Mangueira de alta pressão

Mangueiras e Tubolações /

High-Pressure Hose

A mangueira Kurt Tuff foi projetada para aplicações robustas e de alta pressão. Possui capacidade de 6.500 psi e usa menos espaço de instalação. Seu design exclusivo permite dobrar duas vezes mais que a mangueira SAE padrão com metade do raio da dobra. Reforçada internamente com duas camadas trançadas de fio de aço de alta resistência, esta mangueira retém flexibilidade e durabilidade. Sua cobertura externa resistente a óleo e abrasão oferece 10 vezes a durabilidade das tampas de mangueira padrão. A mangueira é classificada para 1 milhão de ciclos de impulso e resiste a temperaturas de -40 ° F a 250 ° F. As aplicações incluem veículos fora de estrada, equipamentos de perfuração de petróleo, caminhões, equipamentos de construção, grandes máquinas e a maioria das aplicações hidráulicas pesadas. Os diâmetros de mangueira disponíveis variam de 1/4 pol. A 1 pol. ID e utilizam uma linha completa de acoplamentos intercambiáveis ​​com outras marcas populares.

Kurt Hydraulics 

 

Hose & Tubing

Kurt Tuff hose is designed for rugged, high pressure applications. It has 6,500 psi capacity and uses less installation space. Its unique design allows bending twice as tight as standard SAE hose with half the bend radius. Reinforced internally with two braided layers of high tensile steel wire, this hose retains flexibility and durability. Its oil- and abrasion-resistant outer cover offers 10 times the durability of standard hose covers. The hose is rated to 1 million impulse cycles and withstands temperatures from −40°F up to 250°F. Applications include off-highway vehicles, oil drilling equipment, trucks, construction equipment, large machinery, and most heavy-duty hydraulic applications. Hose diameters available range from 1/4 in. to 1 in. ID and utilize a full line of couplings interchangeable with other popular brands.

 

Os quatro pilares da eficiência da máquina hidráulica

Se você não considera o fluido hidráulico um componente crítico de qualquer sistema hidráulico, você pode sofrer o mesmo destino desses engenheiros.

A maioria dos leitores desta coluna estão bem conscientes de que a viscosidade de um fluido hidráulico à base de hidrocarbonetos é inversamente proporcional à temperatura. À medida que a temperatura aumenta, a viscosidade do fluido diminui e vice-versa. Esta não é uma situação ideal por várias razões. De fato, o fluido hidráulico ideal teria um índice de viscosidade (a mudança na viscosidade de um fluido em relação à temperatura) representada por uma linha horizontal que intercepta o eixo Y em 25 centiStokes.

Esta viscosidade de temperatura mostra que um fluido hidráulico ideal não exibiria qualquer alteração na viscosidade, independentemente da temperatura.

Infelizmente, esse fluido não existe para a eficiência e longevidade da máquina hidráulica. E é improvável que tal fluido seja desenvolvido na minha vida. Mas se tal fluido fosse desenvolvido e patenteado, seu criador teria a chave para uma mina de ouro. Por enquanto, temos óleo hidráulico multi-grade. Esses fluidos têm um alto índice de viscosidade, portanto, sua viscosidade é menos sensível a mudanças de temperatura do que um óleo monograduado.                                                                             

Consequências não-intencionais

A viscosidade do fluido é um dos fatores que determina se a lubrificação de filme completo é alcançada e mantida. Se a carga e a velocidade da superfície permanecerem constantes, mas a temperatura operacional elevada fizer com que a viscosidade caia abaixo da requerida para manter um filme hidrodinâmico, ocorre a lubrificação do limite; isso cria criando a possibilidade de desgaste por atrito e adesivo.

Por outro lado, há uma faixa de viscosidade em que o atrito do fluido, o atrito mecânico e as perdas volumétricas são ideais para o desempenho do sistema hidráulico. Essa é a faixa de viscosidade em que o sistema hidráulico operará com mais eficiência: a maior taxa de potência de saída para a potência de entrada.

Para ilustrar o ponto acima, considere este exemplo: Na busca por um melhor consumo de combustível, o fabricante de uma máquina hidráulica móvel movida a motor substituiu sua bomba de deslocamento fixo alimentando o acessório da máquina com uma unidade de deslocamento variável. O acionamento do solo na máquina já usava uma bomba de pistão de deslocamento variável (transmissão hidrostática), então a atualização do circuito hidráulico do implemento para uma configuração mais eficiente parecia uma progressão lógica pelos engenheiros de projeto da máquina.

Quando esta modificação foi testada, os engenheiros ficaram chocados ao descobrir que o consumo de combustível havia aumentado de 12 a 15%! Após a análise, o aumento no consumo de combustível foi atribuído a um aumento na viscosidade do óleo causado por uma queda de 30 ° C na temperatura operacional do óleo. Em outras palavras, o óleo “mais espesso” resultou em um arrasto extra na transmissão hidrostática, impulsionando a tração no solo, fazendo com que a máquina usasse mais combustível.

A máquina usava um trocador de calor combinado de duas seções para óleo hidráulico e líquido arrefecedor do motor. O arrefecimento do motor foi melhorado por um acionamento de ventilador hidráulico controlado termostaticamente com base na temperatura do líquido arrefecedor do motor. A seção do arrefecedor de óleo foi dimensionada para a bomba hidráulica original de deslocamento fixo.

A desvantagem desse arranjo é que, devido ao resfriamento do motor ser controlado termostaticamente e o sistema hidráulico não, o fluxo de ar através do trocador de calor combinado depende inteiramente da temperatura do motor. Isso significa que a redução na carga de calor da substituição da bomba de deslocamento fixo por uma unidade de deslocamento variável resultou em uma redução significativa na temperatura do óleo hidráulico – o que normalmente é uma coisa boa!

Os engenheiros bloquearam a maior parte da seção de óleo hidráulico do resfriador e executaram o teste novamente. Isso devolveu o consumo de combustível ao nível original, mas não houve melhora significativa.

Concluiu-se que a modificação testada poderia resultar em uma pequena economia de custo com relação a uma redução no tamanho do resfriador de óleo. Mas com o consumo de combustível sendo mais importante do que qualquer modesta economia de capacidade de resfriamento, a ideia de pagar mais por uma bomba que resultou na manutenção de uma temperatura operacional mais baixa, mas aumentou o consumo de combustível, era irreconciliável com os engenheiros da máquina.

Lição aprendida

Esta história ilustra o impacto que a temperatura do óleo hidráulico (e, portanto, a viscosidade) pode ter no consumo de combustível. Para recapitular os pontos principais:

  • A carga de calor no sistema hidráulico foi reduzida (eficiência aumentada) pela substituição de uma bomba fixa por uma unidade de deslocamento variável;
  • Isso resultou em uma queda significativa na temperatura operacional do óleo hidráulico;
  • O aumento resultante na viscosidade do óleo hidráulico aumentou o consumo de combustível em uma quantidade significativa.

Em outras palavras, se o seu óleo hidráulico for muito espesso, você pagará por ele na bomba de combustível ou no medidor de eletricidade. Entretanto, o lado cauteloso disso é que, se o óleo for muito fino, você pagará por ele na oficina.

Assumindo que este ensaio foi realizado na mesma temperatura ambiente para ambas as opções de bomba, uma queda de 30 ° C (54 ° F) na temperatura do óleo hidráulico é bastante notável. Isso pode, em parte, ser explicado pelo trocador de calor de combinação instalado na máquina. À medida que a viscosidade do óleo hidráulico aumenta, o motor trabalha mais (queima mais combustível) e, por isso, a ventoinha de arrefecimento (controlada pela temperatura do motor) é mais dura. Isso significa que mais calor é dissipado do óleo hidráulico e, portanto, a viscosidade do óleo hidráulico aumenta ainda mais. É um círculo viscoso.

Outro detalhe desta história – que é pertinente aos projetistas de máquinas e às pessoas que compram suas máquinas – é que a maioria dos projetistas não trata o óleo como o componente chave do sistema hidráulico que é. A viscosidade do óleo hidráulico, o índice de viscosidade ou o índice de viscosidade ideal para os componentes hidráulicos no sistema aparentemente não foram considerados durante o teste. Isso sugere que a linha de base, oconsumo normal de combustível da máquina, foi apenas uma feliz coincidência.

Mesmo depois de ter descoberto que o consumo de combustível sobe com a viscosidade do óleo, e embora a possibilidade de reduzir a capacidade de refrigeração instalada tenha sido reconhecida e contemplada, aparentemente nenhuma consideração foi dada para alterar a viscosidade do óleo para corresponder à maior eficiência (portanto, menor temperatura operacional) do sistema. Se a bomba mais eficiente, com a capacidade de refrigeração existente combinada com um fluido de viscosidade adequada, é provável que a economia de combustível da máquina tenha sido superior ao sistema original.

Em outras palavras, os projetistas de máquinas falharam em considerar adequadamente todos os quatro lados do que eu chamo de Power Efficiency Diamond de uma máquina hidráulica.

O diamante de eficiência de energia

Eficiência de energia significa a relação entre a potência de saída e a potência. Noventa kW de potência de 100 kW é uma eficiência de 90%. Noventa kW de 110 kW é uma eficiência de 82%. E 90 kW de potência a partir de 120 kW é uma eficiência de 75%. Note que nos três casos, a potência de saída permanece a mesma: 90 kW. É apenas que a energia de entrada – portanto, o consumo de combustível ou eletricidade do motor principal necessário para obtê-lo – continua aumentando!

Quadrantes do Diamante de Eficiência Energética de uma máquina hidráulica estão todos inter-relacionados. Mudar qualquer um afeta a simetria do diamante.

Os quatro lados do diamante de eficiência de energia de uma máquina hidráulica estão todos inter-relacionados; mude qualquer um, e a simetria do diamante é afetada.

A eficiência projetada reflete a eficiência “nativa” do hardware escolhido para o sistema. Esse hardware inclui o número de dispositivos de perda de energia presentes, como válvulas proporcionais, controles de fluxo e válvulas redutoras de pressão. Também inclui perdas “projetadas” pelas dimensões e configuração de todos os condutores necessários: tubos, mangueiras, conexões e coletores.

No lado oposto do diamante, a capacidade de refrigeração instalada , como porcentagem da potência de entrada contínua, deve refletir a eficiência projetada ou nativa do sistema hidráulico. Em outras palavras, quanto menor a eficiência nativa, maior a capacidade de refrigeração instalada.

Adjacente à capacidade de refrigeração instalada está a Temperatura do Ar Ambiente na qual a máquina hidráulica opera. Isso influencia diretamente a temperatura do óleo de operação do sistema hidráulico, que determina em grande parte a Viscosidade do Óleo , completando o Diamante de Eficiência Energética.

Um projetista de máquinas não tem controle sobre a temperatura do ar ambiente – embora ela precise saber qual é esse alcance. Mas ela faz (ou pelo menos deveria) determinar as outras três variáveis; eficiência de design, capacidade de refrigeração instalada e viscosidade do óleo. Como a representação pictórica do Power Efficiency Diamond ilustra (e o estudo de caso acima demonstra), nenhuma dessas variáveis ​​pode ser considerada isoladamente.

Olhando para o Power Efficiency Diamond do ponto de vista de um proprietário de máquina, é útil notar que mesmo depois que a máquina foi projetada, construída e preenchida com óleo, eficiência de design, capacidade de refrigeração instalada e temperatura ambiente são alvos móveis – alvos móveis que afetam a viscosidade operacional do óleo e, portanto, o consumo de energia.

A possibilidade de variação na temperatura do ar ambiente, particularmente se a máquina é movida entre locais com diferentes condições climáticas, é bastante óbvia. E, embora a eficiência do design não varie, a eficiência operacional real normalmente se deteriora com o tempo, devido ao desgaste. Da mesma forma, embora a capacidade de refrigeração instalada não se altere com o tempo como uma porcentagem da potência de entrada, a eficácia dela pode ser reduzida pelo desgaste dos componentes do circuito de resfriamento e – no caso de trocadores de calor de jacto de ar – variação no ar ambiente temperatura e altitude.

Portanto, colocar uma máquina hidráulica em seu “ponto ideal” de eficiência energética requer um design informado. Mantê-lo lá requer que a mudança nas variáveis ​​dependentes seja mantida no mínimo. Em ambos os casos, o Power Efficiency Diamond pode ser útil tanto para projetistas de máquinas quanto para proprietários de equipamentos hidráulicos na compreensão da tarefa em questão.

Brendan Casey tem mais de 26 anos de experiência na manutenção, reparo e revisão de equipamentos hidráulicos móveis e industriais. Para obter mais informações sobre como reduzir o custo operacional e aumentar o tempo de atividade de seu equipamento hidráulico, visite seu website em  www.HydraulicSupermarket.com .

Entendendo as Válvulas de Contrapeso

Saiba como eles funcionam e como eles se diferenciam das válvulas de retenção operadas por piloto.

As válvulas de contrapeso são usadas com cilindros para segurar com segurança cargas suspensas e lidar com cargas excessivas. Essa válvula também pode ser usada com motores hidráulicos e, em seguida, é comumente chamada de válvula de freio. Ambas as válvulas de contrapeso e as válvulas de retenção operadas por piloto podem ser usadas para bloquear o fluido em um cilindro para evitar a deriva. No entanto, uma válvula de retenção operada por piloto não pode controlar uma carga excessiva. Sempre que um movimento descontrolado puder ocorrer a partir de uma carga excessiva, uma válvula de contrapeso deve ser usada.

Sem pressão na linha que leva à porta de extremidade da tampa do cilindro, a válvula de contrapeso evita que a carga caia. A válvula de retenção permite que o fluido entre na porta da extremidade da haste para elevar a carga.

Aqui está o que acontece

Com referência à Fig. 1 , quando nenhuma pressão é aplicada à extremidade da tampa de um cilindro, a válvula de contrapeso mantém a pressão do fluido no volume da extremidade da haste. As duas linhas piloto mostradas atuam em diferentes áreas de superfície dentro da válvula de contrapeso. A proporção dessas áreas é geralmente de 3: 1 ou 4: 1. Vamos assumir a proporção de 3: 1. A linha conectada entre a válvula de contrapeso e a porta da extremidade da haste do cilindro atua em uma pequena área do pistão (1 pol. 2 ) dentro da válvula. Para superar uma força de mola de 1.800 libras, a pressão teria que aumentar para 1.800 psi.

Como a carga em nosso exemplo exerce uma força produzindo apenas 1.500 psi, a válvula permanece fechada. Para baixar a carga, o volume final da tampa do cilindro deve estar pressurizado. A linha piloto externa será então pressurizada para abrir a válvula de contrapeso. Isso ocorre porque a linha piloto externa atua em uma área de superfície três vezes (3 pol. 2 ) na qual a pressão do piloto interno atua.

Na verdade, 1.500 libras de força já estão sendo exercidas pela carga na mola. Portanto, a pressão do piloto externo só precisa desenvolver 300 libras de força adicional para abrir a válvula. A pressão só precisa aumentar para 100 psi na superfície de 3 pol 2 para desenvolver os 300 libras necessárias de força (Fig. 2) .

A pressão e o peso da carga farão com que a válvula se abra, permitindo que a carga baixe. A carga caindo muito rápido causaria uma queda de pressão na linha piloto externa. O carretel da válvula de contrapeso então fechava parcialmente, evitando uma queda descontrolada da carga.

A pressurização da linha que leva à porta da extremidade da tampa do cilindro também aplica pressão de pilotagem à válvula de contrapeso. A proporção de área 3: 1 do carretel da válvula de balanceamento significa que apenas 100 psi de pressão piloto são necessários para abrir a válvula.

Configuração e Solução de Problemas

Para definir corretamente a válvula de contrapeso, ajuste sua mola para a configuração mais alta e aumente a carga. Em muitas válvulas de contrapeso, esse ajuste é feito girando no sentido anti-horário para aumentar a força da mola. Em seguida, muito lentamente, gire o ajuste na direção oposta. Cuidado: Por segurança, certifique-se de que nada de valor (especialmente você) esteja abaixo da carga. Quando a carga começar a descer muito lentamente, gire o ajuste de volta na direção oposta (original) até que a deriva pare. Gire o ajuste um quarto de volta na mesma direção e, em seguida, aperte a contraporca.

Quando uma válvula de contrapeso falha, ela geralmente fica na condição aberta. Isso resulta na carga lentamente caindo para baixo. Quando isso ocorre, as pessoas que prestam serviços geralmente assumem a deriva porque ela é causada pelo vazamento de vedações de pistão do cilindro. Como resultado, eles trocam ou consertam o cilindro, o que não resolve o problema. Geralmente é mais rápido, mais fácil e menos dispendioso verificar a válvula de contrapeso.

Esta discussão foi extraída de um blog por Hank Ayers , consultor de hidráulica e instrutor da GPM Hydraulic Consulting Inc. , Monroe, Geórgia. Clique aqui para ver seu blog.

Quão bem você conhece as conexões DIN 2353?

As conexões DIN2353 são as conexões tipo mordida mais usadas no mundo

e não requerem anéis em O ou outros elastômeros para fazer uma vedação estanque.

 Então, se você não está considerando-os para os sistemas hidráulicos que você projeta, por que não?

As conexões para tubos DIN 2353 são usadas em uma ampla variedade de aplicações de energia fluida, especialmente em equipamentos de fábrica, óleo e gás e construção. Tamanhos métricos de 4 a 42mm feitos de aço carbono ou aço inoxidável são os mais comuns. O padrão de rosca DIN ( Deutsches Institut für Normung , traduzido como Instituto Alemão de Padronização) e BSPP (British Standard Parallel Pipe) são os estilos de rosca mais comuns na Europa. Os encaixes de tubo tipo DIN estão em conformidade com os requisitos das normas ISO 8434-1, DIN 2353 e DIN EN 3850. Isso garante a intercambiabilidade entre as principais marcas de acessórios.

As conexões métricas DIN2353 estão disponíveis em três séries de conexões de extremidade de porta de tubo: tubo a tubo, porta tubo a fêmea e rosca tubo-macho. Eles também são oferecidos em três séries de pressão diferentes – LL para Extra Light e destinadas a aplicações de baixa pressão, L para Light e aplicações de média pressão usadas, e S para aplicações de alta pressão usadas, Heavy. Eles são identificados medindo o tamanho da rosca, o passo e o diâmetro externo do tubo (OD).

Como em outros acessórios de estilo de compressão, as conexões DIN 2353 consistem em um corpo, anel de corte (virola) e porca. Conexões DIN são usadas em:

  • encaixes de tubo
  • válvulas alternadas
  • acoplamentos banjo e giratórios, e
  • válvulas de retenção e não retorno.

Uma variedade de configurações diferentes e conexões roscadas permitem que as conexões DIN 2353 atendam a muitos desafios de conexão. Esses encaixes métricos sem flange são os acessórios tipo mordida mais utilizados no mundo. Tal como acontece com outros acessórios de estilo de compressão, os acessórios DIN consistem em um corpo, anel de corte (virola) e porca. Nenhum O-rings ou outros componentes elastoméricos são necessários para fornecer uma vedação. Em vez disso, duas arestas de corte de um anel (ferrolho) mordem a superfície externa do tubo, garantindo a força de retenção necessária e vedação para altas pressões de operação e vibração extrema.

Materiais de Construção

Como acontece com qualquer componente de potência hidráulica, as conexões DIN 2353 devem ser feitas com materiais de alta qualidade. O aço inoxidável 1.4571 (316 Ti) é o padrão ouro, proporcionando alta temperatura excepcional e resistência à corrosão. O aço inoxidável 316 Ti é usado em ambientes com altos níveis de sal, ácidos ou costuras de solda. Conexões de aço carbono podem custar menos inicialmente, mas a longa vida útil do aço inoxidável proporciona uma redução significativa no custo total de propriedade, levando a uma menor reposição de peças e a custos de manutenção mais baixos.

Os encaixes DIN 2353 feitos de acessórios de aço inoxidável 1.4571 suportam ambientes severos com a presença de:

  • ácidos
  • sujeira,
  • temperatura elevada,
  • choque e impactos,
  • sais,
  • vibrações e
  • outras substâncias corrosivas no ar

Embora os encaixes e adaptadores DIN 2353 feitos de aço inoxidável 1.4571 sejam especialmente importantes para aplicações que exijam temperaturas extremas e resistência à corrosão, o aço-carbono pode ser protegido de ambientes corrosivos se os encaixes usarem um revestimento ou revestimento adequado. Por exemplo, a Brennan oferece uma chapas proprietárias de zinco-níquel que excede em muito os padrões de resistência à corrosão dos EUA e internacionais, incluindo a classe K5 VDMA 24576.

As conexões de níquel-zinco não devem apresentar vestígios de ferrugem branca ou vermelha, mesmo após 1.000 horas de exposição ao teste de névoa salina. As conexões de aço carbono podem ser especialmente vulneráveis ​​à corrosão galvânica quando entram em contato com alumínio ou aços inoxidáveis, por isso é importante que o revestimento ofereça proteção sob essas condições. O revestimento deve também aceitar prontamente tinta, revestimento em pó ou outros acabamentos aplicados pelos OEMs. O revestimento também deve ser duro o suficiente para resistir ao desgaste abrasivo e fornecer boa estabilidade a altas temperaturas.

Popularidade entre OEMs dos EUA

Por décadas, os acessórios JIC têm sido o padrão da indústria nos EUA. No entanto, eles são mais suscetíveis a flares de torque excessivo quando apertados. As superfícies de vedação acopladas em conexões métricas DIN e vedações de vedação facial com anel em O reduzem o risco de aperto excessivo e proporcionam maior confiabilidade devido à vedação elastomérica na superfície de contato.Como o projeto do equipamento continua exigindo classificações de pressão mais altas, os OEMs estão escolhendo acessórios métricos DIN com mais frequência. Embora as conexões JIC e NPT sejam comumente usadas em muitas aplicações, em muitos casos elas não são classificadas para requisitos de pressão mais alta dos equipamentos de hoje, especialmente quando ocorre alta vibração. Em vez disso, cada vez mais aplicativos exigem conexões DIN métricas com classificação especial.

Com sua crescente popularidade global, muitos OEMs dos EUA estão adotando conexões DIN. Isso, combinado com o aumento de equipamentos importados para as Américas de fabricantes europeus, está resultando em acessórios métricos DIN se tornando mais comuns nos EUA.

As versões macho e fêmea das conexões cônicas métricas DIN 2353 de 24 graus têm roscas métricas retas. O diâmetro externo do tubo é acoplado a um diâmetro externo de 24 graus do encaixe macho. O componente de encaixe fêmea pode ser um encaixe de tubo fêmea métrico DIN 2353, um tubo métrico com um anel de corte e porca, ou um cone de 24 graus com um O-Ring soldado ou formado em tubo métrico. O ângulo do assento deve ser medido a partir da linha central do acessório usando um calibre de 12 graus. A vedação dos dois componentes está entre o assento de 24 graus na extremidade macho e a extremidade fêmea correspondente.

Este encaixe DIN 2353 de cotovelo de 90 ° tem um fio macho na parte inferior e fêmea na direita.

Um encaixe de tubo métrico é feito de três peças pré-montadas: uma bucha de mordida, porca e o tubo vertical. As conexões de tubo vertical são geralmente especificadas para ambientes agressivos, como fluidos agressivos e de alta temperatura, que podem destruir os vedantes macios. As máquinas agrícolas costumam usar conexões de tubo vertical por causa do uso frequente de fluidos cáusticos e corrosivos.

Os encaixes do tubo estacionário facilitam a conexão de um tubo métrico com um furo cônico de 24 °. Apertar a porca em uma conexão macho DIN 2353, comprime a bucha de mordida no tubo do tubo vertical, que estabelece a vedação.

As conexões de tubo vertical são geralmente especificadas para ambientes agressivos, como fluidos agressivos e de alta temperatura, que podem destruir os vedantes macios.

As conexões de banjo métricas e BSPP (British Standard Parallel Pipe) têm dois componentes; um parafuso oco perfurado e união esférica para transferência de fluido. Eles são usados ​​principalmente em aplicações de média a alta pressão – até 800 bar (11.600 psi).

Os encaixes de banjo não precisam girar em relação à conexão de encaixe; portanto, a mangueira não gira quando a conexão é parafusada no lugar.

O principal benefício dos acessórios de banjo é que eles não precisam girar em relação à conexão de encaixe; portanto, a mangueira não gira quando a conexão é parafusada no lugar. Também permite que a direção de saída do tubo seja ajustada em relação ao encaixe, permitindo que o parafuso seja apertado independentemente.

Os acessórios para banjo são usados ​​em muitas aplicações, especialmente nos mercados de equipamentos automotivos e móveis, como:

  • sistemas de embreagem hidráulica,
  • conectores da pinça de freio,
  • dosagem de combustível para sistemas de redução catalítica seletiva,
  • conectores de filtro de combustível,
  • linhas de fluido de direção hidráulica,
  • linhas de alimentação de óleo do turbocompressor, e
  • sistemas de temporização de válvulas variáveis.

Válvulas de Retenção

Uma válvula de retenção, às vezes chamada de válvula de não retorno, é uma válvula de mola usada em sistemas líquidos onde o fluxo deve ir somente em uma direção e salvaguardar de refluxo. Essas válvulas podem ser instaladas em linha e se parecem muito com uma conexão grande. Como o fluido pode fluir em apenas uma direção, o corpo externo geralmente tem uma seta apontando na direção do fluxo para ajudar na instalação adequada.

As válvulas de verificação (não retorno) devem permitir o fluxo de fluido somente em uma direção. A válvula de verificação mostrada aqui tem uma seta para indicar a direção do fluxo.

Superfícies de vedação de metal normalmente permitem algum vazamento. Portanto, onde vazamentos zero são necessários, especialmente quando o gás ou certos produtos químicos perigosos estão sendo transferidos, Buna-N, Viton (FKM) ou outro elastômero é usado para fornecer um fechamento estanque.

Uma válvula de vaivém (conhecida na Europa como uma válvula alternada) é em forma de T e permite que o fluxo passe de uma das duas entradas para uma porta de saída. Um bloco interno de bola flutuante flui de uma porta de entrada ou outra. A porta com fluido na parte inferior das duas pressões sempre será bloqueada e o fluido da entrada na pressão mais alta dos dois sempre fluirá para a saída.

Este símbolo ISO de uma válvula de vaivém mostra como uma bola permite o fluxo de apenas uma entrada ou outra para fluir para a saída.

A esfera em uma válvula alternada fornece contato metal-metal com um assento de vedação resiliente para garantir um fechamento à prova de vazamento de líquido ou gás. No entanto, eles não devem ser usados ​​com niples de solda, porcas giratórias ou qualquer conexão que não permita o contato com uma parada de ombro no cone interno. As conexões finais típicas são de tubo de válvula de vaivém sem flange de 24 graus.

Aplicações e Indústrias

  • As conexões DIN 2353 são comumente usadas em indústrias onde prevalecem condições ambientais difíceis, especialmente:
  • equipamento de construção
  • plataformas de perfuração
  • usinas hidrelétricas
  • máquinas-ferramentas
  • tecnologia ferroviária
  • equipamento de resíduos e reciclagem
  • maquinaria de construção naval
  • turbinas eólicas
  • equipamento de mineração, e
  • outros equipamentos hidráulicos móveis e estacionários (industriais).

John Joyce é diretor de marketing da Brennan Industries, Cleveland. Para mais informações, visite www.brennaninc.com .

 

Qual Mangueira hidráulica, escolher?

Escolha uma mangueira, qualquer mangueira

Mangueiras hidráulicas padrão estão disponíveis em tantas variações que é muito fácil combinar uma mangueira com suas necessidades específicas. Classificar através de todas as variações é outra questão.

Os principais fabricantes de mangueiras oferecem produtos padrão que abrangem uma ampla variedade de tamanhos, classificações de pressão e durabilidade. A maioria oferece mangueiras com tubos internos que podem lidar com diferentes tipos de fluidos hidráulicos. Uma variedade de coberturas de mangueiras que resistem a extremos de temperatura e abrasão também estão prontamente disponíveis. E, embora as mangueiras estejam em conformidade com os padrões da indústria, a maioria dos fabricantes oferece mangueiras que excedem os padrões – especialmente o raio da dobra.

Para ter uma ideia de quais mangueiras hidráulicas estão disponíveis, leia as seguintes descrições das cápsulas.

Mangueira Hidráulica Espiral Alvo de Aplicativos de Alta Pressão

A mangueira hidráulica Tuff Spiral flex foi projetada para aplicações hidráulicas de alta pressão de até 6.235 psi. Projetado para aplicações com espaço mínimo, ele oferece capacidade de curvatura de 8 ¼ a 9 ½ pol., Dependendo do diâmetro da mangueira selecionada. Vem em diâmetros de ¾, 1 e 1¼-pol. IDENTIDADE,. Reforçada internamente com quatro camadas espirais de trança de arame de aço de alta resistência, a mangueira possui uma cobertura externa sintética resistente a óleo, ozônio e abrasão. Impulso testado para até 1 milhão de ciclos, ele suporta temperaturas de -40 a 250 ° F e atende à designação MSHA resistente a chamas.

Kurt Hydraulics

Mangueira de alta pressão resistente à abrasão

A mangueira Diehard DF2D possui uma cobertura altamente resistente à abrasão combinada com duas tranças de reforço de fio de aço de alta resistência para altas pressões de trabalho e vida útil do impulso. A mangueira é especialmente adequada para aplicações que exigem um diâmetro externo compacto e um raio de curvatura estreito. A mangueira atende ou excede os requisitos da EN 857 Tipo 2SC, ISO 11237 Tipo 2SC e SAE 100R16 e vem em sete tamanhos de ¼ a 1 pol. IDENTIDADE. A mangueira estanque atende aos requisitos de resistência a chamas e eletricidade (anti-estática) da norma australiana AS 2660 e aos métodos de teste AS 1180.10B e 13A. Ele também atende a designações resistentes a chamas da US MSHA.

RYCO Hydraulics

Mangueira Hidráulica Resistente a Chamas

As mangueiras hidráulicas espiral Alfagomma Flexor estão disponíveis em tamanhos de ¼ a 2 polegadas. Quatro fios −12 é classificado para pressões máximas de trabalho de 17,5 a 28 MPa (2.500 a 4.000 psi) e raio mínimo de curvatura de 5 a 25 pol. 635 mm). O 4SP de quatro fios é classificado para pressões de 28 a 45 MPa (4.000 a 6.550 psi), com raio mínimo de curvatura de 150 a 340 mm (6 a 13,5 pol.). O 4SH de quatro fios é classificado para pressão máxima de trabalho de 25 a 42 MPa (3.650 a 6.000 psi), com raio de curvatura mínimo de 11 a 27,5 pol. (280 a 700 mm). Quatro ou seis fios −13 é classificado para pressões máximas de trabalho de 35 MPa (5000 psi) e raio mínimo de curvatura de 9½ a 25 polegadas (240 a 635 mm). Todos atendem a designação de aceitação de resistência a chama.

Kuriyama America Inc.

Mangueira de Pressão de Trabalho Constante

A mangueira hidráulica da série 187, expande a gama da família GlobalCore para uma pressão máxima de trabalho de 1.000 psi (7 MPa). A mangueira 187 preenche uma lacuna na extremidade inferior da nossa faixa de mangueira de pressão de trabalho constante e pode ser usada como uma linha de retorno de alta pressão ou para endereçar uma aplicação onde outras mangueiras seriam excessivas. A mangueira de pressão constante simplifica a seleção baseando a especificação em pressão, não em construção. A conversão de várias linhas de produtos em uma única família de mangueiras, que fornece pressão de trabalho constante em todos os tamanhos, reduz os estoques, reduz os custos de manutenção e diminui o tempo de inatividade.

Parker Hannifin Corp., Produtos de Mangueira Div.

Mangueira de alta pressão flexível

A mangueira X Fight 4000 é classificada para pressão máxima de trabalho a 4.100 psi e tem metade do raio de curvatura definido pela norma SAE 100 R12 (EN 856 R12). A mangueira X Fight 5000 tem capacidade de 5.100 a 5.500 psi com metade do raio de curvatura definido pela norma SAE 100 R13. O X Fight 6000 é avaliado em 6.100 psi com metade do raio de curvatura definido pelo SAE 100 R15. Todos os três vêm em sete tamanhos de 3/8 a 1 ½ pol. ID. O teste excede 1.000.000 de impulsos a 1,33% de pressão de trabalho para 3/8 a ¾ pol. tamanhos e 1,2% de pressão de trabalho de ¾ a 1 ½ pol. tamanhos.

 

Mangueiras de borracha Diesse SpA

Mangueira Hidráulica Suporta Pulsações de Alta Pressão

A mangueira hidráulica EFG6K foi projetada para aplicações de alta pressão e alto impulso, como transmissões hidrostáticas. Com uma pressão máxima de trabalho de 6.000 psi, a mangueira EFG6K é compatível com fluidos biodegradáveis ​​e à base de petróleo. Disponível em comprimentos contínuos de 121 a 200 pés. Disponível com tampa padrão ou MegaTuff que dura até 300 vezes mais do que a mangueira padrão durante testes de abrasão mangueira-mangueira e mangueira-metal por ISO 6945.

Portões Corp .

Mangueira de alta pressão tem raio de curvatura pequena

Projetada para aplicações de alta pressão, a mangueira EC600 X-FLEX possui um raio de curvatura que é o da SAE 100 R15. A mangueira é testada para mais de um milhão de ciclos de impulso a pressões de até 6.100 psi. Oferecido com construção de cabos de quatro e seis espirais, ele é classificado para operação em temperaturas de -40 ° a 121 ° C sem vazamento de fluido entre a mangueira e o encaixe quando a máquina é desligada e o sistema esfria.

Substituição da mangueira: faça isso direito na primeira vez

As mangueiras hidráulicas são complicadas, mas aqui estão algumas dicas se nenhum produto de transferência de fluido estiver disponível na sua área.

Todas essas escavadeiras, carregadeiras, escavadeiras e outras máquinas pesadas normalmente funcionam em um local de construção têm uma vulnerabilidade comum: são tão confiáveis ​​quanto as mangueiras através das quais todo esse fluido hidráulico viaja. Uma ruptura súbita não só pára de funcionar abruptamente, mas também pode causar um derramamento que põe em perigo o ambiente circundante. Pode acontecer sem aviso prévio. E, mesmo que a mangueira não se rompa, os vazamentos de fluidos hidráulicos de alta pressão podem prejudicar gravemente os trabalhadores.

Quando uma mangueira hidráulica falha, você tem duas opções. Um deles é ter um membro da equipe cuidadosamente tentar substituir a mangueira. A outra opção – e a mais confiável e muito mais segura – é ter um profissional de mangueira e substituir a mangueira. O profissional da mangueira conhece os prós e contras da substituição da mangueira e tem a experiência adequada do equipamento para fazer o trabalho de acordo com as especificações.

Alguns gerentes de equipamentos mantêm um estoque de mangueiras e um crimper para emergências como esta. Mas simplesmente ter essas ferramentas não é suficiente. O conhecimento e a atenção aos detalhes são críticos. A técnica inadequada na substituição de uma mangueira hidráulica pode levar a uma série de problemas futuros com o equipamento.

Qualquer pessoa que tente substituir uma mangueira hidráulica deve ter o treinamento adequado. Pode parecer um procedimento simples e direto, mas há mais do que as pessoas pensam. Se o seu fornecedor fornecer esse treinamento, aproveite-o. Certifique-se de que a pessoa que substitui suas mangueiras sabe como fazê-lo corretamente.

Se você optar por uma correção de uma mangueira hidráulica quebrada, prossiga com cuidado. Eduque-se, porque há mais em jogo do que apenas a mangueira. Qualquer pessoa da sua empresa que trabalhe com mangueira hidráulica deve ter uma Certificação de Conector e Condução de Fluido de Fluid Power Society . Este programa destina-se a quem fabrica, monta e teste mangueiras e montagens. A Certificação de Conectores e Condutores requer um teste de desempenho de trabalho manual de três horas e três horas.

Mantém isso limpo

A limpeza deve ser uma prioridade máxima. As tolerâncias próximas em válvulas hidráulicas, bombas e atuadores tornam críticas as peças limpas quando se forma um conjunto de mangueira. A contaminação é sempre um perigo durante a substituição da mangueira. Isso se manteve especialmente verdadeiro desde o advento da eletrônica sofisticada em sistemas de bombas – agora requer consideravelmente menos contaminação para desencadear uma falha.

Essas partículas contaminantes provêm de uma variedade de fontes. Alguns se originam no tanque e entram nas mangueiras hidráulicas. Outros resultam da erosão dentro do sistema, seja por degradação química ou fricção ao longo do tempo. Uma das fontes mais graves e prolíficas de contaminação continua a ser o processo de corte de mangueira em si, mas mais sobre isso mais tarde.

Mesmo quando a pessoa que faz o trabalho é cuidadosa, partículas finas podem acabar no fluido hidráulico. Além de manter a própria mangueira limpa, certifique-se de que o banco inteiro esteja livre de grãos e contaminantes.

Os  técnicos da PIRTEK disparam bolinhas de espuma direto pelo interior da mangueira, limpando-a tão limpa quanto possível. Mas na ausência de tal tecnologia, tome todas as precauções para garantir que dentro e fora de cada mangueira esteja tão livre de partículas quanto possível. O sopro de ar comprimido através da mangueira pode remover muitas dessas partículas. Alguns técnicos também dispõem de um sistema que alimente os detritos durante o processo de corte para minimizar a contaminação do interior da mangueira.

Lavar com líquido é outro método comum de limpeza de uma mangueira. Use um solvente compatível com os materiais da mangueira e com o fluido hidráulico para evitar danificar a mangueira ou contaminar o fluido hidráulico. Os fluidos adequados são projetados para evaporar rapidamente, e alguns removem os lubrificantes deixados pelo processo de fabricação.

A idade toma seu impacto nas mangueiras hidráulicas. A luz solar e o calor podem acelerar o dano ao revestimento exterior, o que expõe o reforço aos elementos e pode causar falhas na mangueira.

O mais novo, o melhor

Uma segunda consideração é a idade do estoque de mangueira. Certifique-se de que as mangueiras são relativamente novas, não há vários anos. A borracha seca ao longo do tempo, como evidenciado pelos pneus, que trazem uma data de fabricação. A borracha envelhecida torna-se susceptível de rachar e começa a deteriorar-se, perdendo grande parte da sua integridade. Esta degradação de uma mangueira de borracha é acelerada por superaquecimento. O aquecimento e o arrefecimento ao longo do tempo – o amplo espaço de temperaturas – podem punir o interior de uma mangueira, criando fissuras que levam a uma falha. Portanto, certifique-se de usar mangueiras com classificações consistentes com as temperaturas do fluido.

À medida que os conjuntos de mangueiras hidráulicas envelhecem, a cobertura externa pode deteriorar-se com exposição prolongada à luz solar ou ao calor. Esta cobertura destina-se a proteger o reforço, que deve suportar um fluxo de óleo de alta pressão. Os sistemas hidráulicos geralmente têm pressões de trabalho entre 3.600 PSI e 5.000 PSI, e em alguns casos, muito mais. Se a cobertura estiver comprometida, o reforço de fio é exposto aos elementos. Isso leva a ferrugem, criando uma fraqueza que essas altas pressões logo expõem. As falhas resultantes geralmente ocorrem sem aviso prévio.

A rigidez de uma mangueira flexível é um sinal de aviso de que uma mangueira é muito velha ou está sucumbindo à falha provocada pelo calor. Às vezes, você pode dobrá-lo e ouvir rachaduras formando-se no interior. Obviamente, você deve descartar uma dessas mangueiras. Uma mangueira velha pode parecer bem do lado de fora, enquanto o interior está com favo de mel com rachaduras. Isso ocorre porque o interior e o exterior das mangueiras são feitos de materiais diferentes. Portanto, não confie exclusivamente em inspeções visuais. Uma mangueira deve ter informações impressas, indicando a data de fabricação. Verifique esta informação antes de usar a mangueira para substituição.

Use as ferramentas certas

Ao cortar a mangueira, evite usar uma lâmina serrilhada normal. Este tipo de corte abrasivo pode e deixa partículas na montagem que acabam por acabar no fluido hidráulico do equipamento. Em vez disso, use uma serra feita especificamente para mangueira hidráulica. Dois projetos básicos estão disponíveis. Uma é uma lâmina com dentes que parecem virar para trás em comparação com uma lâmina de serra, por exemplo, de madeira. O outro é semelhante a uma lâmina de faca sem dentes. Ambos são projetados para cortar a mangueira de forma limpa sem moagem e resíduo.

Além disso, o corte deve ser de 90 graus. ângulo. A extremidade da mangueira deve ficar plana dentro do encaixe, fazendo uma vedação apertada. Um corte diagonal compromete o ajuste, impedindo que a extremidade da mangueira se encaixe sobre todo o comprimento da superfície de acoplamento no acessório.

A próxima consideração é o engaste, o que deve ser consistente com as especificações do fabricante. A manutenção de equipamentos modernos é importante porque cada mangueira requer um certo conjunto de matrizes para o processo de engaste. Estes conjuntos de matrizes podem ser usados ​​e já não cumprem as especificações ao longo do tempo. Um engate impróprio – mesmo com uma pequena variação – apresenta ainda outro fator de risco para o seu equipamento caro.

Ken Adair é dono de PIRTEK O’Hare, PIRTEK McKinley Park e PIRTEK Bolingbrook, todos na área de Chicago.

Unidades Hidráulicas de Energia instrumentadas são um movimento inteligente

As fábricas de hoje têm menos pessoas, por isso o monitoramento de rotina e ainda importante das unidades de energia hidráulica geralmente pode ser curto. Uma solução efetiva é injetar HPUs com inteligência.

 

A maioria das unidades hidráulicas de energia hidráulica (HPU) estão localizadas em áreas menos acessíveis, como caves, salas de serviço ou entre outras máquinas lotadas em torno delas. Se um HPU não é facilmente acessível, é menos provável que seja monitorado de perto. Isso significa que o nível de óleo, a temperatura, a limpeza e outras condições importantes de operação podem não ser detectadas, levando potencialmente a uma quebra.

O monitoramento do HPU deve ocorrer com o funcionamento do sistema hidráulico. No entanto, dependendo da sua localização, o HPU pode ter que ser verificado durante o tempo de inatividade programado. O problema é que muitas condições indesejáveis ​​(especialmente baixo nível de óleo durante o ciclismo) só emergem enquanto os sistemas hidráulicos estão em operação. Além disso, se o HPU estiver localizado remotamente, alguém precisa verificar fisicamente o status dos níveis de preenchimento para cada HPU. Em grandes instalações, o monitoramento de dezenas de unidades de energia hidráulica pode ser quase um trabalho a tempo inteiro.

Dê HPUs o Smarts

Idealmente, as HPUs devem ser monitoradas de forma contínua. Isso obviamente seria um uso impraticável do trabalho. No entanto, uma alternativa prática e ainda mais eficaz é uma HPU inteligente. Um HPU inteligente tem todos os elementos de uma unidade de energia hidráulica tradicional, mas está equipado com instrumentação eletrônica para monitorar parâmetros-chave. Como resultado, um HPU inteligente fornece alertas que atuam como manutenção preventiva para melhorar a confiabilidade do sistema hidráulico e a vida útil, reduzindo assim o tempo de inatividade. Um benefício adicional é que o feedback dos sensores pode ser usado no controle estatístico de processos e outras comunicações de automação de fábrica.

Adicionar um monitoramento eletrônico a um HPU existente ou especificá-lo para um novo aplicativo é um investimento sábio. E a boa notícia é que você não precisa investir uma tonelada de dinheiro de uma só vez para atualizar todas as HPUs em sua fábrica. Em vez disso, você poderia começar com as HPUs dirigindo as operações mais críticas e ajustando-as apenas às necessidades básicas: nível de fluido e sensor de temperatura do fluido.

Fazer sua tarefa de casa pode pagar, porque alguns fabricantes oferecem sensores de nível com detecção de temperatura interna. A contaminação do fluido também é importante; e apesar de um investimento sábio, grande parte dessa instrumentação de partículas on-line pode ser dispendiosa. Invista em tecnologia que oferece facilidade de expansão e integração em uma abordagem passo a passo.

Balluff Inc.

Fazer as unidades de energia hidráulicas inteligentes incorporando níveis, temperatura e outros sensores torna o condicionamento menos intensivo em mão-de-obra, ao mesmo tempo em que torna as operações mais confiáveis ​​e produtivas.

Começando

Primeiro, identifique as características mais importantes para a medição que permitiriam o maior impacto na sua melhoria de processo. Com a filosofia lean em mente, talvez seja necessário investigar o que a tecnologia pode ajudar a padronizar cabos ou hardware ou tecnologia em si. Por exemplo, o IO-Link é uma das tecnologias que permite a padronização em cabos e permite a integração de vários sensores inteligentes. O IO-Link oferece comunicação inteligente de dados de processo, dados de parâmetros e dados de eventos no mesmo cabo de proximidade não blindado de três ou quatro fios.

Quase existem muitas formas diferentes de comunicar a informação do sensor, considerando que são os próprios sensores. Os sensores tradicionais fornecem saída analógica, com 4 a 20 mA ou 0 a 10 V utilizados na maioria das vezes em sistemas hidráulicos.

O problema com a medição analógica é que requer cabos blindados entre o sensor eo gabinete de controle. Os cabos blindados custam mais e precisam de cuidados especiais quando instalados, pois podem ser sensíveis ao ruído elétrico devido a vibrações ou altas correntes transmitidas a motores elétricos. Outra desvantagem dos sinais analógicos é que sua saída deve ser dimensionada para convertê-la em unidades de engenharia adequadas.

IO-Link

Uma solução alternativa que elimina a necessidade de cartões de conversão analógica caros de cabos blindados no controlador é usar a tecnologia IO-Link acima mencionada. O IO-Link também oferece recursos aprimorados de diagnóstico e parametrização que facilitam a substituição de um sensor, simplesmente conectando um novo.

Como o IO-Link é uma comunicação ponto-a-ponto, ele requer um mestre IO-Link ou um módulo de gateway que colete os dados IO-Link de todos os sensores e o envie para o controlador de forma consolidada – hardware e montagem tremendamente reduzidos custos. O módulo mestre IO-Link geralmente oferece coleta de dados de oito sensores IO-Link. Portanto, dependendo dos requisitos para os dados, um módulo IO-Link Master poderia coletar informações de uma ou várias HPUs de uma só vez.

As informações coletadas são então enviadas para o controlador através de um fieldbus ou uma rede industrial de escolha. Como tantos bancos de campo e redes diferentes estão disponíveis, o IO-Link oferece outra vantagem, tornando o fieldbus do seu sensor independente. O mestre IO-Link (gateway) seria o único dispositivo de fieldbus ou dependente da rede em um sistema.

Esta informação foi fornecida pela Balluff Inc., Florence, Ky. Para mais informações, ligue para (800) 543-8390 ou visite o site da empresa .

Intensificação de Pressão em Cilindros Hidráulicos

Uma pergunta que me faz regularmente é “Qual é a melhor maneira de testar a integridade do vedante do pistão em um cilindro hidráulico de dupla ação?”

Existe um simples teste de bancada para fazer isso, mas envolve a intensificação da pressão no cilindro. Embora o procedimento de teste seja seguro se você entender o conceito de intensificação em um cilindro hidráulico – é inerentemente perigoso se não o fizer. Nesta publicação, vou explicar os perigos da intensificação em um cilindro de dupla ação e na minha próxima publicação vou explicar o procedimento de teste.

A força produzida por um cilindro hidráulico é um produto de pressão e área (F = px A). Em um cilindro convencional de dupla ação, a área efetiva e, portanto, a força produzida pelo pistão e os lados da haste do cilindro são desiguais. Segue-se que se o lado da haste do cilindro tiver metade da área efetiva do lado do pistão, ele produzirá metade da força do lado do pistão para a mesma quantidade de pressão.

A equação F = px A pode ser transposta como p = F / A que é, a pressão é igual a força dividida por área. Se o lado da haste do cilindro tiver que resistir à força desenvolvida pelo lado do pistão, com apenas metade da área, então ele precisa dobrar a pressão. Isso significa que se o lado do pistão for pressionado para 3.000 PSI, será necessária uma pressão de 6.000 PSI no lado da haste para produzir uma força igual. É por isso que a intensificação da pressão pode ocorrer em um cilindro de dupla ação. Note-se que a pressão de um cilindro avaliado em 3.000 PSI, para 6.000 PSI, pode ter consequências devastadoras. Assista este vídeo de 6 minutos (http://www.hydraulicsupermarket.com/flash/intensification_meter-out_video.html) para uma melhor compreensão da intensificação da pressão em um cilindro hidráulico.

Se, por qualquer razão, o lado do pistão de um cilindro de dupla ação é pressurizado e ao mesmo tempo o fluido evita escapar do lado da haste, a pressão aumentará (intensificar) no lado da haste do cilindro até que as forças se equilibrem Ou o cilindro falha catastróficamente. Considere o seguinte cenário, um de nossos membros me descreveu recentemente:

“Foi menos 36 graus aqui no outro dia e nós tivemos um cilindro hidráulico em menos 10 graus. O chefe tentava pressionar um alfinete. Ele ligou a bomba e moveu a alavanca. A seguir, a extremidade da garrafa do cilindro explodiu. Era um cilindro de 7,5 “com uma pressão de operação de 2.500 PSI”.

A glândula sobre este cilindro hidráulico explodiu como resultado da intensificação da pressão. Isto foi devido a um bloqueio entre o lado da haste do cilindro e o tanque, como resultado das condições de frio. A temperatura ambiente caiu abaixo do ponto de fluidez do óleo hidráulico, de modo que o óleo não podia fluir.

Como você pode ver, a intensificação da pressão em um cilindro hidráulico de dupla ação é um fenômeno potencialmente perigoso. E não considerar suas implicações pode ser um erro caro.

6 Funções importantes de uma bomba de carga HST

Como regra geral, o deslocamento da bomba de carga deve ser pelo menos 10% do deslocamento combinado da bomba de transmissão e do motor.

 

A bomba de carga em circuito fechado, transmissão hidrostática (HST) tem uma série de funções importantes. Esses incluem:

1. Reabasteça o líquido perdido do circuito de transmissão devido à ineficiência volumétrica da bomba e do motor.

2. Substitua o fluido purgado do circuito através da válvula de descarga de óleo quente (quando instalado).

3. Forneça o fluido de maquiagem para compensar a compressão de óleo induzida por carga e a expansão do condutor (tubo / mangueira) no circuito de transmissão.

4. Forneça uma fonte de fluxo / pressão para a ativação dos controles do servo da bomba.

5. Forneça uma fonte de fluxo / pressão para funções auxiliares, como liberação do freio de estacionamento e controles piloto.

6. Mantenha uma pressão suficiente no lado inferior do loop para ‘retenção’ e lubrificação hidrostática do grupo rotativo bomba / motor.

Este HST fechado consiste em uma bomba de deslocamento variável e motor de deslocamento fixo conectado através de tubos metálicos e mangueiras. Fornecer um reservatório entre a bomba eo motor tornaria este um sistema de circuito aberto.

Para realizar todas as seis funções listadas acima, a bomba de carga deve ser dimensionada adequadamente. Como regra geral, o deslocamento da bomba de carga deve ser pelo menos 10% do deslocamento combinado da bomba de transmissão e do motor. Isto significa que se o deslocamento da bomba de transmissão for 90 cc / rev e o motor 160 cc / rev, o deslocamento mínimo da bomba de carga seria: 90 + 160 = 250 x 10% = 25 cc / rev.

No entanto, esta regra não funciona em todas as aplicações. Considere uma bomba de 200cc / rev e um motor Hagglunds de 8000cc / rev. O deslocamento calculado da bomba de carga seria 820cc / rev – o que simplesmente não é prático! Portanto, devem ser feitos compromissos. E é um trade off. Lembre-se de que uma bomba de carga é uma bomba de deslocamento fixo. Todo o fluxo não necessário para compensar as perdas volumétricas na transmissão passa sobre uma válvula de alívio com uma queda de pressão de cerca de 20 bar ou 300 psi. Portanto, quanto maior a carga da bomba de carga, maior a perda de energia e a carga de calor “incorporada” na transmissão.

 

Dicas sobre Seleção e Substituição de Conjuntos de Mangueiras Hidráulicas

Mangueiras e acoplamentos desempenham papéis críticos em como os sistemas hidráulicos funcionam.

As mangueiras e os acoplamentos são partes críticas de todos os sistemas hidráulicos. Eles transferem o fluido hidráulico da bomba para os componentes da máquina, como válvulas, motores e atuadores que utilizam a pressão do fluido e o fluxo para criar o movimento da máquina e a força necessária para fazer o trabalho. A importância de selecionar ou substituir mangueiras hidráulicas e acoplamentos muitas vezes é ignorada … até que algo dê errado.

Os engenheiros devem considerar vários fatores antes de escolher conjuntos de mangueiras hidráulicas.

As mangueiras hidráulicas podem parecer simples, mas são montagens de componentes múltiplos cuidadosamente projetadas que incluem reforços, um tubo para transportar o fluido e uma tampa para proteger tanto os reforços quanto o tubo. Os reforços, por exemplo, podem variar de acordo com os níveis de pressão que a mangueira irá experimentar, como mostram essas mangueiras da Gates.

Conceitos básicos de mangueira e acoplamento

A maioria das mangueiras tem três camadas funcionais: o tubo, os reforços e a cobertura montados em um “projeto laminado” flexível ou estrutura compósita. Sendo flexível, a mangueira se move, flexível, roteia facilmente as anteparas, afrouxou as pressões e suportou Vibração (em comparação com tubos rígidos ou tubos).

As mangueiras são construídas e testadas de acordo com as especificações da indústria, como SAE e EN. Os engenheiros devem estar familiarizados com as especificações relacionadas ao equipamento, as mangueiras que eles projetarão continuarão. Eles fornecem diretrizes para dimensões, propriedades do material e características mínimas de desempenho para os principais tipos de mangueiras e acoplamentos.

O tubo transmite o fluido e é geralmente feito de compostos de borracha e plástico. É fundamental que o tubo resista fluidos que ele carrega e está exposto; Permeação por produtos químicos; E temperaturas altas e baixas.

Os reforços incluem fibras naturais e sintéticas, fios e cabos e monofilamentos. Eles ajudam as mangueiras a suportar pressões internas e externas.

As capas, que são comumente feitas de borracha, plásticos e têxteis, protegem os reforços do meio ambiente. Eles resistem a abrasão, produtos químicos, intemperismo e ozônio.

Os acoplamentos fazem conexões sem vazamento com a mangueira (extremidade do acoplamento) e prenda a mangueira a diferentes componentes no sistema hidráulico (extremidade da terminação). A maioria dos acoplamentos tem duas partes, uma haste e uma ferrula. O caule transmite o fluido, se prende à mangueira e fornece uma vedação entre a haste e a mangueira. A virola se prende aos reforços e serve de “vedação meteorológica” para proteger a mangueira e acoplamento do meio ambiente. Ambos são tipicamente feitos de carbono ou aço inoxidável e às vezes são revestidos ou revestidos para melhorar a resistência química ou corrosiva.

Os acoplamentos no mercado incluem projetos de uma e duas peças. Nas versões de uma peça, a haste e a virola são pré-unidas ou estacionadas juntas como uma parte. Os projetos de duas peças possuem hastes e ferrules separados que são unidos pelo engaste.

O fim da extremidade forma uma conexão livre de vazamentos entre a mangueira e uma porta, adaptador ou outra mangueira. Existem muitos tipos diferentes de conexões de extremidade especificadas pelos padrões do setor (como SAE J516). Saber como eles se encaixam é chave para selecionar o melhor término para um aplicativo.

Os acoplamentos para mangueira hidráulica geralmente possuem dois componentes funcionais, a haste e a virola, ambos feitos geralmente de carbono ou aço inoxidável.

Definição de Requisitos

Existem várias características do sistema hidráulico que ajudam os engenheiros a projetar mangueiras e acoplamentos para maximizar a vida útil: tamanho, temperatura, aplicação, material e pressão. Aqui está um olhar para cada um.

Tamanho: as duas dimensões críticas de uma mangueira são diâmetro interno (ID) e comprimento total (OAL). O ID deve ser dimensionado para manter as velocidades do fluido dentro dos intervalos recomendados. Se o ID for muito grande ou pequeno demais, ele pode mudar o fluxo de fluido e prejudicar o desempenho da máquina, causando erosão, queda excessiva de pressão e perda de energia, muita turbulência (geração de calor), cavitação ou ruído.

O OAL deve ser dimensionado para fornecer o roteamento adequado. Muito curto, e coloca um estresse excessivo sobre a mangueira e o acoplamento e evita que eles se dobrem e esticem devido a impulsos de pressão. Se as mangueiras são muito longas, elas podem esfregar umas às outras ou componentes próximos, ou ficar presas em alguma coisa.

Para a maioria das aplicações hidráulicas, os tamanhos da mangueira estão listados como -4, -6, -8, etc. O número é a identificação da mangueira em dezesseis centésimas de polegada. Por exemplo, uma mangueira -4 (pronunciada “dash quatro”) tem um diâmetro interno de 4/16 “ou ¼”. As mangueiras 100R5 e 100R14 são exceções. Eles são dimensionados de acordo com o OD (semelhante ao tubo rígido) e possuem IDs ligeiramente menores do que o tamanho do painel.

Ao substituir uma mangueira, você pode determinar a ID, verificando o rótulo. Se foi pintado ou desgastado, não use a OD da mangueira para identificar a identificação da mangueira. Os ODs da mangueira variam de acordo com a construção e o fabricante e não têm correlação direta com IDs. Uma opção melhor é cortar a mangueira e medir o diâmetro interno. Lembre-se de registrar o comprimento total e a orientação do acoplamento antes de cortar a mangueira.

Ao projetar um sistema hidráulico e especificar novas mangueiras, use uma tabela nomográfica ou calculadora de fluxo de fluido para determinar o tamanho adequado da mangueira.

Temperatura: as temperaturas muito altas ou baixas podem degradar o desempenho do sistema hidráulico e a vida útil da mangueira. Temperaturas elevadas resultam de excesso de calor interno ou externo. O calor interno geralmente vem dos componentes do sistema e é transferido para a mangueira através do fluido. O calor externo pode resultar da mangueira de roteamento muito perto de um motor, passado um colector ou perto de um trocador de calor ou outro hot spot. O excesso de calor queima e seca as tampas da mangueira. Geralmente, haverá fendas de tubo no interior também, mas só são encontradas após seccionar a mangueira falida. As mangueiras rachadas já não protegem os reforços e devem ser substituídas.

Os danos causados ​​pelas temperaturas frias normalmente ocorrem quando as mangueiras flexionam ou se dobram quando estão abaixo da temperatura negativa. Isso normalmente ocorre quando se move a máquina antes que o fluido hidráulico aquece, ou então remova e alise a mangueira enrolada que foi mantida em armazenamento frio.

As classificações de temperatura das mangueiras, tanto mínimas como máximas, geralmente são listadas nas especificações da agência, catálogos de produtos ou páginas técnicas. A maioria das avaliações são para condições de serviço normais, mas avaliações especiais são por vezes listadas para serviço intermitente. As classificações de pressão de mangueira de plástico geralmente são reduzidas por um fator de temperatura.

Não leva muito calor extra para encurtar a vida útil de uma mangueira. Uma boa regra geral diz que, por cada 18 ° F, a temperatura máxima da mangueira, a vida da mangueira é reduzida em 50%.

A opção preferida para gerenciar temperaturas é garantir que o calor e as fontes de calor externas do sistema hidráulico permaneçam dentro de limites aceitáveis. A próxima melhor opção é selecionar mangueiras e acoplamentos que resistam a temperaturas extremas. Certifique-se de escolher a mangueira com um limite superior bem acima da temperatura de operação da máquina. Outra maneira de proteger as mangueiras do calor é a instalação de mangas isolantes sobre o conjunto.

Temperaturas quentes e frias podem danificar a mangueira hidráulica. Com temperaturas frias, o dano ocorre frequentemente quando uma mangueira é exposta ao frio e é movida antes que o fluido hidráulico tenha a chance de aquecer a mangueira.

Aplicação: os engenheiros precisam documentar qualquer coisa especial, a máquina que eles estão projetando deve fazer, incluindo riscos de segurança e ambientais, e condições extremas que a mangueira deverá lidar.

A máquina precisa atender a qualquer agência, indústria ou especificações do cliente? Por quanto tempo a mangueira deve permanecer em serviço? Existem requisitos de limpeza? (75% de todas as falhas hidráulicas resultam de fluido contaminado. Se não for controlado, as partículas muito pequenas para serem vistas podem reduzir a eficiência do sistema hidráulico em 20%).

Se as mangueiras de substituição estiverem sendo feitas, faça algumas perguntas, em vez de apenas duplicar os originais. Como a mangueira original falhou? Isso mostra sinais de abrasão de cobertura ou fissuras de temperatura? A máquina gera surtos de pressão, ou é mais uma aplicação estática? Certifique-se de encontrar uma mangueira de substituição que melhor corresponda aos requisitos do aplicativo, e não apenas à parte original.

Também é uma boa idéia para escovar sobre novas tecnologias de mangueiras. Ao longo dos últimos anos, alguns fabricantes desenvolveram mangueiras e acoplamentos que excedem o desempenho e as capacidades de construção das especificações SAE. Estes incluem maiores capacidades de pressão e temperatura e maior flexibilidade, juntamente com a capacidade de dobrar duas vezes mais fortemente que as mangueiras padrão.

Mangueiras que atendem ou excedem as especificações de desempenho SAE, mas são menores que a mangueira padrão, podem ser boas escolhas. Avanços de materiais recentes dão a esses tubos e tampas mais finos de “mangueiras híbridas”, reforços de fio de menor diâmetro e ângulos de reforço de trança mais agressivos. Isso resulta em mangueiras com o mesmo ID, mas ODs menores. Esta nova geração de mangueiras é mais flexível e 10 a 15% mais leve que as gerações anteriores.

Hoje, os principais fabricantes oferecem mangueiras de fio espiral e trança de arame com raios de curvatura mínimos até um terço menos do que as especificações SAE, reduzindo o comprimento total de montagens curvas e reduzindo os custos em até 60%.

As mangueiras compactas e flexíveis são mais fáceis de instalar e rotear em aplicações apertadas, exigem menos acessórios de tubo curvado, reduzem o inventário e prolongam a vida em aplicações flexíveis e flexíveis.

Material: a maioria dos fluídos hidráulicos são à base de petróleo. Outros são à base de água, água glicol, ou à base de sintéticos (como os ésteres de fosfato). No passado, vazamentos de fluidos hidráulicos contaminaram o solo e os suprimentos de água contaminada. Como resultado, a indústria está se movendo para fluidos mais ecológicos.

Os fluidos “verdes” são tipicamente sintéticos (principalmente baseados em ésteres) ou à base de vegetais. Os óleos vegetais estão ganhando popularidade porque eles custam menos e são mais biodegradáveis ​​do que os sintéticos. Eles também possuem excelente lubrificação e um alto índice de viscosidade. A desvantagem é a sua faixa de temperatura limitada e oxidação rápida a temperaturas mais elevadas.

Os fluidos biodegradáveis ​​podem ser ótimos para o meio ambiente, mas são difíceis em mangueiras. Eles permeiam os tubos de mangueira padrão, causando bolhas de cobertura e suavizando a umidade nas tampas da mangueira, o que leva a problemas prematuros da mangueira e cria uma bagunça de óleo e sujeira.

A maioria dos fabricantes usa tubos de nitrilo de alto grau para fluidos hidráulicos ambientalmente seguros. Os nitrilos são resistentes o suficiente para lidar com fluidos agressivos biodegradáveis, como ésteres sintéticos, poliglicóis e óleos vegetais a temperaturas operacionais até 250 ° F. Os materiais de nitrilo também permitem menos permeação do que o neopreno quando usado com óleos à base de petróleo. (Permeação, ou derrame, é perda de fluido através do tubo e da mangueira).

Como a permeação pode expor todo o conjunto da mangueira ao fluido, verifique a compatibilidade do fluido não só com o tubo, mas com os reforços, a tampa, os acessórios e os vedantes. O mesmo é válido para montagens que manipulam óleos ou produtos químicos especiais.

A força mais crítica e a consideração do material de acoplamento são a resistência química, então confirme quais fluidos irão percorrer a mangueira. Quais fluidos ou gases podem permear o tubo e potencialmente enfraquecer as camadas de reforço? E quais materiais tocarão a tampa da mangueira em serviço normal ou limpeza?

Quais substâncias químicas corrosivas tocarão o furo, a virola e a terminação do acoplamento? O término usa juntas tóricas ou vedantes elastoméricos? Os fluídos internos do sistema são compatíveis com os componentes do selo?

Esses produtos químicos estarão em contato constante ou intermitente com a mangueira e os acoplamentos? Quais são as concentrações químicas e suas propriedades são afetadas pela temperatura?

Os acoplamentos fazem conexões sem vazamento com a mangueira (extremidade do acoplamento) e prenda a mangueira a diferentes componentes no sistema hidráulico (extremidade da terminação). Eles são geralmente feitos de carbono ou aço inoxidável.

Existem vários recursos que fornecem detalhes sobre a resistência química dos materiais. O primeiro, um guia de resistência química, descreve as propriedades gerais dos compostos de tubo e cobertura. Por exemplo, EPDMs (tipo P) são classificados como excelentes para clima e ozônio, mas são pobres para óleos de petróleo. Em comparação, os butadienos (tipo C) são classificados como pobres para clima e ozônio, mas excelentes para óleos de petróleo.

Essas classificações genéricas podem apontar para a família certa de materiais de mangueira, mas são apenas um guia para propriedades de alto nível. Por exemplo, nem todos os compostos de nitrilo são os mesmos. Isso é porque todos os compostos são realmente receitas de muitos ingredientes. Os compostos de mangueira podem ser modificados para atender ou exceder os requisitos de desempenho de aplicações específicas.

O segundo recurso são tabelas de resistência química. A maioria dos fabricantes de mangueiras e acoplamentos listam produtos químicos comuns e sua compatibilidade com materiais de mangueira. Um terceiro recurso são os catálogos de mangueira e acoplamento ou especificações de engenharia. Eles contam aos leitores quais mangueiras específicas foram especificamente compostas para resistir.

Uma maneira criativa de determinar a compatibilidade química para fluidos incomuns, proprietários e de nomes comerciais é a Folha de Dados de Segurança do Material (MSDS). Muitas vezes, lista os componentes químicos individuais dos produtos de marca e as percentagens que eles contêm. A MSDS também fornece recomendações de manuseio, armazenamento e equipamentos de segurança. Essas recomendações listam materiais (como luvas de neoprene) compatíveis com produtos químicos exclusivos.

Os melhores recursos para informações de resistência química não padrão são fabricantes de mangueiras e suas linhas de suporte técnico ou departamentos de engenharia de aplicativos de produtos. Eles têm informações detalhadas sobre seus componentes de mangueira e materiais de acoplamento. Eles também têm acesso aos químicos, engenheiros de produtos e laboratórios para executar testes se não houver informações químicas publicadas.

As mangueiras hidráulicas muito próximas das fontes de calor (as duas principais imagens) podem acabar com tampas que são quebradas e vazadas. O calor também provoca fissuras no tubo interior, mas só pode ser visto se você cortar a mangueira. As mangueiras também são danificadas se seus materiais são incompatíveis com fluidos que transporta. Esta mangueira (inferior esquerda), por exemplo, tinha um tubo de neoprene que era incompatível com o fluido verde que estava transportando, resultando no fluido penetrando o tubo e reforços e criando bolhas sob a tampa. Mangueiras que vêem muita pressão e raios de curvatura apertados podem romper catastróficamente, assim como este (inferior direito).

Pressão: as pressões de trabalho e de ruptura são as duas classificações de pressão mais comuns para mangueiras. A pressão de trabalho ajuda a selecionar a mangueira correta com base na pressão hidráulica. As pressões do sistema nunca devem exceder a pressão de trabalho de uma mangueira. A pressão de ruptura é a pressão máxima que uma mangueira pode levar antes de uma ruptura catastrófica. Ele também fornece uma estimativa de design ou fator de segurança. A pressão de explosão geralmente é quatro vezes a pressão de trabalho para a maioria das mangueiras.

É fundamental conhecer toda a gama de pressões hidráulicas ao escolher a mangueira. A configuração de válvula de alívio fornece uma boa estimativa para a pressão máxima durante a operação. Se o equipamento foi modificado para realizar operações especiais, não é incomum ver picos de pressão com pressões significativamente maiores do que a configuração da válvula de alívio. O uso de um dispositivo eletrônico de pressão ou ferramenta de diagnóstico é sobre a única maneira de capturar e medir espigões de pressão.

As pressões de trabalho da mangueira devem ser maiores ou iguais à pressão mais alta do sistema (incluindo picos). Sujar a mangueira a pressões acima da sua pressão nominal de trabalho reduz a vida útil e aumenta as chances de que ele falhe de forma inesperada.

Além de selecionar o método de design / vedação de terminação, preste muita atenção ao roteamento do conjunto da mangueira. Considere alterar o ângulo da conexão para melhorar a maneira como a mangueira rooteia dentro da máquina e corrigir alguns problemas de fricção ou flexão ao mesmo tempo.

Às vezes, uma diferença de pressão pode ser medida entre a entrada e a saída de um conjunto de mangueira (queda de pressão) e afeta a eficiência do sistema. O seguinte afeta a queda de pressão:

Fricção: o rubor de fluido contra paredes de mangueiras, especialmente nas curvas, pode reduzir as taxas de fluxo.

Viscosidade: quanto menor a viscosidade do fluido, mais difícil é se mover.

Temperatura do fluido: temperaturas mais elevadas fluidos hidráulicos finos para que fluam mais facilmente através do sistema.

Identificação da mangueira: o tamanho afeta a velocidade do fluido para um determinado caudal. Velocidades mais elevadas resultam em maiores quedas de pressão. Uma mangueira de ID maior reduz a queda de pressão.

Acoplamentos e adaptadores: qualquer alteração no tamanho do diâmetro ou no sentido do fluxo (como um adaptador com um cotovelo de 45 ou 90 graus) pode aumentar a queda de pressão.

Caudal: a queda de pressão aumenta com o caudal da mesma mangueira de tamanho.

Ganho de calor: a eficiência do sistema e a perda de potência são afetadas pelo fluxo turbulento.

Os engenheiros também devem preparar as novas tecnologias de acoplamento. Os conectores sem fio, por exemplo, oferecem uma melhor resistência à corrosão, conexões mais fáceis, proteção contra torque e conexões sem vazamentos, com tempos de montagem e reparação mais rápidos, graças a conectores sem fio.

Este gráfico fornece uma visão geral das famílias de mangueiras hidráulicas SAE J517, diferentes construções de mangueiras e classificações de desempenho. Todos os números são arredondados para dar uma idéia de magnitudes relativas, mas são apenas para referência. Consulte os padrões reais para informações atuais e exatas. Algumas tendências tecnológicas interessantes podem ser observadas no sistema de números SAE. Especificações anteriores, como 100R1 e 100R2, focadas na construção da mangueira (trança de um fio versus trança de dois fios) e apresentaram classificações de pressão variáveis ​​dependendo do tamanho da mangueira. As mangueiras mais pequenas apresentaram classificações de pressão mais altas e as mangueiras maiores apresentaram classificações de pressão mais baixas. Os projetistas de equipamentos precisavam escolher diferentes mangueiras de diferentes categorias de produtos para corresponder às pressões do sistema. As especificações mais recentes, como 100R17 e 100R19, se concentram em pressões consistentes do sistema. Cada mangueira da família tem a mesma taxa de pressão, independentemente do tamanho. Observe também que as mangueiras compactas tornaram-se mais populares nos últimos anos porque deixaram as mangueiras se curvarem para raios menores e

Evite misturas e combinações de mangueiras e conectores

A Sociedade de engenheiros automotivos e a maioria dos fabricantes de mangueiras recomendam não usar mangueiras de um fabricante e acoplamentos de outro. Mesmo que a maioria das montagens ofereçam classificação SAE ou EN, elas podem diferir significativamente porque a maioria das especificações da indústria permitem uma ampla gama de materiais e dimensões. Só porque uma mangueira e acoplamento de dois fabricantes diferentes cumprem a mesma especificação da agência não significa que eles sejam compatíveis ou intercambiáveis.

Além disso, os fabricantes de mangueiras e acoplamentos possuem materiais específicos, dimensões, tolerâncias de fabricação e projetos proprietários. Seus acoplamentos são projetados para trabalhar com seus próprios materiais de mangueira.

Existe uma boa chance de uma mangueira misturada e combinada e acoplamentos de diferentes fabricantes não funcionarem consistentemente ao longo da variação natural da variação do produto. Uma montagem pode funcionar razoavelmente bem, mas outra poderia ter um vazamento ou falha imediato devido a uma variação despercebida.

Mesmo o uso de equipamentos de crimpagem de uma empresa diferente pode afetar a forma como a mangueira e os acoplamentos são unidos e provocar um vazamento precoce ou um golpe de acoplamento. Diferentes máquinas de crimpagem podem ter diferentes pressões, velocidades, taxas de retorno, crimp taper, crimp OD variação e controles. Diferentes matrizes de crimpagem podem ter diferentes comprimentos, curvaturas e número de segmentos de matrizes. Especificações de crimpagem sutil e diferenças no procedimento de operação também afetam o desempenho da mangueira.