Análise de causas e procedimentos de solução de problemas para cilindros hidráulicos de ação lenta

Dentro dos sistemas hidráulicos,movimento lento do cilindroefalha em se mover sob cargadecorrem de causas completamente diferentes e requerem prioridades diagnósticas diferentes.

Os cilindros hidráulicos de ação lenta são causados ​​principalmente por fluxo insuficiente do sistema. Para cilindros hidráulicos de haste única, a velocidade de deslocamento do pistão depende do fluxo efetivo de óleo de entrada. Devido à diferença de área entre as câmaras de extensão e retração, pequenas discrepâncias de velocidade entre os cursos de extensão e retração são normais sob condições de trabalho idênticas.

Cilindros que não conseguem empurrar cargas, travar a posição ou rastejar bruscamente sob carga geralmente se originam de diferencial de pressão insuficiente ou resistência mecânica excessiva. A lacuna de pressão entre as duas câmaras do cilindro não pode superar a carga externa mais o atrito mecânico.

As leituras do manômetro por si só não podem fornecer um julgamento preciso de falhas. É comum observar baixa pressão com movimento normal em condições sem carga, ou alta pressão combinada com operação lenta sob cargas de trabalho pesadas.

Embora a maioria dos técnicos se concentre no circuito de alimentação de pressão, as falhas no circuito de retorno de óleo são frequentemente ignoradas e representam uma fonte oculta de desempenho lento do cilindro hidráulico.

À medida que o cilindro circula, uma câmara recebe óleo de entrada pressurizado enquanto a câmara oposta descarrega o óleo de retorno. O fluxo de retorno restrito impede que o fluido flua livremente de volta ao reservatório hidráulico. A contrapressão excessiva se acumula dentro da câmara do cilindro, neutraliza a força motriz hidráulica e resulta em resposta lenta do cilindro, velocidade operacional reduzida e rastreamento intermitente.

Seis fontes comuns de contrapressão anormal na linha de retorno:

Mangueiras de retorno dobradas ou esmagadas, engates rápidos não totalmente abertos

Elementos filtrantes da linha de retorno entupidos, especificações de filtro incompatíveis, válvulas de derivação com defeito

Diâmetros de tubos subdimensionados, tubulações excessivamente longas, acessórios de cotovelo excessivos

Válvulas de carretel presas ou não redefinidas nas válvulas de controle direcional e válvulas borboleta

Conjuntos de buffer de equipamentos e dispositivos de estrangulamento desajustados

Acúmulo de contaminantes devido à operação de longo prazo, estreitando as passagens de fluxo interno

A bomba hidráulica fornece fluxo de alimentação do sistema. A redução da produção da bomba e a queda do fluxo nem sempre são causadas pelo desgaste interno da bomba. RPM anormal do motor, direção de rotação invertida, deslizamento dos conjuntos de acoplamento e ajuste de deslocamento incorreto em bombas de deslocamento variável levam a fluxo fornecido insuficiente.

Além disso, filtros de sucção bloqueados, baixos níveis de óleo no reservatório, ingestão de ar através das linhas de sucção e viscosidade excessivamente alta do óleo hidráulico causam uma má entrada de óleo na bomba, criando um falso modo de falha em que a bomba gira, mas fornece uma produção mínima de óleo.

As falhas relacionadas à bomba apresentam características distintas em todo o sistema: vários movimentos do implemento ficam lentos simultaneamente; os sintomas pioram sob alta demanda de fluxo. Os sinais de alerta associados incluem ruído anormal da bomba, formação de espuma no reservatório, flutuação da pressão do sistema e grandes lacunas de desempenho entre as condições de partida a frio e de operação a quente.

Alguns problemas com cilindros hidráulicos de baixa velocidade não têm nada a ver com circuitos de fluido hidráulico ou componentes de válvulas. As causas principais estão em montagens mecânicas e estruturas de montagem desalinhadas.

A concentricidade desalinhada da montagem do cilindro, os pontos de articulação das dobradiças deslocados, o paralelismo deficiente do trilho-guia, os blocos deslizantes emperrados e as hastes do pistão com carga lateral distorcem o percurso axial do cilindro. O atrito entre a haste, a bucha guia e os componentes de vedação aumenta acentuadamente. Mesmo com a pressão normal do sistema e o fluxo de alimentação adequado, o arrasto mecânico excessivo retarda o deslocamento do cilindro, cria uma ligação à posição de carga e piora à medida que os componentes aquecem durante a operação.

Indicadores típicos de falhas mecânicas: Seções polidas ou danificadas por arranhões nas superfícies da haste; superaquecimento nos locais de montagem da vedação; desgaste irregular nos trilhos-guia e nos pinos das dobradiças. Depois de remover a carga externa, a resistência do cilindro cai e a velocidade de operação volta ao normal.

As falhas hidráulicas são altamente sensíveis à temperatura. As diferenças de velocidade e pressão entre os estados de partida a frio e de funcionamento a quente fornecem pistas de diagnóstico críticas para reduzir o escopo da solução de problemas.

Movimento lento na partida a frio que se normaliza após o aquecimento do óleo: geralmente causado pela alta viscosidade do óleo hidráulico no estado frio, alta resistência à sucção ou excesso de resistência nos filtros de retorno e nos componentes de estrangulamento.

Desempenho normal a frio que se degrada gravemente quando o equipamento atinge a temperatura operacional: normalmente causado por vazamento interno de componentes desgastados, folgas maiores do carretel e viscosidade reduzida do óleo quente, criando perdas de fluxo de desvio.

A expansão térmica de peças mecânicas e a degradação da lubrificação dos trilhos em altas temperaturas de operação também podem aumentar o arrasto mecânico.

Durante a inspeção, registre a temperatura do óleo hidráulico, a velocidade de operação, os valores de pressão da câmara e as temperaturas dos pontos quentes. Sempre faça referência cruzada de vários pontos de dados de condições de funcionamento; evite tirar conclusões com base em uma única medição.

▷ Documente todas as condições de operação: direção do movimento do cilindro, peso da carga, temperatura do óleo e tempo total de operação

▷ Teste de pressão multiponto: compare as leituras de pressão na saída da bomba, em ambas as câmaras do cilindro, a montante/jusante dos bancos de válvulas e nas portas de retorno de óleo

▷ Inspecione o circuito de retorno do óleo: limpe a tubulação obstruída, verifique o status operacional do filtro e da válvula

▷ Verifique o desempenho do circuito de alimentação: inspecione o motor de acionamento, o conjunto da bomba e as condições da linha de sucção

▷ Faça a manutenção dos conjuntos do banco de válvulas: localize carretéis presos e pontos de vazamento interno do sistema

▷ Validar estrutura mecânica: corrigir desalinhamento de montagem, reparar desgaste e problemas de ligação

▷ Compare dados de partida a frio e funcionamento a quente para identificar falhas ocultas latentes