A Qualidade normativa dos cilindros hidráulicos

Em sistemas de energia de fluido hidráulico, a energia é transmitida e controlada através de um líquido sob pressão que circula dentro de um circuito fechado. Um componente de tal sistema é o cilindro de potência do fluido hidráulico. É um dispositivo que converte energia fluida em força mecânica linear e movimento. Consiste em um elemento móvel, ou seja, um pistão e haste do pistão, operando dentro de um furo cilíndrico.

Eles podem ser encontrados em quase todas as máquinas hidráulicas que requerem uma forte força de empurrão ou tração e são usados ​​em uma infinidade de indústrias, incluindo manufatura, construção, mineração e offshore. Um cilindro hidráulico é um atuador mecânico usado para converter energia hidráulica em movimento linear para realizar a ação desejada da máquina, como levantar, pressionar ou mover.

A carcaça de um cilindro hidráulico consiste em um barril com portas separadas para entrada e saída de fluido e um pistão dentro do qual separa o tubo em duas câmaras. O pistão está conectado a uma haste que se move para frente e para trás dentro do cilindro quando exposta à pressão.

A câmara é parcialmente preenchida com fluido hidráulico, deixando espaço suficiente para o pistão operar. O fluido alimenta o cilindro, transmitindo uma força que retrai ou estende o pistão. À medida que a primeira câmara é preenchida com fluido hidráulico, ela atua no pistão forçando-o a se estender e expelindo fluido da segunda câmara. Se a segunda câmara for então preenchida, o pistão se retrai e o fluido é expelido da primeira câmara.

Esse processo gera movimentos de empurrar e puxar, fornecendo a grande força linear necessária para que uma máquina execute a operação necessária. Tal como acontece com todos os outros componentes e aplicações hidráulicas, os cilindros hidráulicos funcionam com base na lei de Pascal. A teoria por trás disso é que, como os fluidos hidráulicos são incompressíveis, a força gerada no pistão transmite uma pressão igual por todo o cilindro. Portanto, a força aplicada internamente será igual à força de saída especificada.

Para a preparação para o ensaio, o cilindro sob análise deve ser montado horizontalmente sem nenhuma carga móvel adicional. A proporção de pressão entre as duas câmaras deve ser inversamente proporcional às áreas do embolo de modo a balancear as forças em ambas as câmaras.

O ensaio pode ser montado verticalmente, caso requerido pela aplicação ou acordado. Neste caso, o peso deve ser considerado nos cálculos de força de atrito. A velocidade máxima de ensaio vk deve ser de 0,05 m/s e deve ser atingida dentro dos primeiros 5 % da amplitude.

No caso de a potência disponível ser insuficiente para atingir a velocidade máxima de ensaio, vk, a velocidade máxima de ensaio será resultado da vazão de óleo disponível. É recomendado que os fabricantes utilizem uma das seguintes declarações, conforme aplicável, em relatórios de ensaios, catálogos e literatura de vendas quando decidirem estar de acordo com este documento.

– Cilindros hidráulicos ensaiados de acordo com a NBR ISO 10100:2022, Sistemas hidráulicos – Cilindros – Ensaios de aceitação para cilindros ensaiados com o Módulo L.

– Cilindros hidráulicos ensaiados de acordo com a NBR ISO 10100:2022, Sistemas hidráulicos – Cilindros – Ensaios de aceitação para cilindros ensaiados com o Módulo L e P.

– Cilindros hidráulicos ensaiados de acordo com a NBR ISO 10100:2022, Sistemas hidráulicos – Cilindros – Ensaios de aceitação para cilindros ensaiados com o Módulo L e F.

– Cilindros hidráulicos ensaiados de acordo com a NBR ISO 10100:2022, Sistemas hidráulicos – Cilindros – Ensaios de aceitação” para cilindros ensaiados com o Módulo L, P e F.

Enfim, a maioria dos tipos de cilindros se enquadram em duas categorias. Os cilindros de simples ação, em um cilindro de simples ação, o fluido só pode atuar em um lado da haste do pistão. Para operar o cilindro da extremidade oposta, outra força, como a pressão da mola ou o peso da carga, deve ser aplicada.

Os cilindros de dupla ação podem exercer força em duas direções, permitindo que a haste atinja movimentos de ida e volta sob a força do líquido de ambos os lados da câmara. Nestas categorias, existem muitas variações na construção para criar diferentes tipos de cilindros. A diferença entre eles depende principalmente de como as duas tampas são presas ao cano, juntamente com os materiais e a espessura da parede.

A NBR ISO 10100 de 09/2022 – Sistemas hidráulicos – Cilindros – Ensaios de aceitação especifica a aceitação e os ensaios funcionais para cilindros hidráulicos. Em sistemas hidráulicos, a energia é transmitida e controlada por meio da circulação de um líquido sob pressão dentro de um circuito fechado. Um componente desse sistema é o cilindro hidráulico. Esse é o dispositivo que converte a energia hidráulica em uma força linear mecânica e em movimento.

Ele consiste em um elemento móvel, por exemplo, um pistão e haste, operando dentro de um cilindro. As seguintes informações sobre o cilindro a ser ensaiado devem ser registradas: tipo; tamanho, tipo e orientação do pórtico; se o cilindro possuir amortecimento, verificação da localização e orientação adequada dos parafusos de regulagem; curso do cilindro; etiqueta do modelo; diâmetro interno do cilindro; diâmetro da haste; extensão e configuração da haste do pistão; e o tipo ou estilo de fixação e, onde aplicável, posição da superfície variável de fixação. Na figura abaixo pode-se conferir a identificação de um cilindro de haste dupla (passante) e a identificação de cilindros de haste simples.

Inserir cilindro2

O óleo hidráulico (ou outro líquido cujo fabricante do cilindro e usuário concorde), que esteja em conformidade com as ISO 6743-4, ISO 7745 ou ISO 15380 e seja compatível com os materiais de vedação usados no cilindro ensaiado, deve ser o meio de ensaio. O fluido usado no circuito de ensaio deve estar de acordo com o descrito a seguir. O nível de contaminação do fluido deve ser 19/16 ou 19/16/13, expresso de acordo com a ISO 4406:2017, ou inferior.

Para aquelas aplicações que requerem um elevado nível de limpeza do fluido, por exemplo, para cilindros com servoválvulas ou elementos de vedação sensíveis a contaminação, o nível de contaminação do fluido deve ser 16/13 ou 16/13/10 de acordo com o especificado na ISO 4406:2017. A temperatura do fluido durante o ensaio deve ser mantida entre 35 °C e 55 °C. Outras faixas de temperatura devem ser acordadas entre o fabricante e o usuário.

Os inibidores de oxidação que previnem a corrosão dentro do cilindro podem ser adicionados ao fluido, desde que sejam compatíveis com os materiais de vedação usados no cilindro sob ensaio. Para o ensaio de estanqueidade em baixa pressão, deve-se realizar o ciclo do cilindro com no mínimo 500 kPa (5 bar) para cilindros com diâmetro interno maior do que 32 mm e com até 1.000 kPa (10 bar) para cilindros com diâmetro interno menor ou igual a 32 mm, três ou mais vezes até a posição final.

Parar em uma das posições finais por no mínimo 10 s. É recomendado que a pressão seja aplicada por mais tempo durante as pausas em cilindros de diâmetros maiores. Para o ensaio visual, verificar a ausência de vibração ou irregularidades durante o movimento. Quando o pistão chegar ao curso final, o curso total deve ser medido. Observar o vazamento do fluido na vedação da haste.

Quando o ensaio terminar, qualquer camada de óleo presente na haste deve ser insuficiente para formar uma gota ou um anel de óleo na haste. Verificar a ausência de vazamento de fluido em todas as vedações estáticas e verificar a ausência de vazamento de fluido nos parafusos de regulagem ou nas válvulas de retenção ou nos amortecedores de fim de curso.

Se quaisquer componentes do cilindro forem vedados por uma solda, verificar a ausência de vazamento de fluido no cordão de solda. Se o cilindro incorporar um amortecimento ou amortecimentos de fim de curso e possuir parafusos de regulagem, os parafusos devem ser ajustados fixados a uma posição ligeiramente aberta. Verificar se a montagem do pistão com a haste mostra um efeito de desaceleração antes do seu contato com o (s) cabeçotes (s) do cilindro.

Um ensaio de pressão de 1,5 vez a pressão nominal do cilindro ou pressão de operação recomendada deve ser aplicado alternadamente em ambas as extremidades do cilindro e mantido por pelo menos 10 s.

É recomendado que a pressão seja aplicada por mais tempo em ambas extremidades em cilindros de diâmetros maiores. No ensaio visual, deve ser verificada a integridade estrutural do cilindro e a ausência de vazamento de fluido em todas as vedações estáticas. Deve ser verificada a ausência de vazamento de fluido no parafuso de regulagem ou na válvula de retenção de amortecimento de fim de curso, quando aplicável.

Se quaisquer componentes do cilindro forem vedados por uma solda, deve ser verificada a ausência de vazamento de fluido no cordão de solda (s). O módulo P, ensaio de estanqueidade da vedação do êmbolo (opcional) é um ensaio é requerido somente se especificado pelo usuário. Uma pressão de ensaio igual à pressão nominal do cilindro ou uma pressão de ensaio especificada pelo usuário deve ser aplicada ao cilindro. No ensaio visual, deve ser verificada a ausência de vazamento do fluido na vedação do pistão.

O módulo F, ensaio de força de atrito (opcional) é requerido se especificado pelo usuário. As forças de atrito em cilindros hidráulicos devem ser determinadas pela medição de pressão diferencial em um circuito eletro-hidráulico. Para este propósito, as hastes dos cilindros hidráulicos devem ser movimentadas com controle de posição em malha fechada com válvulas de controles e transdutores de posição apropriados.

Os transdutores de pressão adequados devem ser integrados as duas câmaras do cilindro. Ambas as pressões das câmaras e a posição da haste devem ser continuamente medidas em cada estágio de pressão pa = 5 MPa,10 MPa, 15 MPa, 20 MPa e 25 Mpa2) durante dois ciclos de avanço e recuo completos. Se a pressão de trabalho permitida for menor do que a pressão de ensaio mencionada neste documento, nenhuma medição deve ser efetuada com estas altas pressões.

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