Soluções Especializadas para Falhas em Cilindros Hidráulicos

Cilindros hidráulicos são parte vital de tantos tipos diferentes de máquinas em uma ampla variedade de indústrias, e quando falham, os resultados podem variar de irritantes a perigosos. É importante entender a natureza da falha de cilindro hidráulico, incluindo o que a causa e como melhor abordá-la uma vez que acontece.

Cilindros Hidráulicos

Cilindros hidráulicos (que você pode ver referidos como motores hidráulicos lineares) são atuadores hidráulicos usados para alcançar movimento linear aproveitando a transferência eficiente de força via fluido hidráulico virtualmente incompressível. Podem ser encontrados em praticamente toda indústria, variando de máquinas massivas de movimentação de terra como pás hidráulicas à indústria aeroespacial onde podem ser encontrados em aeronaves bem como equipamentos de apoio em solo. Cilindros hidráulicos são normalmente componente crítico de qualquer sistema em que estão, o que significa que sua falha pode levar a tempo de inatividade problemático. Por isso é importante entender o que causa falha de cilindros hidráulicos e o que pode ser feito para prevenir estas falhas.

Componentes em um Cilindro Hidráulico

Os componentes mais importantes em um cilindro hidráulico incluem o corpo/cano (que envolve a maioria das peças), a haste do pistão (que é a parte que a maioria das pessoas vê), o pistão (que transfere movimento para a haste do pistão), a tampa do cilindro, o cabeçote do cilindro, e uma variedade de vedações e rolamentos. A falha de qualquer uma destas partes afetará o cilindro hidráulico como um todo.

Ataque Químico

Cilindros hidráulicos são frequentemente usados em ambientes onde podem entrar em contato com materiais corrosivos. Quando tal ambiente está presente, geralmente é a vedação do cilindro que é afetada primeiro (dependendo do tipo de material da vedação). Se sinais de ataque químico na vedação são encontrados, então a vedação não só precisa ser substituída mas precisa ser substituída com material de vedação compatível com os químicos corrosivos no ambiente de trabalho. Se comprando novo sistema de cilindro hidráulico, seria sensato contatar o fabricante sobre potenciais problemas químicos com as vedações.

Fluido Hidráulico Contaminado

Fluido hidráulico contaminado pode assumir duas formas problemáticas em cilindros hidráulicos: contaminação com ar ou água, e contaminação por partículas. A presença de ar ou água no fluido hidráulico afetará o desempenho do cilindro, afetando as cargas que pode suportar e a potência do curso. Por outro lado, contaminação por partículas pode destruir vedações e levar a outros problemas críticos. A maioria da contaminação por partículas assume forma de partículas abrasivas, e uma vez que estas partículas ficam aprisionadas entre a superfície da haste do pistão e a vedação da haste do pistão, a vedação será danificada e começará a vazar. A maioria da contaminação é introduzida em uma vedação hidráulica via vedação limpadora (wiper seal) defeituosa, mas também pode ser introduzida durante manutenção e reparo se procedimentos limpos não forem seguidos.

Corrosão Dentro do Cano

Se água tem acesso dentro do cilindro hidráulico, pode causar corrosão interna dentro do cano. Este tipo de dano é difícil de reparar e frequentemente envolve substituição das peças afetadas. A melhor forma de prevenir este tipo de dano é prevenir a entrada de água, que frequentemente ocorre como resultado de vedações danificadas. Por outro lado, tal dano também pode ser sinal de que o cilindro não é do tipo apropriado para o ambiente em que está sendo usado.

Rolamentos Olhal Danificados

O rolamento olhal falhará sob uma de duas circunstâncias: (1) quando o cilindro é submetido a carga acima de sua especificação ou (2) quando o cilindro é sujeito a impacto repentino ou carga de choque. Se uma carga excede a carga especificada para um cilindro, algo vai falhar e geralmente será o rolamento olhal.

Rolamentos da Haste e Hastes do Pistão Danificados

A causa de rolamentos da haste danificados e hastes de pistão entortadas é geralmente desalinhamento impróprio entre o cilindro e a carga mas também pode ser causado por carregar o cilindro hidráulico além da carga para a qual é especificado. Quando o alinhamento não está correto, haverá carga lateral ou flexão induzida que os rolamentos da haste não são projetados para suportar.

Hastes e Canos Amassados

O cano ou haste do cilindro hidráulico pode ser amassado profundamente o suficiente para causar problemas de desempenho e necessitar sua substituição. Este tipo de dano é geralmente resultado de impacto com outro equipamento ou objeto muito pesado. Geralmente manifesta quando a haste não pode ser totalmente estendida ou retraída (ou seja, o cilindro não consegue completar o curso completo). Tentativas de continuar usando cilindro com haste ou cano amassado causarão danos a outros componentes, incluindo rolamentos e vedações.

Desgaste Excessivo

A maioria das instâncias de desgaste excessivo pode ser rastreada até desalinhamento da haste e cilindro. Quando estes dois componentes não estão alinhados corretamente, haverá forças adicionais induzidas que são perpendiculares ao movimento da haste, conhecidas como carga de empuxo ou carga lateral. Estas forças eventualmente levam a rolamentos, pistões, hastes e canos danificados.

Temperaturas Extremas

Outra causa maior de falha de cilindro hidráulico é temperatura operacional extrema — tanto muito fria quanto muito quente. Quando temperaturas operacionais estão muito quentes, pode levar a falha prematura das vedações. Além disso, em altas temperaturas, a capacidade de um fluido lubrificar adequadamente partes críticas também pode se tornar questão e levar a desgaste prematuro e eficiência significativamente reduzida. Isso frequentemente pode ser visto com rolamentos que falham cedo demais. Temperaturas excessivas também podem acelerar a degradação natural de fluido hidráulico e lubrificantes.

Por outro lado, se temperaturas operacionais estão muito baixas, o lubrificante e fluido hidráulico ficarão muito espessos para funcionar corretamente e dano ao cilindro hidráulico pode resultar. Temperaturas frias também podem causar materiais de vedação a se comportarem de maneira frágil, levando a lados rachados. Se as vedações estão sendo afetadas por temperaturas extremas, a vedação afetada deve ser substituída por uma feita de material compatível com as temperaturas operacionais.

Se o fluido hidráulico e lubrificantes estão sendo afetados adversamente por temperaturas operacionais, então outro tipo classificado para as temperaturas operacionais esperadas deve ser usado.

Vedação Extrudada

Outro problema maior que pode ocorrer com cilindros hidráulicos é extrusão de vedação, que geralmente ocorre entre o cano e cabeçote ou tampa. À medida que o lábio da vedação começa a protruir na folga de extrusão, experimentará desgaste extremo. Pedacinhos do lábio da vedação podem ser arrancados, introduzindo contaminação no sistema e levando a vedação vazando. Quando há evidência que uma vedação começou a protruir na folga de extrusão, então um tipo diferente de material de vedação ou geometria de vedação torna-se necessário.

Vedação Vazando

A causa mais comum de falha de cilindro hidráulico é vedações vazando, que não só permitem fluidos críticos saírem do sistema (incluindo lubrificantes) mas permitem contaminantes danosos (água, ar e partículas) entrarem no cilindro hidráulico. A maioria das causas de falha de vedação são uso de vedação tamanho errado, folgas inadequadas entre vedação e superfície, corrosão da vedação, desgaste excessivo por contaminação abrasiva do fluido, mau alinhamento entre vedação da haste e a haste, e instalação imprópria. No entanto, lembre-se que vedações inevitavelmente desgastam com o tempo e alcançam ponto quando devem ser substituídas.

Conclusão

A maioria das falhas de cilindros hidráulicos resulta de questões relacionadas às vedações (incluindo vazamentos, contaminação e extrusão), rolamentos (incluindo rolamento da haste e rolamento olhal) e amassados na haste ou cano. As causas mais comuns de falha de cilindro hidráulico são desalinhamentos, temperaturas extremas, desgaste normal ou excessivo, ataques químicos, corrosão e contaminação hidráulica. O segredo para prevenir a maioria destas falhas é bastante simples: manutenção preventiva regular. Por exemplo, teste de fluido pode revelar vários problemas (ex.: contaminação por ar ou água, contaminação por partículas, corrosão, ataque químico e degradação por temperatura). Inspeção visual pode revelar presença de desalinhamento, vedações vazando, corrosão e hastes e canos amassados.

MAC Hydraulics

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