Força e potência de sistemas hidráulicos

As inspeções e intervenções que garantem o bom funcionamento de componentes hidráulicos, permitindo vida útil estendida e maior disponibilidade dos equipamentos

Os sistemas hidráulicos estão presentes praticamente em todos os tipos de máquinas, desde retroescavadeiras, pás carregadeiras, motoniveladoras e escavadeiras, até tratores e guindastes, por exemplo. Por meio de um fluido, no caso óleo sob alta pressão, estes sistemas geram força e potência aos equipamentos, com precisão e versatilidade. Basicamente, são compostos por três partes principais: a bomba, que gera a pressão sobre o fluido; o atuador (ou cilindro), que recebe essa pressão e, em resposta, proporciona a ação mecânica (o movimento rotativo ou alternativo), e as válvulas, responsáveis pelo controle de todo o sistema (fluxo do óleo, pressão, segurança e comando da operação). Mas para que tudo funcione adequadamente, é fundamental que sejam feitas as manutenções preventivas e periódicas. Vejamos alguns tópicos a respeito.

INSPEÇÃO

De saída, os componentes hidráulicos só mantem sua eficiência e bom desempenho se forem operados corretamente e tiverem suas manutenções realizadas de acordo com o recomendado pelo fabricante. Segundo Rinaldo Fernandes, gerente da Bucher Hidráulica, localizada em Canoas (RS), todas as peças do sistema são passiveis de manutenção em algum momento. “A bomba (engrenagens, palhetas e pistões) é o item com maior probabilidade de necessitar de cuidados”, diz. “Já as válvulas (de segurança, direcionais e reguladoras de pressão) e atuadores (cilindros e motores) podem ter uma revisão em períodos mais longos.” Há também outros componentes mecânicos e elétricos que integram o equipamento, como motores, flanges e acoplamentos, com períodos variáveis de manutenção. Mesmo o reservatório de óleo necessita disso ao longo de sua vida útil, explica o especialista.

Para alguns especialistas é importante realizar uma inspeção diária nos principais componentes hidráulicos, ao passo que para outros uma vistoria semanal é suficiente. Porém, todos concordam sobre a necessidade de verificação do nível e viscosidade do óleo (até para aferir contaminações), identificação de rupturas e vazamentos nas tubulações, mangueiras válvulas e conexões, condições das hastes dos cilindros e articulações mecânicas, ocorrência de folgas, limpeza e lubrificação. São procedimentos simples e rápidos que um bom operador é capaz de fazer, evitando problemas e obtendo melhor desempenho e vida útil estendida para todo o sistema e a própria máquina.

PROCEDIMENTOS

Além dessas inspeções diárias ou semanais, são necessárias vistorias mais acuradas, cuja periodicidade varia de um componente para o outro, conforme o regime de uso e operação da máquina. “Sistemas hidráulicos podem funcionar em situações extremas ou durante poucas horas por dia, mas normalmente trabalham de forma intermitente”, explica Fernandes. “Se o trabalho for bem dimensionado e executado em condições ideais, uma manutenção preventiva pode ser feita duas vezes ao ano. Em condições rigorosas, num período menor.” Seja como for, é interessante consultar o manual do fabricante do equipamento nesses casos.

Em relação aos procedimentos em si, o mais importante é manter o óleo limpo e não trabalhar com temperaturas acima de 55-60°C, pois elas degradam rapidamente as características do fluido. Normalmente, a bomba é o item que sofre maior desgaste, portanto é recomendável que ela seja desmontada por um profissional qualificado, para verificação de suas condições. Caso não sejam constatados vazamentos, ruídos anormais ou funcionamento deficiente, a desmontagem pode ser feita a cada seis meses. Já as válvulas só devem ser desmontadas em caso de operação deficiente, com o objetivo de verificar o acúmulo de sujeira ou problemas nas vedações.

Os atuadores (cilindros e motores hidráulicos), por sua vez, também devem passar por manutenção eventual, como a troca das vedações. Nos atuadores, há perda gradual de rendimento, sendo que inicialmente ocorre apenas uma redução de velocidade causada por vazamentos internos, progredindo para uma queda de força ou torque.

Fernandes explica que a manutenção de sistemas hidráulicos começa com a sua análise, localizando o componente com problema. “Uma vez identificado o item com mau funcionamento, ele deve ser substituído por um novo ou reparado, se for possível”, diz. “Nesse caso, para executar o conserto de uma peça sem a necessidade de substituí-la, deve-se fazer uma análise visual, substituir as vedações dos componentes e testar o que foi reparado. Uma vez atingidos os parâmetros de pressão e vazão originais do item, ele encontra-se reparado. Se não for obtido o resultado esperado, deve-se substituí-lo por um novo.”

Também é importante identificar se a falha é eletrônica ou hidráulica, antes de começar a manutenção e os reparos. “Para diagnosticar isso, deve-se isolar a possiblidade de interferência entre um sistema e outro, testando manualmente todos os componentes, principalmente as válvulas”, explica o especialista. “Se o sistema desempenhar as funções conforme seu circuito hidráulico prevê e atender aos parâmetros de pressão e vazão, provavelmente a falha é na eletrônica.”

OUTRAS SOLUÇÕES

Felipe de Carvalho, coordenador de vendas e projetos da Fluid Power, empresa com sede em Taboão da Serra (SP), dá outras dicas. “Normalmente, os fabricantes incluem no sistema hidráulico um dispositivo manual de emergência, que deve ser acionado em caso de parada”, diz ele. “Se o equipamento voltar a funcionar, o problema é eletrônico. Caso isso não ocorra, deve-se fazer a verificação de todos os componentes, começando pela bomba.”

De acordo com Fernandes, os principais problemas que podem ocorrer em sistemas hidráulicos são a perda de pressão (normalmente em decorrência de desgaste e ruptura de anéis de vedação dos componentes internos), válvulas engripadas (o que ocorre devido ao excesso de torque nos componentes ou em consequência de contaminação do óleo em todas as peças), baixo nível do líquido no reservatório e cavitação na bomba, em decorrência de contaminação no filtro de sucção (a cavitação é uma condição anormal de funcionamento da bomba hidráulica, no qual gases ou ar são comprimidos durante a operação. O problema causa ruídos altos e, pior, desgaste prematuro. O uso prolongado do componente nessa condição levará à sua perda).

Para cada um desses problemas há uma solução de manutenção recomendada. No caso de perda de pressão no sistema, por exemplo, Fernandes diz que inicialmente deve-se verificar se houve alterações de ajuste na válvula reguladora de pressão (válvula de alívio). Caso se constate perda da regulagem original, é só corrigi-la. Se não se obtiver sucesso após a correção, é possível que haja funcionamento irregular de alguma outra válvula (normalmente um grande vazamento) ou o fim da vida útil da bomba hidráulica, o que também gera um grande vazamento interno desse componente. A solução é substituir o componente por um novo, de acordo com as especificações do fabricante.

Se o problema for engripamento das válvulas, é evidência de sujeira no óleo hidráulico ou montagem irregular com torque excessivo. Essa sujeira pode ser resultado de contaminação do ambiente (entra pelo respiro da unidade hidráulica) ou desgaste das vedações e dos próprios componentes mecânicos, contaminando o líquido com suas partículas. O problema também pode ser causado por temperaturas de operação elevadas – que causam a degradação do óleo com formação de borra ou verniz – e pela absorção de água. Nesses casos, os manifolds (conjunto de válvulas montadas de modo a formar um bloco, que funciona para movimentar fluidos) deverão ser desmontados e limpos. Além disso, o líquido de todo o sistema deverá ser substituído.

Em relação ao terceiro problema, que é o nível baixo de óleo hidráulico no reservatório, a recomendação é acompanhar semanalmente sua variação. Segundo Fernandes, no início das operações é normal haver uma diminuição momentânea do nível do fluido, que deve ser monitorado. Se, após o equipamento ser desligado, este nível não voltar ao normal, com o retorno do óleo que estiver nas tubulações, deve-se completar o reservatório. Uma vez feito isso, o problema não deve ocorrer novamente, a não ser que haja um vazamento significativo na unidade, na tubulação ou nos atuadores.

FLUIDO

Carvalho alerta para a importância de cuidar bem do óleo. “Cerca de 90% dos casos de necessidade de manutenção em sistemas hidráulicos são ocasionados por contaminação desse líquido”, diz. “Por isso, é importante verificar a sua condição (viscosidade, prazo de validade, contaminação). O segundo passo é a troca de todos os filtros nos prazos recomendados. Esse cuidado é indispensável para o alcance de uma longa vida útil do equipamento.”

Fernandes faz recomendações semelhantes. “Uma das principais origens de problemas em sistemas hidráulicos é a contaminação do óleo por partículas em suspensão, que podem ter origem externa (ambiente contaminado) ou interna (desgaste dos componentes ao longo do uso)”, explica. “Por isso, recomendamos que, depois de colocado o equipamento em funcionamento, se observe o estado dele a cada três semanas. Caso seja necessário, os filtros devem ser substituídos”. Não há um prazo especifico para a troca do líquido e filtros, pois cada equipamento possui um regime de funcionamento próprio, sendo alguns mais rigorosos e outros, nem tanto. O que se deve fazer é seguir os procedimentos de manutenção adequados e recomendações dos fabricantes do produto e dos filtros.

Quanto aos filtros utilizados nos sistemas hidráulicos, Fernandes diz que entre os mais comuns está o de sucção, que é uma tela metálica de 149 micrômetros (μm), cuja limpeza deve ser feita com uso de método compatível com a legislação ambiental. Há ainda o filtro de pressão, feito de microfibra inorgânica de 10 μm, com indicadores visuais ou elétricos, que não pode ser limpo e deve ser substituído quando necessário. O mesmo ocorre com o de retorno, feito do mesmo material e com o mesmo tamanho, mas que pode ter ou não bypass (desvio). Existe ainda o respiro, que normalmente faz parte do bocal de enchimento da unidade hidráulica. Este deve ser verificado mensalmente e mantido desobstruído. Outra recomendação é que, quando se for completar o nível do óleo da unidade, se tenha cuidado para que não haja introdução de corpos estranhos pelo bocal de abastecimento.

O quarto grande problema que pode ocorrer num sistema hidráulico é a cavitação da bomba, normalmente causada pela separação dos gases ou ar contido no óleo durante a sucção. “A sucção é obtida com a formação de uma zona de baixa pressão, até 0,8 bar negativo, que propicia, caso a tubulação não seja bem dimensionada ou o filtro de óleo se encontre obstruído, a separação entre o líquido e o ar e gases”, explica Fernandes. “Por isso, é importante que o óleo que retorna ao reservatório não produza bolhas (o tubo de retorno deve sempre estar abaixo do nível dele). Também é importante que haja uma distância entre a sucção e o retorno para que o ar não seja aspirado pela bomba. Caso a bomba esteja acima do nível do óleo é importante verificar as conexões para que não haja entrada de gases por elas. Também é importante que, em hipótese alguma, o filtro de sucção esteja sujo ou fique acima do nível do líquido, causando aspiração de ar.”

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