um método mais rápido e poderoso de crimpar extremidades de mangueira. O colar na crimpadora hidráulica é essencialmente um cilindro hidráulico anular. Em alguns casos, dois cilindros empurram tal anel. A força criada pelos cilindros empurra os colares ou matrizes, forçando estas a fechar sobre a extremidade da mangueira com alta força.

A principal dificuldade com as primeiras máquinas de crimpagem era sua falta de versatilidade. As matrizes usadas eram específicas para a extremidade da mangueira, encorajando o técnico ou loja a usar apenas produtos do mesmo fabricante. Se uma loja quisesse usar várias mangueiras e extremidades, um método para variar o diâmetro de crimpagem tinha que oferecer variabilidade no DO da crimpagem, mantendo precisão até milésimos de polegada.

Em vez de limitar o técnico a matrizes de diâmetro fixo, oferecer matrizes capazes de uma faixa de diâmetros internos trouxe essa variabilidade para permitir múltiplos tipos e tamanhos de conjuntos. Em vez de um diâmetro exato de, digamos, 0,733 pol., as matrizes agora oferecem uma faixa de 0,700-0,788 pol., por exemplo. O que antes só podia crimpar extremidade de ½ pol. agora pode crimpar mangueiras de 1 e 2 fios de 3/8 a ½ pol.

Matrizes projetadas para aplicações de diâmetro variável apresentam o desafio da precisão, claro. As matrizes só podem chegar ao fundo em sua menor configuração, o que nem sempre é útil para qualquer mangueira ou conexão que a loja ofereça. Projetistas de máquinas de crimpagem tiveram que engenhar um método para parar o procedimento de crimpagem no tamanho desejado com precisão. Nenhum técnico é habilidoso o suficiente para parar a bomba hidráulica pelo tato com precisão de 0,002 pol. ou melhor.

Precisão e repetibilidade

Instalar uma chave fim de curso ajustável ofereceu a solução mais precisa e repetível para o conjunto de matrizes variáveis. Um micrômetro ajustável acoplado à chave fim de curso permite ao técnico definir a profundidade da chave fim de curso dentro de um milésimo de polegada ou menos. Quando o atuador de crimpagem contata a chave fim de curso, a bomba para automaticamente. Contanto que o micrômetro tenha sido calibrado, o diâmetro de crimpagem é tanto preciso quanto exato para cada operação.

Crimpadoras hidráulicas usando o micrômetro foram o padrão por décadas, oferecendo controle preciso para tornar a montagem de mangueiras rápida e direta. Grande parte do avanço, até recentemente, foram melhorias na praticidade da máquina. Bombas hidráulicas de duplo estágio forneceram ao técnico deslocamento rápido das matrizes até a pressão de fixação ser atingida, onde os estágios trocavam para a bomba menor de alta pressão para força máxima.

Sistemas convenientes de armazenamento de matrizes para oferecer trocas rápidas e precisas de ferramentas também aceleraram o ritmo para lojas de mangueiras ocupadas trocando entre tamanhos. Um carregador de conjunto de matrizes ofereceu ao técnico facilidade de puxar matrizes de seu suporte onde são inseridas na crimpadora antes de serem fixadas. Os sistemas organizados de armazenamento e substituição de matrizes tão difundidos hoje superam o velho hábito de peneirar gavetas ou caixas onde cada matriz de todo tamanho se misturava sem organização.

Controle eletrônico

Assim como o resto da indústria moveu-se para controle eletrônico, o mesmo aconteceu com a máquina de crimpagem de mangueiras. Alguns técnicos achavam o micrômetro de mostrador tradicional difícil de ler e ajustar, e frequentemente se encontrava fora de calibração. Sensores de posição linear substituíram as chaves fim de curso, e a opção de ajuste tornou-se digital. Uma pequena tela LCD mostra a configuração de crimpagem, o que aumentou a precisão e reduziu a chance de erro. A precisão do transdutor linear praticamente garante crimpagens perfeitas e repetíveis.

Alguns fabricantes de equipamentos de montagem de mangueiras hidráulicas produziram estações de montagem semi-automatizadas. Uma tal máquina requer apenas que o operador carregue as peças na máquina. O operador carrega hastes e ferrules separadamente, duas de cada vez, e então insere as extremidades da mangueira na máquina. O operador inicia a sequência que insere as hastes nas extremidades de mangueira pré-cortadas junto com as ferrules.

O operador desprende o conjunto de mangueira, e se for longo o suficiente, insere simultaneamente cada extremidade na crimpadora automática. Um momento depois, o técnico puxa um conjunto de mangueira completo. Se o comprimento da mangueira não for suficiente para cobrir o vão e entrar nas duas aberturas, as extremidades são feitas individualmente, mas em paralelo. As funções de inserção e crimpagem são completadas enquanto o técnico trabalha na operação oposta. Capaz de duzentos conjuntos completos por hora, esta máquina rapidamente oferece retorno sobre seu investimento.

Crimpadoras ficam inteligentes

O mundo industrial continua a encontrar formas novas e criativas de utilizar conceitos da Indústria 4.0, e a tecnologia de crimpagem de mangueiras não é diferente. Lojas de mangueiras ocupadas requerem velocidade e versatilidade, deixando pouco tempo para folhear catálogos procurando especificações de crimpagem. Muitos fabricantes de crimpadoras topo de linha oferecem máquinas high-end com HMIs de tela sensível ao toque empregando links sem fio ao banco de dados do fabricante.

Este sistema pode não impressionar o técnico que memorizou as especificações de crimpagem para seus conjuntos padrão 100R1 ou 100R2. Mas quando pedem para crimpar vários conjuntos de mangueira termoplástica envolta em aço inoxidável, ficarão extasiados em saber que as informações de matriz requeridas aparecem na tela sensível ao toque. Uma rápida seleção de mangueira, tamanho dash e haste resulta em especificações de crimpagem prontamente populadas diretamente nas configurações da crimpadora.

Assim como a indústria de energia fluida em geral, a tecnologia de crimpagem continuará a avançar. Espere ver realidade aumentada identificar a mangueira e conexões visualmente, como com códigos QR, então popular automaticamente as especificações de crimpagem. Espere a tecnologia de crimpagem de mangueiras hidráulicas tornar-se mais versátil, mais produtiva e mais facilmente mantida.