Sistemas hidráulicos e pneumáticos: Instalação e manutenção

Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a aplicação da tecnologia de transmissão hidráulica está a tornar-se cada vez mais generalizada e a proporção de equipamento hidráulico em várias indústrias da economia nacional está a aumentar constantemente. Em aplicações práticas, um sistema de transmissão hidráulica bem concebido e utilizado de acordo com operações padronizadas tem geralmente uma taxa de falha muito baixa.

No entanto, se a instalação, a depuração, a utilização e a manutenção não forem feitas corretamente, podem ocorrer várias falhas que afectam gravemente a produção. Por conseguinte, a qualidade da instalação, da utilização, da depuração e da manutenção tem um impacto direto na vida útil, no desempenho e na qualidade do produto do equipamento. Por conseguinte, a instalação, a depuração, a utilização e a manutenção dos sistemas hidráulicos ocupam uma posição importante na tecnologia hidráulica.

Este capítulo aborda vários aspectos da instalação, depuração, utilização e manutenção de sistemas hidráulicos para criar uma base de aplicação prática para os leitores.

I. Instalação de sistemas hidráulicos

A instalação de sistemas hidráulicos inclui a instalação de tubagens hidráulicas, componentes hidráulicos e componentes auxiliares. Essencialmente, envolve a ligação de várias unidades ou componentes do sistema num circuito através de conectores de fluido (um termo geral para tubos e juntas de óleo) ou blocos hidráulicos integrados.

1. Instalação dos conectores de fluido

Os sistemas hidráulicos podem ser divididos em integrados (tipo estação hidráulica) e dispersos com base na forma de ligação dos componentes de controlo hidráulico. Independentemente da forma, são necessários conectores de fluido para ligar o sistema.

Nos conectores de fluidos, as juntas são geralmente ligadas diretamente a blocos integrados ou a componentes hidráulicos, sendo a carga de trabalho principal a ligação das tubagens. Por conseguinte, o facto de a seleção das tubagens ser razoável, a instalação ser correcta e a limpeza ser minuciosa afecta grandemente o desempenho do sistema hidráulico.

(1) Seleção e inspeção de condutas

Ao selecionar as tubagens, deve escolher-se o diâmetro, a espessura da parede, o material e a tubagem adequados com base na pressão do sistema, no caudal, no meio de trabalho, no ambiente de utilização e nos requisitos dos componentes e das juntas de tubagem.

A tubagem deve ter resistência suficiente, uma parede interior lisa e limpa e estar isenta de areia, ferrugem e óxido. Durante a instalação da tubagem, deve ter-se em conta a limpeza e a estética da tubagem, bem como a conveniência da instalação, utilização e manutenção. O comprimento da tubagem deve ser o mais curto possível para reduzir a perda de pressão, o atraso e a vibração.

Ao inspecionar as condutas, se for detectada corrosão ou uma descoloração significativa nos lados interior ou exterior, se a conduta estiver cortada, se existirem pequenos orifícios na parede, se a superfície da conduta estiver amolgada em mais de 10% ou mesmo 20% do diâmetro da conduta (dependendo dos requisitos do sistema), ou se a profundidade da fissura da conduta exceder 10% da espessura da parede da conduta, a conduta não deve ser utilizada.

Ao inspecionar tubagens que tenham sido armazenadas durante muito tempo, se for detectada corrosão interna grave, a parede interna deve ser cuidadosamente limpa com ácido, limpa e depois verificada quanto à durabilidade. Só depois de passar a inspeção é que a conduta pode ser instalada.

Ao inspecionar tubagens dobradas, deve prestar-se atenção para garantir que raio de curvatura não seja demasiado pequeno. Uma curvatura excessiva aumentará a concentração de tensões na tubagem, reduzindo a sua resistência à fadiga e tornando-a mais propensa a rugas em dente de serra.

O arredondamento das grandes secções transversais não deve exceder 15%; o adelgaçamento da espessura da parede exterior na curva não deve exceder 20% da espessura da parede da conduta; o lado interior da curva não deve ter qualquer torção, esmagamento ou rugas irregulares. Tanto o lado interior como o exterior da curva não devem ter formas irregulares ou em dente de serra. O diâmetro exterior mínimo da curva achatada deve ser 70% do diâmetro exterior original do tubo.

(2) Instalação de conectores de condutas

1) Requisitos de instalação para condutas de aspiração

A instalação de condutas de aspiração deve cumprir os seguintes requisitos:

• A tubagem de aspiração deve ser tão curta quanto possível, com poucas curvas, e o diâmetro do tubo não deve ser demasiado pequeno.
• A tubagem de aspiração deve estar bem ligada, sem fugas de ar, para evitar que a bomba aspire ar durante o funcionamento, o que provocaria ruído no sistema e impossibilitaria a aspiração de óleo. Por conseguinte, recomenda-se a utilização de vedante para ligar a tubagem de aspiração no orifício de aspiração da bomba.
• Exceto no caso das bombas de êmbolo, deve ser geralmente instalado um filtro na conduta de aspiração da bomba hidráulica, com uma precisão de filtragem de 100-200 mesh. A capacidade de caudal do filtro deve ser, pelo menos, o dobro do caudal nominal da bomba e deve ser considerada a facilidade de desmontagem para limpeza. Geralmente, na conceção do reservatório de óleo, é previsto um orifício manual junto ao filtro de aspiração da bomba hidráulica para este efeito.

2) Requisitos de instalação para condutas de retorno

A instalação de condutas de retorno deve cumprir os seguintes requisitos:

• A linha de retorno principal do atuador e a linha de retorno da válvula de descarga devem estender-se abaixo da superfície do óleo no tanque de óleo para evitar salpicos de óleo e mistura com bolhas de ar. O tubo de retorno deve ser cortado num ângulo de 45° virado para a parede do depósito.
• Quando os orifícios de drenagem de válvulas redutoras de pressãoSe as válvulas de sequência, as válvulas solenóides, etc., com fugas externas estiverem ligadas à tubagem de retorno, não deve haver contrapressão. Caso contrário, o orifício de drenagem deve ser ligado separadamente ao reservatório de óleo para evitar afetar o funcionamento normal da válvula.
• Os tubos de óleo horizontais devem ter uma inclinação de 3/1000 a 5/1000. Quando o oleoduto é demasiado comprido, deve ser fixada uma braçadeira a cada 500 mm para segurar o oleoduto.

3) Requisitos de instalação para tubos de óleo hidráulico

A posição de instalação dos tubos de óleo hidráulico deve ser o mais próximo possível do equipamento e da fundação, facilitando ao mesmo tempo a ligação e a manutenção dos tubos de derivação. Para evitar a vibração dos tubos de óleo hidráulico, a tubagem deve ser instalada num local firme. Nas zonas de vibração, deve ser adicionado amortecimento para eliminar a vibração, ou devem ser instalados blocos de madeira e almofadas de borracha dura nas braçadeiras dos tubos para evitar que as peças metálicas entrem em contacto direto com a tubagem.

4) Requisitos de instalação para mangueiras de borracha

As mangueiras de borracha são utilizadas para ligações entre duas partes com movimento relativo. A instalação de mangueiras de borracha deve cumprir os seguintes requisitos:

• Para evitar curvas apertadas, o raio de curvatura R deve ser superior a 9 a 10 vezes o diâmetro exterior e, no mínimo, deve ser dobrado a uma distância de 6 vezes o diâmetro da junta. A mangueira deve dobrar-se no mesmo plano de movimento que o encaixe da mangueira para evitar torções. Na ligação, deve ficar pendurada livremente para evitar que se dobre devido ao seu próprio peso.
• A mangueira não deve trabalhar sob tensão e deve ter uma certa folga (variação de comprimento de ±4%). Nos casos em que a mangueira é demasiado longa ou está sujeita a vibrações fortes, é aconselhável utilizar braçadeiras para a fixar. No entanto, as mangueiras utilizadas sob alta pressão devem utilizar braçadeiras o menos possível, porque a deformação da mangueira sob pressão pode causar perda de energia por fricção na braçadeira.
• Na medida do possível, instale a mangueira longe de fontes de calor. Se tal for inevitável, instale um escudo térmico ou uma manga térmica. Certifique-se de que o tubo flexível, os acessórios e o ambiente são compatíveis.

2. Instalação dos componentes hidráulicos

A instalação e os requisitos específicos dos vários componentes hidráulicos são pormenorizados no manual do produto. Os componentes hidráulicos devem ser limpos com querosene antes da instalação, e todos os componentes hidráulicos devem ser submetidos a testes de pressão e de desempenho de vedação.

A instalação pode ser iniciada após a aprovação nos testes. Antes da instalação, vários instrumentos de controlo automático devem ser calibrados para evitar acidentes devido a imprecisões. De seguida, apresentam-se as precauções a tomar na instalação dos componentes hidráulicos.

(1) Instalação e requisitos dos componentes da válvula hidráulica

Antes de instalar os componentes hidráulicos, verificar o certificado de conformidade e ler o manual dos componentes hidráulicos não selados. Se o produto for qualificado e não for armazenado ao ar livre durante muito tempo, causando ferrugem interna, não são necessários testes adicionais e não é recomendável voltar a limpar e desmontar. Se ocorrer uma avaria durante o teste de funcionamento, desmontar o componente apenas se necessário e após uma avaliação rigorosa.

Durante a instalação, prestar atenção aos seguintes pontos:

• Prestar atenção à orientação da entrada e saída de óleo de cada componente da válvula.
• Se não existir uma posição de instalação especificada, instale-a num local que seja conveniente para a utilização e manutenção. Geralmente, as válvulas de controlo direcional devem ser instaladas com o eixo na horizontal. Ao instalar a válvula direcional, aperte os quatro parafusos uniformemente, normalmente num padrão diagonal.
• Para as válvulas instaladas com flanges, não aperte demasiado os parafusos, pois o aperto excessivo pode provocar uma vedação deficiente. Se o elemento ou material de vedação original não cumprir os requisitos de vedação, substitua o elemento ou material de vedação.
• Algumas válvulas têm dois orifícios com a mesma função para conveniência de fabrico e instalação. Após a instalação, bloquear o orifício não utilizado.
• No caso das válvulas reguláveis, normalmente, rodar no sentido dos ponteiros do relógio aumenta o caudal ou a pressão, enquanto rodar no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio diminui o caudal ou a pressão.
• Durante a instalação, se faltarem algumas válvulas e conectores, é permitido utilizar como substitutos válvulas hidráulicas com um caudal que exceda o caudal nominal do 40%.

(2) Instalação e requisitos dos cilindros hidráulicos

A instalação dos cilindros hidráulicos deve ser sólida e fiável. A ligação da tubagem não deve estar solta e a superfície de instalação do cilindro e a superfície de deslizamento do pistão devem manter um paralelismo e uma perpendicularidade suficientes.

Ao instalar os cilindros hidráulicos, prestar atenção ao seguinte

• Para os cilindros móveis montados sobre os pés, a linha central deve ser concêntrica com o eixo da força de carga para evitar forças laterais, que podem facilmente causar desgaste dos vedantes e danos no pistão. Ao instalar cilindros hidráulicos para objectos em movimento, garantir que o cilindro e o objeto em movimento mantêm um movimento paralelo na superfície da calha de guia.
• Ao apertar os parafusos dos bucins de vedação do corpo do cilindro hidráulico, o grau de aperto deve garantir que o pistão se movimenta de forma flexível ao longo de todo o curso, sem estancar ou apresentar resistência irregular. Um aperto excessivo dos parafusos aumenta a resistência e acelera o desgaste, enquanto que um aperto excessivo provoca fugas de óleo.
• No caso de cursos longos e de temperaturas elevadas do óleo de trabalho, uma extremidade do cilindro hidráulico deve permanecer flutuante para evitar os efeitos da dilatação térmica.

(3) Instalação e requisitos das bombas hidráulicas

Quando a bomba hidráulica está disposta num depósito de óleo separado, existem dois métodos de instalação: horizontal e vertical. Na instalação vertical, os tubos e a bomba estão dentro do depósito de óleo, facilitando a recolha de fugas de óleo e mantendo um aspeto limpo. Na instalação horizontal, os tubos ficam expostos, tornando a instalação e a manutenção mais cómodas.

As bombas hidráulicas geralmente não devem suportar cargas radiais, pelo que são frequentemente acionadas diretamente por um motor através de um acoplamento flexível. Durante a instalação, o motor e o eixo da bomba hidráulica devem ter uma elevada coaxialidade, com um erro inferior a 0,1 mm, e o ângulo de inclinação não deve exceder 1° para evitar carga adicional no eixo da bomba e ruído.

Quando se utiliza a transmissão por correia ou por engrenagem, a bomba hidráulica deve ser aliviada das cargas radiais e axiais. Os motores hidráulicos são semelhantes às bombas; alguns motores podem suportar determinadas cargas radiais ou axiais, mas não devem exceder os valores permitidos especificados.

A altura de instalação do orifício de aspiração da bomba hidráulica é normalmente especificada para não estar mais de 0,5 m acima da superfície do óleo. Algumas bombas permitem uma altura de sucção mais elevada, enquanto outras exigem que o orifício de sucção esteja abaixo da superfície do óleo. As bombas sem capacidade de auto-aspiração necessitam de uma bomba auxiliar para fornecer óleo.

Para a instalação de bombas hidráulicas, é necessário ter em atenção o seguinte

• A entrada, a saída e o sentido de rotação da bomba hidráulica devem cumprir os requisitos indicados na bomba e não devem ser ligados incorretamente.
• Ao instalar o acoplamento, não bata com força no eixo da bomba para evitar danificar o rotor da bomba.

(4) Instalação de componentes auxiliares

Para além dos conectores de fluido, os componentes auxiliares do sistema hidráulico também incluem: filtros, acumuladores, refrigeradores e aquecedores, dispositivos de vedação, bem como manómetros, interruptores de manómetro, etc.

Os componentes auxiliares desempenham um papel de apoio no sistema hidráulico, mas não devem ser negligenciados durante a instalação, caso contrário, podem afetar gravemente o funcionamento normal do sistema hidráulico.

Ao instalar componentes auxiliares (a instalação de condutas foi introduzida anteriormente), tenha em atenção os seguintes pontos:

• Devem ser instalados estritamente de acordo com os requisitos do projeto e deve ser dada atenção à limpeza e à estética.
• Antes da instalação, limpar e inspecionar com querosene.
• Desde que cumpra os requisitos de conceção, tenha em conta, tanto quanto possível, a facilidade de utilização e de manutenção.

II. Depuração do sistema hidráulico

Depois de qualificada a instalação e a inspeção de precisão do equipamento hidráulico, este deve ser ajustado e testado para garantir que pode satisfazer os vários requisitos do processo de produção em condições normais de funcionamento e atingir a capacidade máxima de produção do equipamento tal como foi concebido.

Depois de o equipamento hidráulico ter sido reparado, mantido ou montado de novo, deve também ser depurado antes de poder ser utilizado. Os passos e métodos de depuração do sistema hidráulico podem ser efectuados da seguinte forma.

1. Preparação antes da depuração do sistema hidráulico

(1) Familiarizar-se com a situação e determinar os itens de depuração

Antes de proceder à depuração, compreender plenamente a estrutura, o desempenho, a sequência de trabalho, os requisitos de utilização e os métodos de funcionamento do equipamento a depurar, de acordo com o manual do equipamento e os dados técnicos relevantes, bem como a ligação entre os sistemas mecânico, elétrico, pneumático e hidráulico.

Estudar cuidadosamente as funções de cada componente do sistema hidráulico, compreender o diagrama esquemático hidráulico, clarificar a posição real de instalação, a estrutura, o desempenho e as peças de ajuste dos componentes hidráulicos no equipamento, analisar as alterações de pressão, as alterações de velocidade e a utilização de energia de cada ciclo de trabalho do sistema hidráulico e familiarizar-se com a marca e os requisitos do óleo utilizado no sistema hidráulico.

Com base nas informações acima referidas, determinar o conteúdo, os métodos e as etapas da depuração, preparar ferramentas de depuração, instrumentos de medição e condutas de ensaio adicionais e formular medidas técnicas de segurança para garantir a segurança pessoal e evitar acidentes com o equipamento.

(2) Inspeção do aspeto

Tanto os equipamentos novos como os reparados têm de ser submetidos a uma inspeção do aspeto para verificar se existem factores que afectam o funcionamento normal do sistema hidráulico. Uma inspeção eficaz do aspeto pode evitar muitas falhas, pelo que deve ser feita uma inspeção preliminar do aspeto antes do teste de funcionamento. Os principais conteúdos desta etapa são os seguintes:

• Verificar se a instalação e as ligações da tubagem de cada componente hidráulico são correctas e fiáveis. Por exemplo, se as portas de entrada, saída e retorno de cada componente hidráulico estão correctas e se a entrada, saída e direção de rotação da bomba hidráulica correspondem às direcções indicadas na bomba.
• Evitar lascas, fluido de corteVerificar se os dispositivos de proteção de cada componente hidráulico estão completos e são fiáveis.
• Verificar se o grau de óleo e a precisão da filtragem no depósito de óleo cumprem os requisitos e se o nível de óleo é adequado.
• Verificar se as posições de cada componente hidráulico, tubagem e junta de tubagem no sistema são convenientes para a instalação, ajuste, inspeção e reparação. Verificar se os manómetros e outros instrumentos de observação estão instalados em locais de fácil observação.
• Verificar se a rotação do motor da bomba hidráulica é suave e uniforme.

Os problemas detectados durante a inspeção do aspeto devem ser corrigidos antes da regulação e do ensaio de funcionamento.

2. Depuração do sistema hidráulico

O ajuste e o teste de funcionamento do sistema hidráulico geralmente não são completamente separados e são frequentemente efectuados alternadamente. Os principais conteúdos da depuração incluem ajustes individuais, testes de funcionamento sem carga e testes de funcionamento com carga. No local de instalação, alguns equipamentos hidráulicos só podem ser submetidos a ensaios sem carga.

(1) Ensaio em vazio

Um ensaio em vazio refere-se a uma verificação exaustiva do funcionamento normal de cada componente hidráulico, de vários dispositivos auxiliares e de cada circuito do sistema hidráulico em condições de funcionamento em vazio; se a comutação automática de ciclos de trabalho ou de várias acções cumpre os requisitos.

Os métodos e passos para os ensaios e ajustamentos em vazio são os seguintes

1) Ligar intermitentemente a bomba hidráulica para lubrificar completamente as partes deslizantes de todo o sistema, operar a bomba hidráulica em condições de descarga (como soltar a válvula de alívio ou colocar a válvula direcional do tipo M na posição neutra), verificar se a pressão de descarga da bomba hidráulica está dentro do valor permitido; observar se o seu funcionamento é normal, se há algum ruído forte; se há espuma excessiva no depósito de óleo e se o nível de óleo está dentro do intervalo especificado.

2) Operar o sistema em condições de vazio, primeiro colocar o topo do pistão do cilindro hidráulico na cabeça do cilindro ou colocar o topo das partes móveis no ferro de paragem (se for um motor hidráulico, fixar o veio de saída), ou utilizar outros métodos para parar as partes móveis, ajustar gradualmente a válvula de descompressão para o valor de pressão especificado e verificar se existem quaisquer anomalias durante o processo de ajuste da válvula de descompressão.

Em seguida, fazer rodar várias vezes o cilindro hidráulico com o curso máximo ou fazer rodar o motor hidráulico, abrir a válvula de escape do sistema para descarregar o ar acumulado; verificar a correção e a fiabilidade dos dispositivos de proteção de segurança (tais como válvulas de segurança, relés de pressão, etc.).

Observar a pressão de cada circuito de óleo a partir do manómetro e ajustar o valor da pressão do dispositivo de proteção de segurança dentro do intervalo especificado; verificar se as fugas internas e externas de cada componente hidráulico e tubagem estão dentro do intervalo permitido; depois de funcionar sem carga durante um determinado período de tempo, verificar se o nível de óleo no reservatório de óleo desce dentro do intervalo de altura especificado.

Uma vez que o óleo entrou na tubagem e no cilindro hidráulico, provocando a descida do nível de óleo no reservatório de óleo, pode mesmo expor o filtro no tubo de sucção acima do nível de óleo, ou provocar uma lubrificação insuficiente do sistema hidráulico e da transmissão mecânica, resultando em ruído. Por conseguinte, é necessário reabastecer o óleo no depósito de óleo atempadamente. Esta questão é particularmente importante para o equipamento mecânico com grandes mecanismos hidráulicos e capacidade de tubagem, mas com pequenos depósitos de óleo.

3) Coordenar com os componentes eléctricos para ajustar o ciclo de trabalho automático ou a sequência de acções, e verificar se a coordenação e a sequência de cada ação estão correctas; verificar a suavidade do movimento durante o arranque, a mudança de direção e a mudança de velocidade, e não deve haver fenómenos de rastejamento, salto ou impacto.

4) O sistema hidráulico deve funcionar continuamente durante um período de tempo (geralmente 30 minutos). Verificar o aumento da temperatura do óleo, que deve estar dentro do valor especificado admissível (a temperatura geral do óleo de trabalho é de 35-60°C). Após a conclusão do teste de funcionamento sem carga, pode ser efectuado o teste de funcionamento com carga.

(2) Execução do teste de carga

O teste de carga consiste em fazer com que o sistema hidráulico funcione sob uma carga pré-determinada de acordo com os requisitos do projeto. Através do ensaio de carga, verifica-se se o sistema pode atingir os requisitos de trabalho pré-determinados, tais como a força, o binário ou as características de movimento dos componentes de trabalho.

Verificar se o ruído e a vibração estão dentro do intervalo admissível; verificar a suavidade do movimento durante a mudança de direção e a mudança de velocidade dos componentes de trabalho, e não deve haver fenómenos de rastejamento, salto ou impacto; verificar a situação de perda de energia e o aumento da temperatura após um trabalho contínuo durante um período de tempo.

O ensaio de carga é geralmente efectuado em uma ou duas condições inferiores à carga máxima. Se tudo estiver normal, o ensaio de carga máxima pode ser efectuado para evitar acidentes, tais como danos no equipamento.

(3) Regulação do sistema hidráulico

O ajuste do sistema hidráulico deve ser efectuado durante a instalação do sistema e o processo de teste de funcionamento, e alguns itens também devem ser ajustados em qualquer altura durante a utilização. De seguida, apresentam-se alguns itens básicos e métodos de regulação do sistema hidráulico.

• Pressão de funcionamento da bomba hidráulica. Ajustar a válvula de alívio ou a válvula de segurança da bomba de modo a que a pressão de funcionamento da bomba hidráulica seja 10%-20% superior à pressão de funcionamento do motor hidráulico sob a carga máxima.
• Pressão do curso rápido. Ajustar a válvula de descarga da bomba de modo a torná-la 15%-20% mais elevada do que a pressão real necessária para o curso rápido.
• Pressão de funcionamento do relé de pressão. Ajustar a mola do relé de pressão para que seja 0,3-0,5 MPa inferior à pressão de funcionamento da bomba hidráulica (isto é feito quando o componente de trabalho pára ou está contra o bloco de paragem).
• Sequência de comutação. Ajustar o interrutor de curso, a válvula piloto, o bloco de paragem, o bloco de impacto e o instrumento de auto-teste para que a sequência de comutação e a sua precisão cumpram os requisitos dos componentes de trabalho.
• Velocidade e equilíbrio dos componentes de trabalho. Ajustar a válvula de estrangulamento, a válvula de regulação, a bomba hidráulica variável ou o motor hidráulico variável, o sistema de lubrificação e o dispositivo de vedação para que o movimento dos componentes de trabalho seja suave, sem impacto e vibração, e não sejam permitidas fugas externas. Em condições de carga, a queda de velocidade não deve exceder 10%-20%.

3. Ensaio de pressão do sistema hidráulico

O principal objetivo do ensaio de pressão do sistema hidráulico é verificar a fuga de óleo e a força de resistência à pressão do sistema e dos circuitos. O ensaio de pressão do sistema adopta geralmente um ensaio passo a passo, verificando uma vez em cada nível e aumentando gradualmente até à pressão de ensaio especificada. Isto pode evitar acidentes.

Seleção da pressão de ensaio: Para média e baixa pressão, deve ser 1,5-2 vezes a pressão de trabalho habitual do sistema, e para sistemas de alta pressão, deve ser 1,2-1,5 vezes a pressão de trabalho máxima do sistema; em circuitos com grandes impactos ou mudanças de pressão severas, a pressão de teste deve ser maior do que a pressão de pico; para mangueiras de borracha, não deve haver deformação anormal sob 1,5-2 vezes a pressão de trabalho habitual, e nenhum dano sob 2-3 vezes a pressão de trabalho habitual.

Durante o ensaio de pressão do sistema, devem ser tidos em conta os seguintes aspectos

• Durante o ensaio de pressão, a válvula de alívio do sistema deve ser ajustada para o valor de pressão de ensaio selecionado.
• Ao fornecer óleo ao sistema, a válvula de ventilação do sistema deve ser aberta e só pode ser fechada depois de o ar ser completamente expelido. Ao mesmo tempo, a válvula do acelerador deve ser aberta.
• Se ocorrerem sons anormais no sistema durante o teste, este deve ser imediatamente interrompido e a causa deve ser identificada e eliminada antes de continuar o teste.
• Devem ser tomadas medidas de segurança durante o teste.

Relativamente à questão da temperatura do óleo hidráulico durante o funcionamento e a depuração, deve notar-se que a temperatura mais adequada para sistemas hidráulicos gerais é 40-50°C. A esta temperatura, a eficiência dos componentes hidráulicos é a mais elevada e a resistência à oxidação do óleo é a melhor.

Se a temperatura de funcionamento for superior a 80°C, o óleo hidráulico deteriora-se precocemente (a taxa de deterioração do óleo hidráulico duplica por cada aumento de 10°C), e também provoca uma diminuição da viscosidade, um fraco desempenho de lubrificação, uma destruição fácil da película de óleo e uma queima fácil dos componentes hidráulicos. Por isso, a temperatura de funcionamento do óleo hidráulico não deve ultrapassar os 70-80°C. Quando exceder esta temperatura, a máquina deve ser parada para arrefecimento ou devem ser tomadas medidas de arrefecimento forçado.

Em temperaturas ambiente baixas, durante o funcionamento e a depuração, a viscosidade do óleo hidráulico aumenta, a perda de pressão e o ruído da bomba aumentam, a eficiência diminui e os componentes danificam-se facilmente. Quando a temperatura ambiente é inferior a 10°C, é considerada uma temperatura perigosa. Por isso, devem ser tomadas medidas de pré-aquecimento e a pressão de regulação da válvula de alívio deve ser reduzida para diminuir a carga na bomba hidráulica. O funcionamento normal só deve ser efectuado quando a temperatura do óleo subir acima dos 10°C.

III. Utilização, manutenção e cuidados a ter com o sistema hidráulico

Com o desenvolvimento da tecnologia de transmissão hidráulica, cada vez mais equipamentos adoptam a transmissão hidráulica, e a sua gama de aplicações também se está a expandir. Muitos destes dispositivos hidráulicos funcionam ao ar livre durante todo o ano, expostos ao vento, ao sol e à chuva, e são muito afectados pelas condições naturais.

Para garantir e exercer plenamente a eficiência de funcionamento destes dispositivos, reduzir a frequência das falhas e prolongar a sua vida útil, é necessário reforçar a manutenção e os cuidados diários. A vasta experiência de utilização mostra que a melhor forma de evitar falhas é reforçar as inspecções regulares do equipamento.

1. Inspeção diária do sistema hidráulico

Antes de um sistema de transmissão hidráulica falhar, ocorrem frequentemente alguns pequenos fenómenos anormais. Através de uma manutenção diária adequada, cuidados e inspeção durante a utilização, estes fenómenos anormais podem ser detectados e eliminados precocemente para garantir o funcionamento normal do sistema.

O conteúdo principal das inspecções diárias é verificar o estado da bomba hidráulica antes e depois do arranque, bem como antes de parar o funcionamento. As inspecções diárias são normalmente realizadas utilizando métodos relativamente simples, como os sentidos visual, auditivo e tátil.

(1) Inspeção do aspeto antes do trabalho

As grandes fugas são fáceis de detetar, mas as pequenas fugas nas juntas dos tubos de óleo muitas vezes não são facilmente notadas. No entanto, estas pequenas fugas são frequentemente um precursor de falhas no sistema. Por isso, os vedantes devem ser controlados e limpos com frequência. As juntas de mangueiras soltas em máquinas hidráulicas são frequentemente um sintoma precoce de falha mecânica.

Se for detectada uma pequena fuga na junta de uma mangueira e de um tubo devido a folga, a junta deve ser imediatamente apertada, tal como o aperto das roscas na ligação entre a haste do pistão do cilindro hidráulico e os componentes mecânicos.

(2) Inspeção antes do arranque da bomba

Antes de ligar a bomba hidráulica, verificar se o depósito de óleo está cheio de acordo com os regulamentos, tendo como padrão o limite superior do medidor de nível de óleo. Utilizar um termómetro para medir a temperatura do óleo. Se a temperatura do óleo for inferior a 10°C, o sistema deve funcionar durante mais de 20 minutos num estado sem carga (com a válvula de alívio no estado de descarga).

(3) Inspeção durante e após o arranque da bomba

Ao ligar a bomba hidráulica, utilizar o método de arranque e paragem repetidos para aumentar a temperatura do óleo. Depois de os actuadores funcionarem de forma flexível, entrar em funcionamento normal. Se a bomba não tiver saída durante o processo de arranque, parar imediatamente e verificar a causa. Após o arranque da bomba, devem ser efectuadas as seguintes verificações:

1) Inspeção da cavitação

Quando o sistema hidráulico estiver a funcionar, observar se a haste do pistão do cilindro hidráulico tem algum fenómeno de salto durante o movimento, se há fugas quando a haste do pistão está totalmente estendida e se há ruídos anormais da bomba hidráulica e da válvula de alívio sob carga pesada. Se o ruído for forte, é a altura ideal para verificar a existência de cavitação.

A principal causa de cavitação no sistema hidráulico é a entrada de ar na parte de aspiração da bomba hidráulica. Para evitar a cavitação, todas as juntas da tubagem de aspiração da bomba hidráulica devem ser apertadas para garantir a vedação da tubagem de aspiração. Se o ruído não puder ser eliminado mesmo depois de apertar estas juntas, pare imediatamente a máquina para uma inspeção mais aprofundada.

2) Inspeção do sobreaquecimento

Outro sintoma de falha da bomba hidráulica é o sobreaquecimento. A cavitação pode provocar o sobreaquecimento porque, quando a bomba hidráulica aquece até uma determinada temperatura, comprime o gás nas cavidades do óleo, provocando o sobreaquecimento. Se for detectado um sobreaquecimento devido a cavitação, pare imediatamente a máquina para inspeção.

3) Inspeção das bolhas

Se houver uma fuga de ar no lado de aspiração da bomba hidráulica, este ar entrará no sistema e formará bolhas no depósito de óleo. A presença de bolhas no sistema hidráulico causa três problemas: primeiro, torna o movimento dos actuadores instável, afectando o módulo volumétrico do óleo hidráulico; segundo, acelera a oxidação do óleo hidráulico; terceiro, causa cavitação. Por conseguinte, é fundamental impedir a entrada de ar no sistema hidráulico.

Por vezes, o ar também pode infiltrar-se no sistema hidráulico a partir do depósito de óleo. Por isso, é necessário verificar frequentemente se o nível de óleo no depósito de óleo cumpre os requisitos especificados e se a abertura do tubo de sucção está submersa abaixo da superfície do óleo, mantendo uma profundidade de imersão suficiente. A experiência prática demonstrou que a abertura do tubo de retorno do óleo deve estar cerca de 10 cm abaixo do nível de óleo mais baixo no depósito de óleo.

Quando o sistema estiver a funcionar de forma estável, para além de prestar sempre atenção ao volume de óleo, à temperatura do óleo, à pressão, etc., verifique também as condições de funcionamento dos actuadores e dos componentes de controlo e preste atenção a todo o sistema quanto a fugas de óleo e vibrações. Depois de o sistema ter sido utilizado durante algum tempo, se ocorrerem fenómenos adversos ou anormais que não possam ser eliminados por ajustes externos, pode ser necessário desmontar e reparar ou substituir peças.

2. Utilização e manutenção do óleo hidráulico

O sistema de transmissão hidráulica utiliza o óleo hidráulico como meio de trabalho para transmitir energia. Depois de selecionar corretamente o óleo hidráulico, é também necessário manter o óleo hidráulico limpo e evitar que as impurezas e a sujidade se misturem nele.

A experiência demonstrou que mais de 75% das avarias do sistema hidráulico são causadas pela contaminação do óleo hidráulico. Por conseguinte, o controlo da contaminação do óleo hidráulico é muito importante. Os contaminantes do óleo hidráulico incluem cerca de 75% de partículas metálicas, 15% de poeiras e 10% de outras impurezas, como óxidos, fibras e resinas.

Os contaminantes mais nocivos são as partículas sólidas, que aceleram o desgaste das superfícies com movimento relativo, bloqueiam pequenos orifícios e fendas nos componentes e, por vezes, até provocam a colagem das bobinas das válvulas, levando ao mau funcionamento dos componentes. Podem também bloquear o filtro no orifício de aspiração da bomba hidráulica, causando uma resistência excessiva à aspiração e impedindo que a bomba hidráulica funcione corretamente, resultando em vibração e ruído.

Em suma, quanto mais contaminantes houver no óleo, mais rapidamente o desempenho dos componentes do sistema diminui. Por conseguinte, manter o óleo hidráulico limpo é um aspeto importante da manutenção do sistema de transmissão hidráulica. Estas tarefas não são difíceis, mas podem produzir bons resultados. São recomendados os seguintes métodos:

• O armazenamento de óleo hidráulico deve ser mantido num local limpo e as ferramentas, como barris de óleo, funis e panos, devem ser mantidas limpas. É preferível utilizar um pano de seda ou dacron para limpar, para evitar que as fibras se colem aos componentes e bloqueiem as passagens, provocando falhas.
• O óleo hidráulico deve ser rigorosamente filtrado para evitar que as impurezas sólidas danifiquem o sistema. O sistema deve ser equipado com filtros grossos e finos, conforme necessário, e os filtros devem ser verificados e limpos regularmente. Se estiverem danificados, devem ser substituídos de imediato.
• O depósito de óleo deve ser coberto e selado para evitar a entrada de poeiras e deve ser instalado um filtro de ar no depósito de óleo.
• O óleo hidráulico do sistema deve ser verificado regularmente e substituído de acordo com as condições de trabalho. Geralmente, após 1000 horas de trabalho acumuladas, o óleo deve ser mudado. Se continuar a ser utilizado, o óleo hidráulico perde as suas propriedades lubrificantes e pode tornar-se ácido. Durante a utilização intermitente, o óleo pode ser mudado de seis em seis meses ou de um em um ano, consoante as condições específicas. Quando mudar o óleo, retire os sedimentos do fundo e limpe o depósito de óleo. Ao reabastecer o depósito de óleo, utilizar um filtro com pelo menos 120 mesh.
• Se os tubos de aço forem utilizados para a transmissão de óleo, devem ser embebidos em óleo durante 24 horas para formar uma película inerte antes da utilização.
• Aquando da montagem e desmontagem dos componentes, estes devem ser limpos para evitar a entrada de contaminantes.
• Se for detectada uma contaminação grave do óleo hidráulico, identificar a causa e eliminá-la de imediato.

3. Impedir a entrada de ar no sistema

O óleo hidráulico utilizado no sistema hidráulico tem uma compressibilidade muito baixa, e o seu efeito pode geralmente ser ignorado. No entanto, o ar a baixa pressão tem uma compressibilidade muito elevada, cerca de 10.000 vezes superior à do óleo hidráulico. Por conseguinte, mesmo uma pequena quantidade de ar no sistema pode ter um impacto significativo.

O ar dissolvido no óleo hidráulico escapa-se do óleo a baixa pressão, criando bolhas e formando cavitação. Em áreas de alta pressão, estas bolhas são rapidamente esmagadas pelo óleo hidráulico, causando uma rápida compressão, o que gera ruído no sistema. Além disso, quando o gás é subitamente comprimido, liberta uma grande quantidade de calor, provocando um sobreaquecimento local e danificando os componentes hidráulicos e o óleo hidráulico.

A elevada compressibilidade do ar também provoca o arrastamento dos actuadores, perturbando o bom funcionamento e, por vezes, causando vibrações, o que afecta o funcionamento normal do sistema. Uma grande quantidade de bolhas misturadas no óleo hidráulico também pode causar deterioração e reduzir a sua vida útil. Por conseguinte, é essencial impedir a entrada de ar no sistema hidráulico.

Em função das diferentes causas de entrada de ar no sistema, devem ser observados os seguintes pontos durante a utilização e a manutenção:

• Verificar regularmente o nível de óleo no depósito. O nível deve ser mantido entre os níveis mínimo e máximo do indicador de nível. No nível mínimo, as aberturas do tubo de sucção e do tubo de retorno também devem estar abaixo da superfície do óleo e separadas por uma divisória.
• Tentar evitar que a pressão em várias partes do sistema desça abaixo da pressão atmosférica. Utilizar bons dispositivos de vedação, substituir imediatamente os que falham, apertar os parafusos nas juntas dos tubos e nas superfícies de contacto e limpar atempadamente o filtro de entrada.
• Instalar uma válvula de escape na parte superior do cilindro hidráulico para expulsar o ar do cilindro e do sistema.

4. Evitar que a temperatura do óleo fique demasiado elevada

A temperatura de funcionamento do óleo no sistema de transmissão hidráulica de máquinas hidráulicas é geralmente melhor mantida entre 30-65°C. Se a temperatura do óleo exceder este intervalo, terá muitos efeitos adversos no sistema hidráulico.

Os principais efeitos do aumento da temperatura do óleo são os seguintes:

• O aumento da temperatura do óleo reduz a viscosidade do óleo, aumentando as fugas nos componentes e no sistema, reduzindo assim a eficiência volumétrica da bomba hidráulica.
• O aumento da temperatura do óleo reduz a viscosidade do óleo, aumentando o caudal através das aberturas das válvulas de estrangulamento ou de fenda, o que altera a velocidade de trabalho originalmente ajustada. Isto afecta particularmente a estabilidade e a precisão dos sistemas servo hidráulicos.
• O aumento da temperatura do óleo reduz a viscosidade, diluindo a película de óleo lubrificante nas superfícies móveis relativas, aumentando o desgaste mecânico e facilitando a ocorrência de falhas quando o óleo não está muito limpo.
• O aumento da temperatura do óleo acelera a oxidação do óleo, levando à sua deterioração e reduzindo a sua vida útil. Os sedimentos podem também obstruir pequenos orifícios e fendas, afectando o funcionamento normal do sistema.
• O aumento da temperatura do óleo provoca a deformação térmica da maquinaria. Os componentes das válvulas hidráulicas dilatam-se quando aquecidos, reduzindo potencialmente o ajuste da folga, afectando o movimento do núcleo da válvula, aumentando o desgaste e provocando mesmo o seu encravamento.
• A temperatura excessiva do óleo provoca o envelhecimento rápido e a deterioração dos dispositivos de vedação, resultando na perda de desempenho da vedação.

Há muitas razões para a temperatura excessiva do óleo. Algumas devem-se a uma conceção incorrecta do sistema, como um reservatório de capacidade demasiado pequena, uma área de arrefecimento insuficiente, a inexistência de um circuito de descarga no sistema, o que faz com que a bomba hidráulica continue a transbordar a alta pressão quando está parada, tubos de óleo demasiado finos e compridos, demasiadas curvas ou uma seleção incorrecta dos componentes hidráulicos que provoca uma perda de pressão excessiva.

Alguns são problemas de fabrico, como a baixa precisão no processamento e montagem dos componentes, o aquecimento excessivo por fricção entre as peças móveis relativas ou fugas graves que causam perdas volumétricas significativas. Do ponto de vista da utilização e manutenção, os seguintes pontos devem ser observados para evitar a temperatura excessiva do óleo:

• Manter o nível de óleo correto no depósito para garantir condições de circulação e refrigeração suficientes para o óleo no sistema.
• Selecionar corretamente a viscosidade do óleo utilizado no sistema. Se a viscosidade for demasiado elevada, aumenta a perda de energia durante o fluxo de óleo; se for demasiado baixa, aumenta a fuga. Ambos provocam o aumento da temperatura do óleo. Quando o óleo se deteriora, também reduz a eficiência volumétrica da bomba hidráulica e destrói a película de óleo entre as superfícies móveis relativas, aumentando a resistência e a perda por fricção, o que provoca o aquecimento do óleo. Por conseguinte, também é necessário manter o óleo limpo e substituí-lo rapidamente.
• A bomba hidráulica deve ser descarregada quando o sistema não estiver a funcionar.
• Verificar regularmente se há água suficiente no refrigerador e se as tubagens estão desobstruídas.

5. Precauções aquando da reparação do sistema hidráulico

Após um certo período de utilização, o sistema hidráulico pode apresentar fenómenos anormais ou avarias devido a várias razões. Quando estes não podem ser resolvidos através de ajustamentos, pode ser necessário desmontar e reparar ou substituir componentes. Para além das reparações simples, como a limpeza e a remontagem ou a substituição de vedantes ou molas, as grandes reparações de desmontagem devem ser feitas com muito cuidado, de preferência no fabricante ou numa instalação de revisão relevante.

Ao reparar, não se esqueça de manter registos. Estes registos são valiosos para diagnosticar as causas de futuras falhas e podem também servir de base para determinar quais as peças sobresselentes mais utilizadas para o equipamento.

Preparar as seguintes peças sobressalentes comuns para reparações: vedantes de cilindros hidráulicos, vedantes do veio da bomba, vários O-rings, molas para válvulas solenóides e válvulas de alívio, manómetros, elementos filtrantes de tubagens, várias juntas de tubagens e mangueiras, solenóides e diafragmas para acumuladores.

Além disso, tenha a documentação necessária para as reparações: manuais de utilizador do equipamento hidráulico, esquemas do sistema hidráulico, catálogos de produtos para vários componentes hidráulicos, catálogos de produtos para materiais de vedação e tabelas de desempenho para óleos hidráulicos.

IV. Instalação, colocação em funcionamento e manutenção de sistemas pneumáticos

1. Instalação de sistemas pneumáticos

(1) Instalação de condutas

• Antes da instalação, verificar se a parede interior da tubagem é lisa, remover a ferrugem e limpá-la.
• Os suportes da tubagem devem ser firmes e não devem vibrar durante o funcionamento.
• Aperte todas as juntas e a tubagem não deve ter fugas de ar.
• A soldadura de condutas deve cumprir as condições normalizadas especificadas.
• Ao instalar as mangueiras, o seu comprimento deve ter uma certa margem; ao dobrar, não começar a dobrar a partir da junta da extremidade; ao instalar secções rectas, não esticar entre a junta da extremidade e a mangueira; as mangueiras devem ser instaladas o mais longe possível de fontes de calor ou instalar protecções térmicas; qualquer secção do sistema de tubagem deve ser destacável; a inclinação, o raio de curvatura, o espaçamento e a inclinação da instalação da tubagem devem cumprir os regulamentos relevantes.

(2) Instalação de componentes

• Antes da instalação, limpar os componentes e efetuar testes de vedação, se necessário.
• A direção das setas ou marcações nos vários corpos das válvulas deve corresponder à direção do fluxo de ar.
• Os componentes lógicos devem ser agrupados e instalados na placa de base de acordo com as necessidades do circuito de controlo, e o circuito de ar deve ser conduzido para fora da placa de base e ligado com mangueiras.
• Não instalar o anel de vedação demasiado apertado, especialmente o anel de vedação em forma de V, uma vez que tem uma elevada resistência, pelo que o aperto deve ser adequado.
• A linha de centro do cilindro em movimento e a linha de centro da força de carga devem ser concêntricas, caso contrário, provocará uma força lateral, acelerando o desgaste das peças de vedação e dobrando a haste do pistão.
• Vários instrumentos de controlo automático, controladores automáticos, relés de pressão, etc., devem ser calibrados antes da instalação.

2. Lavagem do sistema e ensaio de pressão

Após a instalação do sistema de tubagem, utilizar ar seco com uma pressão de 0,6 MPa para expelir todas as impurezas do sistema. Utilize um pano branco para verificar e, se não existirem impurezas no espaço de 5 minutos, o sistema está qualificado. Depois de soprar, desmonte e limpe as peças, como os núcleos das válvulas, os elementos filtrantes e os pistões.

A conformidade da vedação do sistema com as normas pode ser verificada com um teste de estanquidade, geralmente mantendo o sistema a 1,2 a 1,5 vezes a pressão nominal durante um período de tempo (por exemplo, 2 horas). Excluindo erros causados por mudanças de temperatura ambiente, a variação de pressão não deve exceder o valor especificado nos documentos técnicos. Durante o ensaio, ajustar a válvula de segurança para a pressão de ensaio. É preferível utilizar um método de teste passo a passo durante o teste de pressão e prestar sempre atenção à segurança.