Escolhendo o Cilindro Hidráulico Telescópico Ideal: Um Guia Prático

Quando você precisa da potência de um cilindro hidráulico, mas não tem espaço para um cilindro de haste tradicional, a melhor solução é um cilindro hidráulico telescópico. Capaz de levantar tanto quanto um cilindro padrão, os modelos telescópicos podem oferecer a mesma potência ocupando apenas 20% a 40% de seu comprimento estendido quando recolhidos.

Existem várias aplicações onde um cilindro hidráulico telescópico é útil e a única maneira de realizar certas 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 e como você pode garantir a escolha do cilindro certo para suas necessidades.

Como Funcionam os Cilindros Hidráulicos Telescópicos

Embora existam várias variedades de cilindros hidráulicos telescópicos, todos funcionam no mesmo princípio. Esses cilindros são construídos a partir de uma série de tubos de aço, que são encaixados em tamanho decrescente.

O tubo maior, conhecido como corpo, é visível quando o cilindro está 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 curso, 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, e o sistema tende a se tornar instável, apresentando múltiplos problemas tanto nas etapas de projeto quanto de execução.

Óleo hidráulico é bombeado para o sistema para estender o dispositivo. O óleo empurra os estágios para fora do maior para o menor. Cada estágio se estende até seu comprimento total antes que o próximo comece a se estender até que, finalmente, o êmbolo seja estendido completamente. À medida que o cilindro retrai, o processo se repete em ordem inversa — o êmbolo retrai antes do estágio seguinte recuar, e assim por diante.

Mancais e Vedações

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

Existem diversas opções disponíveis quando se trata de vedações, cada uma com design e finalidade ligeiramente diferentes. Por exemplo, dois designs padrão — vedações de múltiplos lábios e vedações em V articuladas — são instalados usando anéis de parada e porcas de compressão, e estes se encaixam dentro de cada seção telescópica. A vedação é formada entre o diâmetro externo do estágio menor e o diâmetro interno do estágio que o abriga. Essas vedações criam a pressão que permite a extensão do cilindro hidráulico telescópico.

Os Tipos de Cilindros Hidráulicos Telescópicos

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

Cilindros Hidráulicos Telescópicos de Ação Simples

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

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 Telescópicos Hidráulicos de Ação Dupla

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

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

Este design cria complicações que devem ser consideradas. A maioria dos cilindros hidráulicos telescópicos de ação dupla tem 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 corpo 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 uma boa razão.

A caçamba deve ser inclinada entre 45 e 60 graus para esvaziar um caminhão basculante. Independentemente do comprimento da caçamba, o comprimento de curso necessário para girar a caçamba em sua dobradiça seria quase o comprimento da cama do caminhão. Não haveria como retrair a haste completamente, tornando impossível carregar o caminhão ou até mesmo dirigi-lo.

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

Por outro lado, você verá mais frequentemente um cilindro de ação dupla quando a força hidráulica está sendo usada horizontalmente, significando que não pode confiar na gravidade. Considere veículos de saneamento, onde o lixo é compactado durante o percurso. O compactador é operado por um cilindro hidráulico telescópico de ação dupla, permitindo que a placa pressione contra o lixo, então retraia para permitir que mais lixo seja adicionado. Como a placa é operada de cima, requer um cilindro de ação dupla 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 este, é muito mais comum encontrar cilindros de ação simples e dupla.

Como Escolher o Cilindro Telescópico Hidráulico Certo

Encontrar o cilindro telescópico hidráulico certo é uma questão de saber qual deve ser o comprimento do curso e quanta pressão você precisará para lidar com a carga máxima do seu equipamento. Isso requer entender algumas informações sobre suas necessidades específicas e realizar os cálculos adequados.

Vamos usar um cilindro de caminhão basculante como exemplo. Existem duas medições que precisamos logo de cara. Primeiro, você precisa identificar onde a caçamba é articulada à estrutura do caminhão. Então, você precisa medir a distância (em polegadas) entre essa articulação e o centro da carga sendo levantada. Isso será o meio do corpo basculante na maioria das vezes, mas nem sempre.

A segunda medição (também em polegadas) começa na articulação novamente, mas desta vez mede até onde o cilindro se conecta ao corpo basculante. Este número será tipicamente muito maior 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 levantamento é logo no início, com menos força necessária à medida que o ângulo do corpo basculante aumenta.

Para descobrir a força necessária para levantar a carga, multiplique a carga prevista em libras (incluindo o peso do corpo basculante) pela primeira medição que você fez. Em seguida, divida esse número pela segunda medição, o que lhe dará a força adequada necessária 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 articulação 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 seu comprimento de curso, você simplesmente multiplica a distância entre a articulação e a base do cilindro por um multiplicador baseado no ângulo de basculamento. O ângulo de basculamento é o ângulo criado entre a estrutura do caminhão e o corpo basculante à medida que o cilindro se estende. O ângulo que você precisa é simplesmente o ângulo em que o corpo basculante pode ser esvaziado completamente.

Ângulo de Basculamento	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 caçamba a 49˚, simplesmente multiplicaria a distância entre a articulação e a base do cilindro (140") pelo multiplicador (.830) para obter um comprimento de curso de 116,2".

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