Sistemas hidráulicos e pneumáticos: Instalação e manutenção

Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a aplicação da tecnologia de transmissão hidráulica está se tornando cada vez mais difundida, e a proporção de equipamentos hidráulicos em vários setores da economia nacional está aumentando constantemente. Em aplicações práticas, um sistema de transmissão hidráulica bem projetado e usado de acordo com operações padronizadas geralmente tem uma taxa de falha muito baixa.

No entanto, se a instalação, a depuração, o uso e a manutenção não forem feitos corretamente, poderão ocorrer várias falhas que afetarão gravemente a produção. Portanto, a qualidade da instalação, do uso, da depuração e da manutenção afeta diretamente a vida útil, o desempenho e a qualidade do produto do equipamento. Portanto, a instalação, a depuração, o uso e a manutenção de sistemas hidráulicos ocupam uma posição importante na tecnologia hidráulica.

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

I. Instalação de sistemas hidráulicos

A instalação de sistemas hidráulicos inclui a instalação de tubulações hidráulicas, componentes hidráulicos e componentes auxiliares. Essencialmente, ela envolve a conexão de várias unidades ou componentes do sistema em um circuito por meio de conectores de fluido (um termo geral para tubos e juntas de óleo) ou blocos hidráulicos integrados.

1. Instalação de conectores de fluido

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

Nos conectores de fluido, as juntas geralmente são conectadas diretamente a blocos integrados ou componentes hidráulicos, sendo que a carga de trabalho principal é a conexão de tubulações. Portanto, o fato de a seleção de tubulações ser razoável, a instalação correta e a limpeza completa afetam muito o desempenho do sistema hidráulico.

(1) Seleção e inspeção de tubulações

Ao selecionar as tubulações, deve-se escolher o diâmetro, a espessura da parede, o material e a tubulação adequados com base na pressão do sistema, na taxa de fluxo, no meio de trabalho, no ambiente de uso e nos requisitos dos componentes e das juntas de tubulação.

A tubulação deve ter resistência suficiente, uma parede interna lisa e limpa, e estar livre de areia, ferrugem e incrustações de óxido. Durante a tubulação, deve-se considerar a limpeza e a estética da tubulação, bem como a conveniência da instalação, do uso e da manutenção. O comprimento da tubulação deve ser o mais curto possível para reduzir a perda de pressão, o atraso e a vibração.

Ao inspecionar as tubulações, se houver corrosão ou descoloração significativa nos lados interno ou externo, se a tubulação estiver cortada, se houver pequenos orifícios na parede, se a superfície da tubulação estiver amassada em mais de 10% ou até 20% do diâmetro da tubulação (dependendo dos requisitos do sistema), ou se a profundidade da rachadura da tubulação exceder 10% da espessura da parede da tubulação, a tubulação não deve ser usada.

Ao inspecionar tubulações armazenadas por um longo período, se for encontrada corrosão interna grave, a parede interna deve ser completamente limpa com ácido, limpa e depois verificada quanto à durabilidade. Somente depois de passar pela inspeção, a tubulação poderá ser instalada.

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

O arredondamento das seções transversais grandes não deve exceder 15%; o afinamento da espessura da parede externa na dobra não deve exceder 20% da espessura da parede da tubulação; o lado interno da dobra não deve ter nenhuma torção, esmagamento ou rugas irregulares. Os lados interno e externo da curva não devem ter formas irregulares ou em dente de serra. O diâmetro externo mínimo da curva achatada deve ser 70% do diâmetro externo do tubo original.

(2) Instalação de conectores de tubulação

1) Requisitos de instalação para tubulações de sucção

A instalação de tubulações de sucção deve atender aos seguintes requisitos:

• A tubulação de sucção deve ser a mais curta possível, com poucas curvas, e o diâmetro do tubo não deve ser muito pequeno.
• A tubulação de sucção deve estar firmemente conectada, sem vazamento de ar, para evitar que a bomba aspire ar durante a operação, o que causaria ruído no sistema e impossibilitaria a sucção de óleo. Portanto, recomenda-se o uso de selante para conectar a tubulação de sucção na porta de sucção da bomba.
• Exceto no caso de bombas de êmbolo, um filtro geralmente deve ser instalado na tubulação de sucção da bomba hidráulica, com uma precisão de filtragem de 100 a 200 mesh. A capacidade de fluxo do filtro deve ser de pelo menos duas vezes o fluxo nominal da bomba, e a facilidade de desmontagem para limpeza deve ser considerada. Geralmente, um orifício manual é fornecido próximo ao filtro de sucção da bomba hidráulica no projeto do tanque de óleo para essa finalidade.

2) Requisitos de instalação para tubulações de retorno

A instalação de tubulações de retorno deve atender aos seguintes requisitos:

• A linha de retorno principal do atuador e a linha de retorno da válvula de transbordamento devem se estender abaixo da superfície do óleo no tanque de óleo para evitar respingos de óleo e mistura com bolhas de ar. O tubo de retorno deve ser cortado em um ângulo de 45° voltado para a parede do tanque.
• Quando as portas de drenagem de válvulas redutoras de pressãoSe as válvulas de sequência, válvulas solenoides, etc., com vazamento externo estiverem conectadas à tubulação de retorno, não deve haver contrapressão. Caso contrário, a porta de drenagem deve ser conectada separadamente de volta ao tanque de óleo para não afetar a operação normal da válvula.
• Os tubos de óleo horizontais devem ter uma inclinação de 3/1000 a 5/1000. Quando a tubulação for muito longa, uma braçadeira de tubo deve ser fixada a cada 500 mm para segurar o tubo de óleo.

3) Requisitos de instalação para tubos de óleo hidráulico

A posição de instalação dos tubos de óleo hidráulico deve ser a mais próxima possível do equipamento e da fundação, além de facilitar a conexão e a manutenção dos tubos de derivação. Para evitar que os tubos de óleo hidráulico vibrem, a tubulação deve ser instalada em um local firme. Em áreas com vibração, deve-se adicionar amortecimento para eliminar a vibração ou instalar blocos de madeira e almofadas de borracha dura nas braçadeiras dos tubos para evitar que as peças metálicas entrem em contato direto com a tubulação.

4) Requisitos de instalação para mangueiras de borracha

As mangueiras de borracha são usadas para conexões entre duas partes com movimento relativo. A instalação de mangueiras de borracha deve atender aos seguintes requisitos:

• Para evitar curvas acentuadas, o raio de curvatura R deve ser maior do que 9 a 10 vezes o diâmetro externo e, no mínimo, dobrar a uma distância de 6 vezes o diâmetro da junta. A mangueira deve se dobrar no mesmo plano de movimento que a conexão da mangueira para evitar torções. Na conexão, ela deve ficar pendurada livremente para evitar a flexão devido ao seu próprio peso.
• A mangueira não deve trabalhar sob tensão e deve ter uma certa tolerância (mudança de comprimento de ±4%). Nos casos em que a mangueira for muito longa ou estiver sujeita a vibrações fortes, é recomendável usar braçadeiras para prendê-la. Entretanto, as mangueiras usadas sob alta pressão devem usar o mínimo possível de braçadeiras, pois a deformação da mangueira sob pressão pode causar perda de energia por atrito na braçadeira.
• Na medida do possível, instale a mangueira longe de fontes de calor. Se isso não for possível, instale um protetor térmico ou uma luva térmica. Certifique-se de que a mangueira, as conexões e o ambiente sejam compatíveis.

2. Instalação de componentes hidráulicos

A instalação e os requisitos específicos de vários componentes hidráulicos estão detalhados 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 desempenho de pressão e vedação.

A instalação pode ser iniciada após a aprovação nos testes. Antes da instalação, vários instrumentos de controle automático devem ser calibrados para evitar acidentes devido a imprecisões. A seguir, apresentamos as precauções para a instalação de componentes hidráulicos.

(1) Instalação e requisitos dos componentes da válvula hidráulica

Antes de instalar os componentes hidráulicos, verifique o certificado de conformidade e leia o manual dos componentes hidráulicos não vedados. Se o produto for qualificado e não for armazenado ao ar livre por um longo período, causando ferrugem interna, não serão necessários testes adicionais e não é recomendável limpar e desmontar novamente. Se ocorrer uma falha durante a execução do teste, desmonte o componente somente se necessário e após um julgamento preciso.

Preste atenção aos seguintes itens durante a instalação:

• Preste atenção à orientação da entrada e saída de óleo de cada componente da válvula.
• Se não houver uma posição de instalação especificada, instale-a em um local que seja conveniente para uso e manutenção. Em geral, as válvulas de controle direcional devem ser instaladas com o eixo na horizontal. Ao instalar a válvula direcional, aperte os quatro parafusos uniformemente, geralmente em um padrão diagonal.
• No caso de válvulas instaladas com flanges, não aperte demais os parafusos, pois o aperto excessivo pode causar má vedação. Se o elemento ou o material de vedação original não atender aos requisitos de vedação, substitua o elemento ou o material de vedação.
• Algumas válvulas têm dois orifícios com a mesma função para conveniência de fabricação e instalação. Após a instalação, bloqueie o orifício não utilizado.
• No caso de válvulas ajustáveis, geralmente, girar no sentido horário aumenta o fluxo ou a pressão, enquanto girar no sentido anti-horário diminui o fluxo ou a pressão.
• Durante a instalação, se algumas válvulas e conectores estiverem faltando, é permitido usar válvulas hidráulicas com uma taxa de fluxo que exceda o fluxo nominal por 40% como substitutas.

(2) Instalação e requisitos dos cilindros hidráulicos

A instalação dos cilindros hidráulicos deve ser sólida e confiável. A conexão da tubulação não deve ser frouxa, e a superfície de instalação do cilindro e a superfície deslizante do pistão devem manter paralelismo e perpendicularidade suficientes.

Preste atenção ao seguinte ao instalar os cilindros hidráulicos:

• Para cilindros móveis montados no pé, a linha central deve ser concêntrica com o eixo da força de carga para evitar forças laterais, que podem facilmente causar desgaste da vedação e danos ao pistão. Ao instalar cilindros hidráulicos para objetos móveis, certifique-se de que o cilindro e o objeto móvel mantenham um movimento paralelo na superfície do trilho-guia.
• Ao apertar os parafusos dos prensa-cabos de vedação do corpo do cilindro hidráulico, o grau de aperto deve garantir que o pistão se mova de forma flexível durante todo o curso, sem travamento ou resistência irregular. O aperto excessivo dos parafusos aumentará a resistência e acelerará o desgaste, enquanto o aperto excessivo causará vazamento de óleo.
• Em casos de cursos longos e altas temperaturas do óleo de trabalho, uma extremidade do cilindro hidráulico deve permanecer flutuando para evitar os efeitos da expansão térmica.

(3) Instalação e requisitos das bombas hidráulicas

Quando a bomba hidráulica é disposta em um tanque de óleo separado, há dois métodos de instalação: horizontal e vertical. Na instalação vertical, os tubos e a bomba ficam dentro do tanque de óleo, o que facilita a coleta de vazamentos de óleo e a manutenção de uma aparência limpa. Na instalação horizontal, os tubos ficam expostos, o que torna a instalação e a manutenção mais convenientes.

Em geral, as bombas hidráulicas não devem suportar cargas radiais e, por isso, costumam ser acionadas diretamente por um motor por meio de um acoplamento flexível. Durante a instalação, o motor e o eixo da bomba hidráulica devem ter alta coaxialidade, com um erro de menos de 0,1 mm, e o ângulo de inclinação não deve exceder 1° para evitar carga adicional no eixo da bomba e ruído.

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

A altura de instalação da porta de sucção da bomba hidráulica geralmente é especificada para não ficar mais de 0,5 m acima da superfície do óleo. Algumas bombas permitem uma altura de sucção maior, enquanto outras exigem que a porta de sucção esteja abaixo da superfície do óleo. As bombas sem capacidade de escorvamento automático precisam de uma bomba auxiliar para fornecer óleo.

Preste atenção ao seguinte ao instalar bombas hidráulicas:

• A entrada, a saída e a direção de rotação da bomba hidráulica devem atender aos requisitos marcados na bomba e não devem ser conectadas incorretamente.
• Ao instalar o acoplamento, não bata com força no eixo da bomba para não danificar o rotor da bomba.

(4) Instalação de componentes auxiliares

Além dos conectores de fluido, os componentes auxiliares do sistema hidráulico também incluem: filtros, acumuladores, resfriadores e aquecedores, dispositivos de vedação, bem como manômetros, interruptores de manômetro, etc.

Os componentes auxiliares desempenham uma função de apoio no sistema hidráulico, mas não devem ser negligenciados durante a instalação, caso contrário, podem afetar gravemente a operação normal do sistema hidráulico.

Ao instalar componentes auxiliares (a instalação de tubulações foi apresentada anteriormente), preste atenção aos seguintes pontos:

• Eles devem ser instalados estritamente de acordo com os requisitos do projeto e deve-se prestar atenção à limpeza e à estética.
• Antes da instalação, limpe e inspecione com querosene.
• Desde que atenda aos requisitos do projeto, considere a facilidade de uso e manutenção o máximo possível.

II. Depuração do sistema hidráulico

Depois que a instalação e a inspeção de precisão do equipamento hidráulico forem qualificadas, ele deverá ser ajustado e testado para garantir que possa atender aos vários requisitos do processo de produção em condições normais de operação e atingir a capacidade máxima de produção do equipamento conforme projetado.

Após o reparo, a manutenção ou a remontagem do equipamento hidráulico, ele também deve ser depurado antes de poder ser usado. As etapas e os métodos de depuração do sistema hidráulico podem ser executados da seguinte forma.

1. Preparação antes da depuração do sistema hidráulico

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

Antes da depuração, compreenda totalmente a estrutura, o desempenho, a sequência de trabalho, os requisitos de uso e os métodos de operação do equipamento a ser depurado de acordo com o manual do equipamento e os dados técnicos relevantes, bem como a conexão entre os sistemas mecânico, elétrico, pneumático e hidráulico.

Estude cuidadosamente as funções de cada componente do sistema hidráulico, entenda o diagrama esquemático hidráulico, esclareça a posição real de instalação, a estrutura, o desempenho e as peças de ajuste dos componentes hidráulicos no equipamento, analise as mudanças de pressão, as mudanças de velocidade e a utilização de energia de cada ciclo de trabalho do sistema hidráulico e familiarize-se com a marca e os requisitos do óleo usado no sistema hidráulico.

Com base nas informações acima, determine o conteúdo, os métodos e as etapas da depuração, prepare as ferramentas de depuração, os instrumentos de medição e os pipelines de teste adicionais e formule medidas técnicas de segurança para garantir a segurança pessoal e evitar acidentes com o equipamento.

(2) Inspeção de aparência

Tanto os equipamentos novos quanto os reparados precisam passar por uma inspeção de aparência para verificar se há fatores que afetam a operação normal do sistema hidráulico. Uma inspeção eficaz da aparência pode evitar muitas falhas, portanto, uma inspeção preliminar da aparência deve ser feita antes da execução do teste. Os principais conteúdos dessa etapa são os seguintes:

• Verifique se a instalação e as conexões da tubulação de cada componente hidráulico estão corretas e são confiáveis. Por exemplo, se as portas de entrada, saída e retorno de cada componente hidráulico estão corretas e se a entrada, a saída e a direção de rotação da bomba hidráulica correspondem às direções indicadas na bomba.
• Evitar lascas, fluido de corteVerifique se as partículas abrasivas, a poeira e outras impurezas caem no tanque de óleo e se os dispositivos de proteção de cada componente hidráulico estão completos e são confiáveis.
• Verifique se o grau do óleo e a precisão da filtragem no tanque de óleo atendem aos requisitos e se o nível do óleo está adequado.
• Verifique se as posições de cada componente hidráulico, tubulação e junta de tubulação no sistema são convenientes para instalação, ajuste, inspeção e reparo. Verifique se os medidores de pressão e outros instrumentos de observação estão instalados em locais de fácil observação.
• Verifique se a rotação do motor da bomba hidráulica é suave e uniforme.

Os problemas encontrados durante a inspeção da aparência devem ser corrigidos antes do ajuste e da execução do teste.

2. Depuração do sistema hidráulico

Em geral, o ajuste e o teste de funcionamento do sistema hidráulico não são completamente separados e costumam ser realizados alternadamente. Os principais conteúdos da depuração incluem ajustes individuais, execuções de teste sem carga e execuções de teste com carga. No local da instalação, alguns equipamentos hidráulicos só podem ser submetidos a testes sem carga.

(1) Teste de funcionamento sem carga

Um teste de funcionamento sem carga refere-se a uma verificação abrangente para saber se cada componente hidráulico, vários dispositivos auxiliares e cada circuito do sistema hidráulico estão funcionando normalmente em condições de operação sem carga; se a comutação automática de ciclos de trabalho ou várias ações atende aos requisitos.

Os métodos e as etapas para testes e ajustes sem carga são os seguintes:

1) Dê partida intermitente na bomba hidráulica para lubrificar totalmente as partes deslizantes de todo o sistema, opere a bomba hidráulica em condições de descarga (como afrouxar a válvula de alívio ou colocar a válvula direcional tipo M na posição neutra), verifique se a pressão de descarga da bomba hidráulica está dentro do valor permitido; observe se a operação está normal, se há algum ruído forte; se há espuma excessiva no tanque de óleo e se o nível de óleo está dentro da faixa especificada.

2) Opere o sistema em condições sem carga, primeiro coloque a parte superior do pistão do cilindro hidráulico no cabeçote do cilindro ou coloque a parte superior das peças móveis no ferro de parada (se for um motor hidráulico, fixe o eixo de saída) ou use outros métodos para parar as peças móveis, ajuste gradualmente a válvula de alívio para o valor de pressão especificado e verifique se há alguma anormalidade durante o processo de ajuste da válvula de alívio.

Em seguida, faça o cilindro hidráulico retribuir com o curso máximo várias vezes ou faça o motor hidráulico girar, abra a válvula de escape do sistema para descarregar o ar acumulado; verifique a exatidão e a confiabilidade dos dispositivos de proteção de segurança (como válvulas de segurança, relés de pressão etc.).

Observe a pressão de cada circuito de óleo pelo manômetro e ajuste o valor da pressão do dispositivo de proteção de segurança dentro da faixa especificada; verifique se o vazamento interno e externo de cada componente hidráulico e tubulação está dentro da faixa permitida; depois de funcionar sem carga por um determinado período de tempo, verifique se o nível de óleo no tanque de óleo cai dentro da faixa de altura especificada.

Como o óleo entrou na tubulação e no cilindro hidráulico, fazendo com que o nível de óleo no tanque de óleo caia, ele pode até expor a tela do filtro no tubo de sucção acima do nível de óleo ou causar lubrificação insuficiente do sistema hidráulico e da transmissão mecânica, resultando em ruído. Portanto, é necessário reabastecer o óleo no tanque de óleo em tempo hábil. Essa questão é particularmente importante para equipamentos mecânicos com grandes mecanismos hidráulicos e capacidade de tubulação, mas com tanques de óleo pequenos.

3) Coordene com os componentes elétricos para ajustar o ciclo de trabalho automático ou a sequência de ações e verifique se a coordenação e a sequência de cada ação estão corretas; verifique a suavidade do movimento durante a inicialização, a mudança de direção e a troca de velocidade, e não deve haver fenômenos de rastejamento, salto ou impacto.

4) O sistema hidráulico deve funcionar continuamente por um período de tempo (geralmente 30 minutos). Verifique o aumento da temperatura do óleo, que deve estar dentro do valor especificado permitido (a temperatura geral do óleo de trabalho é de 35 a 60°C). Depois que o teste de funcionamento sem carga for concluído, o teste de funcionamento com carga poderá ser realizado.

(2) Execução do teste de carga

O teste de carga consiste em fazer o sistema hidráulico funcionar sob uma carga predeterminada de acordo com os requisitos do projeto. Por meio do teste de carga, verifique se o sistema pode atingir os requisitos de trabalho predeterminados, como as características de força, torque ou movimento dos componentes de trabalho.

Verifique se o ruído e a vibração estão dentro da faixa permitida; verifique a suavidade do movimento durante a mudança de direção e a troca de velocidade dos componentes de trabalho, e não deve haver nenhum fenômeno de rastejamento, salto ou impacto; verifique a situação de perda de energia e o aumento de temperatura após o trabalho contínuo por um período de tempo.

A execução do teste de carga geralmente é realizada em uma ou duas condições inferiores à carga máxima primeiro. Se tudo estiver normal, o teste de carga máxima pode ser realizado para evitar acidentes, como danos ao equipamento.

(3) Ajuste do sistema hidráulico

O ajuste do sistema hidráulico deve ser realizado durante a instalação do sistema e o processo de teste de funcionamento, e alguns itens também devem ser ajustados a qualquer momento durante o uso. A seguir, apresentamos alguns itens básicos e métodos de ajuste do sistema hidráulico.

• Pressão de trabalho da bomba hidráulica. Ajuste a válvula de alívio ou a válvula de segurança da bomba para que a pressão de trabalho da bomba hidráulica seja 10%-20% maior do que a pressão de trabalho do motor hidráulico sob a carga máxima.
• Pressão do curso rápido. Ajuste a válvula de descarga da bomba para que ela fique 15%-20% mais alta do que a pressão real necessária para o curso rápido.
• Pressão de trabalho do relé de pressão. Ajuste a mola do relé de pressão para que ela seja 0,3-0,5 MPa menor do que a pressão de trabalho da bomba hidráulica (isso é feito quando o componente de trabalho para ou está contra o bloco de parada).
• Sequência de comutação. Ajuste o interruptor de deslocamento, a válvula piloto, o bloco de parada, o bloco de impacto e o instrumento de autoteste para que a sequência de comutação e sua precisão atendam aos requisitos dos componentes de trabalho.
• Velocidade e equilíbrio dos componentes de trabalho. Ajuste a válvula de estrangulamento, a válvula de ajuste, 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 que não haja vazamento externo. Sob condições de carga, a queda de velocidade não deve exceder 10%-20%.

3. Teste de pressão do sistema hidráulico

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

Seleção da pressão de teste: Para média e baixa pressão, deve ser de 1,5 a 2 vezes a pressão de trabalho usual do sistema e, para sistemas de alta pressão, deve ser de 1,2 a 1,5 vezes a pressão máxima de trabalho do sistema; em circuitos com grandes impactos ou mudanças severas de pressão, 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 a 2 vezes a pressão de trabalho usual e nenhum dano sob 2 a 3 vezes a pressão de trabalho usual.

Os seguintes aspectos devem ser observados durante o teste de pressão do sistema:

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

Com relação à questão da temperatura do óleo hidráulico durante a operação e a depuração, deve-se observar que a temperatura mais adequada para sistemas hidráulicos em geral é de 40 a 50°C. Nessa temperatura, a eficiência dos componentes hidráulicos é a mais alta e a resistência à oxidação do óleo é a melhor possível.

Se a temperatura de trabalho ultrapassar 80 °C, o óleo hidráulico se deteriorará precocemente (a taxa de deterioração do óleo hidráulico dobra a cada 10 °C de aumento) e também causará diminuição da viscosidade, desempenho ruim de lubrificação, fácil destruição da película de óleo e fácil queima dos componentes hidráulicos. Portanto, a temperatura de trabalho do óleo hidráulico não deve exceder 70-80°C. Quando essa temperatura for ultrapassada, a máquina deve ser parada para resfriamento ou devem ser tomadas medidas de resfriamento forçado.

Em baixas temperaturas ambientes, durante a operação 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 são facilmente danificados. Quando a temperatura ambiente está abaixo de 10°C, ela é considerada uma temperatura perigosa. Portanto, devem ser tomadas medidas de pré-aquecimento e a pressão de ajuste da válvula de alívio deve ser diminuída para reduzir a carga na bomba hidráulica. A operação normal só deve ser realizada quando a temperatura do óleo subir acima de 10°C.

III. Uso, manutenção e cuidados com o sistema hidráulico

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

Para garantir e exercer plenamente a eficiência de trabalho desses dispositivos, reduzir a frequência de falhas e prolongar sua vida útil, a manutenção e os cuidados diários devem ser reforçados. A vasta experiência de uso mostra que a melhor maneira de evitar falhas é reforçar as inspeções regulares do equipamento.

1. Inspeção diária do sistema hidráulico

Antes de um sistema de transmissão hidráulica falhar, geralmente ocorrem alguns pequenos fenômenos anormais. Por meio de manutenção, cuidados e inspeção diários adequados durante o uso, esses fenômenos anormais podem ser detectados e eliminados antecipadamente para garantir a operação normal do sistema.

O principal conteúdo das inspeções diárias é verificar o status da bomba hidráulica antes e depois da partida, bem como antes de interromper a operação. As inspeções diárias geralmente são realizadas usando métodos relativamente simples, como os sentidos visual, auditivo e tátil.

(1) Inspeção da aparência antes do trabalho

Os grandes vazamentos são fáceis de detectar, mas os pequenos vazamentos nas juntas dos tubos de óleo geralmente não são percebidos com facilidade. No entanto, esses pequenos vazamentos geralmente são precursores de falhas no sistema. Portanto, as vedações devem ser verificadas e limpas com frequência. Juntas de mangueiras soltas em maquinário hidráulico geralmente são um sintoma precoce de falha mecânica.

Quando um pequeno vazamento é encontrado na junção de uma mangueira e um tubo devido à folga, a junção deve ser apertada imediatamente, como o aperto das roscas na conexão entre a haste do pistão do cilindro hidráulico e os componentes mecânicos.

(2) Inspeção antes de ligar a bomba

Antes de ligar a bomba hidráulica, verifique se o tanque de óleo está cheio de acordo com as normas, tendo como padrão o limite superior do medidor de nível de óleo. Use um termômetro para medir a temperatura do óleo. Se a temperatura do óleo estiver abaixo de 10°C, o sistema deve funcionar por mais de 20 minutos em um estado sem carga (com a válvula de alívio no estado de descarga).

(3) Inspeção durante e após a partida da bomba

Ao ligar a bomba hidráulica, use o método de partida e parada repetidas vezes para aumentar a temperatura do óleo. Depois que os atuadores operarem de forma flexível, entre em operação normal. Se a bomba não tiver saída durante o processo de partida, pare imediatamente e verifique a causa. Após a partida da bomba, as seguintes verificações devem ser realizadas:

1) Inspeção de cavitação

Quando o sistema hidráulico estiver funcionando, observe se a haste do pistão do cilindro hidráulico apresenta algum fenômeno de salto durante o movimento, se há vazamento 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 alto, é o momento ideal para verificar se há cavitação.

A principal causa da cavitação no sistema hidráulico é a entrada de ar na parte de sucção da bomba hidráulica. Para evitar a cavitação, todas as juntas no tubo de sucção da bomba hidráulica devem ser apertadas para garantir a vedação da tubulação de sucção. Se o ruído não puder ser eliminado mesmo após o aperto dessas juntas, pare a máquina imediatamente para inspeção adicional.

2) Inspeção de superaquecimento

Outro sintoma de falha da bomba hidráulica é o superaquecimento. A cavitação pode causar superaquecimento porque, quando a bomba hidráulica se aquece a uma determinada temperatura, ela comprime o gás nas cavidades do óleo, causando superaquecimento. Se for constatado superaquecimento devido à cavitação, pare a máquina imediatamente para inspeção.

3) Inspeção de bolhas

Se houver vazamento de ar no lado de sucção da bomba hidráulica, esse ar entrará no sistema e formará bolhas no tanque de óleo. A presença de bolhas no sistema hidráulico causa três problemas: primeiro, torna o movimento dos atuadores instável, afetando o módulo volumétrico do óleo hidráulico; segundo, acelera a oxidação do óleo hidráulico; terceiro, causa cavitação. Portanto, é fundamental evitar a entrada de ar no sistema hidráulico.

Às vezes, o ar também pode se infiltrar no sistema hidráulico a partir do tanque de óleo. Portanto, verifique com frequência se o nível de óleo no tanque de óleo atende aos 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 de óleo deve estar cerca de 10 cm abaixo do nível mais baixo de óleo no tanque de óleo.

Quando o sistema estiver operando de forma estável, além de sempre prestar atenção ao volume de óleo, à temperatura do óleo, à pressão etc., verifique também as condições de trabalho dos atuadores e dos componentes de controle e preste atenção em todo o sistema quanto a vazamentos de óleo e vibrações. Depois que o sistema estiver em uso por um período, se ocorrerem fenômenos adversos ou anormais que não possam ser eliminados por ajustes externos, pode ser necessário desmontar e reparar ou substituir as peças.

2. Uso e manutenção do óleo hidráulico

O sistema de transmissão hidráulica usa o óleo hidráulico como meio de trabalho para transmitir energia. Depois de selecionar corretamente o óleo hidráulico, também é necessário mantê-lo limpo e evitar que impurezas e sujeira se misturem a ele.

A experiência tem mostrado que mais de 75% das falhas do sistema hidráulico são causadas pela contaminação do óleo hidráulico. Portanto, o controle da contaminação do óleo hidráulico é muito importante. Os contaminantes no óleo hidráulico incluem cerca de 75% de partículas de metal, 15% de poeira e 10% de outras impurezas, como óxidos, fibras e resinas.

Os contaminantes mais nocivos são as partículas sólidas, que aceleram o desgaste de superfícies com movimento relativo, bloqueiam pequenos orifícios e fendas nos componentes e, às vezes, até fazem com que os carretéis das válvulas grudem, levando ao mau funcionamento do componente. Elas também podem bloquear o filtro na porta de sucção da bomba hidráulica, causando resistência excessiva à sucção e impedindo que a bomba hidráulica funcione adequadamente, o que resulta em vibração e ruído.

Em resumo, quanto mais contaminantes houver no óleo, mais rapidamente o desempenho dos componentes do sistema diminui. Portanto, manter o óleo hidráulico limpo é um aspecto importante da manutenção do sistema de transmissão hidráulica. Essas tarefas não são difíceis, mas podem produzir bons resultados. Os métodos a seguir são recomendados:

• O armazenamento de óleo hidráulico deve ser mantido em um local limpo, e ferramentas como barris de óleo, funis e panos devem ser mantidos limpos. É melhor usar pano de seda ou dacron para limpar para evitar que as fibras grudem nos componentes e bloqueiem as passagens, causando falhas.
• O óleo hidráulico deve ser rigorosamente filtrado para evitar que 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 imediatamente.
• O tanque de óleo deve ser coberto e vedado para evitar a entrada de poeira, e um filtro de ar deve ser instalado no tanque de óleo.
• O óleo hidráulico do sistema deve ser verificado regularmente e substituído de acordo com as condições de trabalho. Geralmente, após acumular 1.000 horas de trabalho, o óleo deve ser trocado. Se continuar sendo usado, o óleo hidráulico perderá suas propriedades lubrificantes e poderá se tornar ácido. Durante o uso intermitente, o óleo pode ser trocado a cada seis meses ou um ano, de acordo com as condições específicas. Ao trocar o óleo, remova os sedimentos do fundo e limpe o tanque de óleo. Ao reabastecer o tanque de óleo, use um filtro com pelo menos 120 mesh.
• Se os tubos de aço forem usados para transmissão de óleo, eles devem ser mergulhados em óleo por 24 horas para formar uma película inerte antes do uso.
• Ao montar e desmontar os componentes, eles devem ser limpos para evitar a entrada de contaminantes.
• Se for encontrada uma contaminação grave do óleo hidráulico, identifique a causa e elimine-a imediatamente.

3. Impedir a entrada de ar no sistema

O óleo hidráulico usado no sistema hidráulico tem uma compressibilidade muito baixa, e seu efeito geralmente pode ser ignorado. Entretanto, o ar de baixa pressão tem uma compressibilidade muito alta, cerca de 10.000 vezes maior que a do óleo hidráulico. Portanto, mesmo uma pequena quantidade de ar no sistema pode ter um impacto significativo.

O ar dissolvido no óleo hidráulico escapará do óleo em baixa pressão, criando bolhas e formando cavitação. Em áreas de alta pressão, essas 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, ele libera uma grande quantidade de calor, causando superaquecimento local e danificando os componentes hidráulicos e o óleo hidráulico.

A alta compressibilidade do ar também faz com que os atuadores se arrastem, interrompendo a operação suave e, às vezes, causando vibrações, o que afeta a operação normal do sistema. Uma grande quantidade de bolhas misturadas ao óleo hidráulico também pode causar deterioração e reduzir sua vida útil. Portanto, é essencial evitar a entrada de ar no sistema hidráulico.

Dependendo dos diferentes motivos pelos quais o ar entra no sistema, os seguintes pontos devem ser observados durante o uso e a manutenção:

• Verifique regularmente o nível de óleo no tanque. O nível deve ser mantido entre os níveis mínimo e máximo do medidor 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.
• Tente evitar que a pressão em várias partes do sistema caia abaixo da pressão atmosférica. Use bons dispositivos de vedação, substitua prontamente os que estiverem falhando, aperte os parafusos nas juntas dos tubos e nas superfícies de contato e limpe o filtro de entrada em tempo hábil.
• Instale 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 muito alta

A temperatura de trabalho do óleo no sistema de transmissão hidráulica de máquinas hidráulicas geralmente é melhor mantida entre 30 e 65 °C. Se a temperatura do óleo exceder essa faixa, haverá 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 o vazamento dentro dos componentes e do sistema, reduzindo assim a eficiência volumétrica da bomba hidráulica.
• O aumento da temperatura do óleo reduz a viscosidade do óleo, aumentando a taxa de fluxo através das aberturas do acelerador ou da válvula do tipo fenda, o que altera a velocidade de trabalho originalmente ajustada. Isso afeta principalmente a estabilidade e a precisão dos sistemas servo hidráulicos.
• O aumento da temperatura do óleo reduz a viscosidade, afinando 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-o à deterioração e reduzindo sua vida útil. Os sedimentos também podem obstruir pequenos orifícios e fendas, afetando a operação normal do sistema.
• O aumento da temperatura do óleo causa a deformação térmica do maquinário. Os componentes da válvula hidráulica se expandem quando aquecidos, reduzindo potencialmente o ajuste da folga, afetando o movimento do núcleo da válvula, aumentando o desgaste e até mesmo fazendo com que ela fique presa.
• A temperatura excessiva do óleo causa o rápido envelhecimento e a deterioração dos dispositivos de vedação, resultando na perda do desempenho da vedação.

Há muitos motivos para a temperatura excessiva do óleo. Alguns se devem ao projeto incorreto do sistema, como tanque com capacidade muito pequena, área de resfriamento insuficiente, nenhum circuito de descarga no sistema, fazendo com que a bomba hidráulica ainda transborde em alta pressão quando parada, tubos de óleo muito finos e longos, muitas curvas ou seleção inadequada de componentes hidráulicos que causam perda excessiva de pressão.

Alguns são problemas de fabricação, como baixa precisão no processamento e na montagem dos componentes, aquecimento excessivo por atrito entre as partes móveis relativas ou vazamento grave que causa perda volumétrica significativa. Do ponto de vista do uso e da manutenção, os seguintes pontos devem ser observados para evitar a temperatura excessiva do óleo:

• Mantenha o nível correto de óleo no tanque para garantir condições de circulação e resfriamento suficientes para o óleo no sistema.
• Selecione corretamente a viscosidade do óleo usado no sistema. Se a viscosidade for muito alta, aumentará a perda de energia durante o fluxo de óleo; se for muito baixa, aumentará o vazamento. Ambos causarão o aumento da temperatura do óleo. Quando o óleo se deteriora, ele 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 atrito, o que causa o aquecimento do óleo. Portanto, também é necessário manter o óleo limpo e substituí-lo prontamente.
• A bomba hidráulica deve ser descarregada quando o sistema não estiver funcionando.
• Verifique regularmente se há água suficiente no resfriador e se as tubulações estão desobstruídas.

5. Precauções ao reparar o sistema hidráulico

Após um certo período de uso, o sistema hidráulico pode apresentar fenômenos anormais ou mau funcionamento por vários motivos. Quando isso não puder ser resolvido por meio de ajustes, pode ser necessária a desmontagem e o reparo ou a substituição de componentes. Além de reparos simples, como limpeza e remontagem ou substituição de vedações ou molas, grandes reparos de desmontagem devem ser feitos com muito cuidado, de preferência no fabricante ou em uma instalação de revisão relevante.

Ao fazer reparos, certifique-se de manter registros. Esses registros são valiosos para diagnosticar as causas de falhas futuras e também podem servir como base para determinar quais peças de reposição são comumente usadas no equipamento.

Prepare as seguintes peças de reposição comuns para reparos: vedações de cilindros hidráulicos, vedações do eixo da bomba, vários anéis O-ring, molas para válvulas solenoides e válvulas de alívio, manômetros, elementos de filtro de tubulação, várias juntas de tubulação e mangueiras, solenoides e diafragmas para acumuladores.

Além disso, tenha a documentação necessária para reparos: manuais do usuário 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, comissionamento e manutenção de sistemas pneumáticos

1. Instalação de sistemas pneumáticos

(1) Instalação de tubulações

• Antes da instalação, verifique se a parede interna da tubulação está lisa, remova a ferrugem e limpe-a.
• Os suportes da tubulação devem ser firmes e não devem vibrar durante a operação.
• Aperte todas as juntas, e a tubulação não deve apresentar vazamento de ar.
• A soldagem da tubulação deve atender às condições padrão especificadas.
• Ao instalar as mangueiras, seu comprimento deve ter uma certa margem; ao dobrar, não comece a dobrar a partir da junta da extremidade; ao instalar seções retas, não estique entre a junta da extremidade e a mangueira; as mangueiras devem ser instaladas o mais longe possível de fontes de calor ou instalar protetores térmicos; qualquer seção do sistema de tubulação deve ser removível; a inclinação, o raio de curvatura, o espaçamento e a inclinação da instalação da tubulação devem atender às normas pertinentes.

(2) Instalação de componentes

• Antes da instalação, limpe os componentes e realize testes de vedação, se necessário.
• A direção das setas ou marcações em vários corpos de 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 controle, e o circuito de ar deve ser conduzido para fora da placa de base e conectado com mangueiras.
• Não instale o anel de vedação com muita força, especialmente o anel de vedação em forma de V, pois ele tem alta resistência, portanto, o aperto deve ser adequado.
• A linha central do cilindro móvel e a linha central da força de carga devem ser concêntricas; caso contrário, isso causará força lateral, acelerando o desgaste das peças de vedação e dobrando a haste do pistão.
• Vários instrumentos de controle automático, controladores automáticos, relés de pressão, etc., devem ser calibrados antes da instalação.

2. Lavagem do sistema e teste de pressão

Depois que o sistema de tubulação for instalado, use ar seco com uma pressão de 0,6 MPa para soprar todas as impurezas do sistema. Use um pano branco para verificar e, se não houver impurezas em 5 minutos, o sistema está qualificado. Depois de soprar, desmonte e limpe as peças, como núcleos de válvulas, elementos de filtro e pistões.

É possível verificar se a vedação do sistema atende aos padrões por meio de um teste de estanqueidade, geralmente mantendo o sistema a uma pressão de 1,2 a 1,5 vezes a pressão nominal por um período de tempo (por exemplo, 2 horas). Excluindo erros causados por mudanças de temperatura ambiental, a variação de pressão não deve exceder o valor especificado nos documentos técnicos. Durante o teste, ajuste a válvula de segurança para a pressão de teste. É melhor usar um método de teste passo a passo durante o teste de pressão e sempre prestar atenção à segurança.