Manutenção pneumática e hidráulica Componentes e Manutenção Prof. Fernando1

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Manutenção pneumática e hidráulica

Componentes e Manutenção

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Divisão da hidráulica

• Para fins didáticos, a hidráulica divide-se em dois ramos: a hidráulica industrial e a hidráulica móbil.– A hidráulica industrial cuida de máquinas e sistemas

hidráulicos utilizados nas indústrias, tais como máquinas injetoras, prensas, retificadoras, fresadoras, tornos etc.

– A hidráulica móbil cuida de mecanismos hidráulicos existentes nos sistemas de transportes e cargas como caminhões, automóveis, locomotivas, navios, aviões, motoniveladoras, basculantes etc.

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Sistema Hidráulico

A manutenção dos circuitos hidráulicos se inicia com a análise do sistema. Os sistemas hidráulicos são compostos por:

– Reservatório de óleo– Bomba Hidráulica– Válvula (segurança, direcionais, reguladoras de pressão)– Atuadores

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Reservatório de óleo

• O principal cuidado na manutenção do circuitos hidráulicos é com a qualidade do óleo.

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Reservatório de óleo

• Periodicamente o óleo do reservatório deve ser analisado e quando substituído, deve-se fazer a limpeza o reservatório.• O óleo contaminado pode comprometer todo o sistema e seus componentes.• Em casos de vazamento, deve ser verificado o estado das juntas ou existência de trincas.

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Principais funções do fluido hidráulico

0 fluido hidráulico para ser utilizado em sistemas deve atender principalmente á 4 finalidades:a - transmitir energia: 0 fluido deve transmitir energia instantaneamente para tanto deve fluir livremente pelas linhas e passagens do sistema e ser o mais incompressível possível. A compressibilidade do óleo está em torno de 0,5% do volume a 70 bar de pressão.b - lubrificar as peças móveis0 fluido hidráulico deve formar uma película entre as superfícies evitando que haja contato metal com metal amenizando o desgaste e a geração de calor pelo atrito.

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c - vedar as folgas entre as peças móveis Muitos componentes hidráulicos não possuem qualquer elemento de vedação sendo o índice de vazamento interno controlado pelo ajuste mecânico e a viscosidade- do fluido hidráulico. Esses vazamentos ocorrem nas passagens de alta para baixa pressão.

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d- resfriar ou dissipar o calor O atrito do próprio fluido com as paredes dos tubos ou válvulas, etc. gera aquecimento, que somado às grandes resistências ao fluxo geram temperaturas às vezes indesejáveis. O fluido hidráulico tem como função dissipar rapidamente o calor circulando pelas linhas através do reservatório.

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Cuidados no uso do óleo hidráulico

O uso de aditivos são uma forma de cuidar do óleo, entretanto, outros cuidados devem ser observados como:

- utilize o óleo recomendado pelo fabricante- ao completar o nível não misturar diferentes marcas de óleos- cuidados devem ser, tomados com o armazenamento do óleo hidráulico- na hora da troca faça escoar todo o óleo do sistema- limpe o reservatório com jatos de óleo diesel à alta pressão secando-o em seguida com panos secos que não soltem fiapos- limpar todos os elementos com óleo diesel ou querosene ou ainda trocá-los se necessário

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Contaminação do Óleo X Manutenção

• A tabela abaixo mostra como se divide a frequência de defeitos em equipamentos dos sistemas hidráulicos.

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Bombas Hidráulicas

As bombas são utilizadas, nos circuitos hidráulicos para converter energia mecânica em energia hidráulica.• Normalmente as bombas utilizadas são:

– Bomba de palheta;– Bomba de engrenagem;– Bomba de pistão rotativo.

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Bomba de Palheta:

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Bomba de Engrenagem

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Manutenção de Bombas

• As manutenções nas bombas são feitas baseado na perda de eficiência do sistema hidráulico. Essa ineficiência pode ser comprovada com medições de pressão e vazão das bombas.

• Normalmente não é feito manutenção em bombas, as mesmas são substituídas quando necessário. No caso de bomba de engrenagem, são substituídas as vedações, pistões, palhetas, placas, entre outros elementos.

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Válvulas hidráulicas

• As válvulas são responsáveis por direcionar, controlar o óleo no sistema hidráulico, tipo de válvulas:

– Válvulas direcionais;– Válvulas de bloqueio; – Válvulas controladoras de pressão e fluxo.

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Válvulas direcionais

– Normalmente conhecidas como comando hidráulico ou grupo hidráulico:– Possui a função de direcionar o fluxo conforme comando acionado.

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Válvulas direcionais

– O defeito mais comum nesse tipo de válvula é o engripamento do carretel;– São comuns os vazamentos entre as juntas;– Quando contaminado o óleo pode arranhar as carcaças das válvulas e o carretel, nesse caso é necessário a substituição;

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Válvulas de bloqueio e controladoras de fluxo

– Normalmente essas válvulas não são controladas, atuam em determinados parâmetros (vazão e pressão).– Normalmente são substituídas, quando defeituosas;

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Atuadores Hidráulicos

• Os atuadores agem de forma a executar o trabalho desejado no sistema.

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Cilindros

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Atuadores

Prováveis problemas:– Arranhões na haste. Necessário cromar ou substituir conforme profundidade da lesão;– Arranhões na camisa. Necessário brunir ou substituir conforme profundidade dos riscos;– Vazamentos externos. Necessário substituir vedações do cabeçote;– Vazamentos internos. Necessário substituir vedações do pistão.

Atuadores• O brunimento é feito com uma ferramenta especial de retificação,

constituída de segmentos de material abrasivo, montados em grupo. Durante o processo, os grãos ativos do brunidor entram em contato com a superfície da peça girando lentamente e deslocando o brunidor ao longo da geratriz da superfície de revolução com movimentos alternativos de pouca amplitude e freqüência relativamente grande. Ao girar, o brunidor faz um movimento vertical oscilante de subir e descer.

• A operação de brunimento é realizada em cilindro de motores, alojamento de êmbolos hidráulicos, canos de canhão, cilindros de freios tanto cilindro mestre quanto cilindro de roda, cilindro de embreagem, comandos hidraulicos e válvulas, matrizes para parafuso entre outros. Durante o giro e avanço, o brunidor é sempre guiado pela peça. O brunimento externo é aplicado na usinagem de eixos e árvores.

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Cuidados com o Fluido Hidráulico

Quanto à hora de troca.Não se pode dizer que existe uma hora exata para a troca do fluido hidráulico. Quando se tratar de fluido resistente ao fogo, consulte o fabricante do equipamento hidráulico.

Com relação ao óleo mineral, teoricamente, em um ciclo de trabalho leve, far-se-ia a troca a cada 4.000 horas de uso. Caso contrário, para ciclo de trabalho pesado, 2.000 horas.

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• Na prática, isso não se verifica, pois de acordo com o ciclo de trabalho muitos aditivos introduzidos no sistema são perdidos na evaporação ou deixam de atender as características a que foram determinados. Recomenda-se:

- 1.500 a 2.000 horas: para ciclos de trabalho leve, sem contaminação;- 1.000 a 1.500 horas: para ciclos de trabalho leve, com

contaminação, ou ciclos de trabalho pesado, sem contaminação;

- 500 a 1.000 horas: para ciclos de trabalho pesado, com contaminação.

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Procedimento de troca

a) procure sempre utilizar o óleo recomendado pelo fabricante do equipamento hidráulico;

b) nunca misture diferentes marcas de óleo, pois os aditivos e inibidores de um, podem não combinar com os do outro;

c) Armazene o óleo a ser utilizado em latas limpas, fechadas e longe da poeira;

d) Marque todas as latas para evitar enganos;

e) No momento da troca, drene o óleo usado em ambos os lados do cilindro;

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f) drene o óleo do tanque;

g) limpe o reservatório com um jato de alta pressão diesel e seque-o com panos secos até ficar limpo (não use estopa!);

h) se houver filtro de sucção limpe-o;

i) coloque um novo elemento filtrante no filtro de retorno, encha o reservatório com óleo novo;

Todo óleo novo deve ser filtrado previamente, porque ele vem “sujo” do fabricante.

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j) dê a partida na máquina e faça o óleo circular da bomba diretamente para o tanque durante 20 minutos;

k) preencha o sistema com o óleo novo e termine de encher o reservatório;

l) faça o óleo circular através de todo o circuito, sem carga, durante 30 minutos;

m) instale um novo elemento filtrante no filtro de retorno e pode começar a operar a máquina.

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Filtros Hidráulicos

• Os filtros são aparatos utilizados para separar substâncias sólidas ou gases de líquidos, e para tal, empregam-se meios fibrosos ou granulados, que são a essência do filtro. A substância retida denomina-se resíduo.

• Para a separação de partículas empregam-se diversos procedimentos de filtração.

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Filtros

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Como evitar a contaminação

Para se evitar a contaminação do óleo hidráulico, algumas recomendações são necessárias:

i. Assegure-se do funcionamento adequado dos componentes de controle da contaminação (filtros, respiros, vedações externas e indicadores de sujidade).

ii. Nunca exponha componentes hidráulicos a uma atmosfera suja.

iii. Use somente recipientes pré-limpos no abastecimento do reservatório hidráulico.

iv. Use fluido hidráulico limpo e que tenha sido pré-filtrado.v. Use somente fluidos especificados e recomendados pelo

fabricante dos componentes hidráulicos.

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vi. proteja as conexões e pórticos desconectados contra a exposição ao ambiente;

vii. Utilize tampas eficientes;viii. evite o uso de estopas ou trapos que soltem fibras.ix. elimine todos os vazamentos tão rápido quanto

possível.x. use fluido limpo para lavagem de componentes ou

sistema hidráulico.xi. mantenha rigoroso controle do nível de

contaminação do fluido hidráulico.

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xii. siga as instruções referentes aos dispositivos de controle de sujidade dos filtros.

xiii. antes de substituir um componente hidráulico, assegure-se que este esteja limpo.

xiv. utilize instalações limpas para montagem e desmontagem de componentes hidráulicos.

xv. nunca desmonte um componente hidráulico antes que ele esteja totalmente limpo externamente.

xvi. mantenha sempre devidamente embalados os componentes hidráulicos sobressalentes.

xvii. limpe totalmente a área ao redor antes de abrir qualquer parte de um componente ou sistema hidráulico.

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Manutenção de circuitos hidráulicos

• A manutenção de circuitos hidráulicos exige os seguintes passos:a. analisar previamente o funcionamento do

circuito;b. analisar as regulagens das válvulas;c. verificar se a tubulação não apresenta pontos de

vazamento;d. verificar a limpeza do óleo existente no

reservatório.

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Circuito de trabalho industrial hidráulico

• Um circuito hidráulico básico compõe-se de reservatório, bomba, válvula de alívio, válvula de controle de vazão, válvula direcional e um atuador que poderá ser linear ou rotativo.

• A válvula que protege o sistema de sobrecargas é a válvula de alívio, também conhecida pelo nome de válvula de segurança.

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• O circuito funciona do seguinte modo:– o óleo é puxado pela bomba e levado ao sistema;– entrando no sistema, o óleo sofre uma redução de vazão;– o excesso de óleo volta para o reservatório passando pela

válvula de alívio;– estando com a vazão reduzida, o óleo segue para o

atuador que vai trabalhar com uma velocidade menor e adequada ao trabalho.

– a válvula direcional, por sua vez, comanda o avanço e o retorno do atuador, e todo o sistema está protegido de sobrecargas.

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Manutenção de circuitos hidráulicos

• A manutenção de circuitos hidráulicos exige os seguintes passos:– analisar previamente o funcionamento do circuito;– analisar as regulagens das válvulas;– verificar se a tubulação não apresenta pontos de

vazamento;– verificar a limpeza do óleo existente no

reservatório.

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Manutenção de válvulas hidráulicas

• A manutenção de válvulas hidráulicas deve abranger os seguintes itens: Óleo - verificar grau de contaminação por água e sujeira.

Se for o caso, drenar e substituir o óleo contaminado e sujo por óleo novo, segundo especificações do fabricante.

Guarnições - trocar as desgastadas. Molas - trocar as fatigadas. Sede de assentamento - verificar o estado de desgaste.

• Quando irrecuperáveis, as válvulas hidráulicas deverão ser substituídas por novas.

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Exercícios

Exercício 1Pressão é:a) ( ) sinônimo de força;b) ( ) força por unidade de área;c) ( ) força por unidade de volume;d) ( ) volume por unidade de tempo;e) ( ) volume por unidade de superfície.

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Exercícios

Exercício 2Quais exemplos de máquinas e sistemas hidráulicos são cuidados pela hidráulica industrial?a) ( ) máquinas injetoras, caminhões, navios;b) ( ) automóveis, prensas, mandriladoras;c) ( ) prensas, fresadoras, brochadeiras;d) ( ) locomotivas, fresadoras, mandriladoras;e) ( ) retificadoras, brochadeiras, caminhões.

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Exercício 3A manutenção de bombas rotativas de engrenagens consiste em:a) ( ) trocar as guarnições da bomba e suas válvulas;b) ( ) trocar todo o sistema de palhetas desgastado;c) ( ) regular as válvulas e verificar a limpeza do óleo existente no reservatório;d) ( ) manter o óleo sempre limpo e sem água e trocar as engrenagens desgastadas;e) ( ) substituir as válvulas desgastadas e trocar os filtros de óleo.

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Exercícios

Exercício 4As válvulas hidráulicas se dividem em quatro grupos. Esses grupos são representados pelas válvulas:a) ( ) direcionais e de sentido, controladoras de pressão e de vazão;b) ( ) controladoras de umidade e fluxo, direcionais e de bloqueio;c) ( ) de bloqueio e de segurança, controladoras de temperatura e vazão;d) ( ) controladoras de densidade e pressão, direcionais e de bloqueio;e) ( ) direcionais e de bloqueio, controladoras de pressão e vazão.

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Exercícios

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Pneumática

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ENERGIA PNEUMÁTICA

• A produtividade industrial tem aumentado de forma extraordinária nos últimos anos, fato conhecido por todos.

• Este aumento na produtividade é, em grande parte, impulsionado pela presença de atuadores pneumáticos.

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ENERGIA PNEUMÁTICA

• Os elementos pneumáticos de potência – motores e cilindros, possuem enormes vantagens sobre os acionamentos mecânicos.

• Porém, existe um fato negativo nesse aspecto que é importante: seu custo energético, visto que a energia pneumática é a mais cara em relação à elétrica.

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COMO CONSERVAR UM SISTEMA PNEUMÁTICO

• Na lista de componentes de um sistema pneumático, existem três importantes elementos que, frequentemente são esquecidos e são de vital importância para o bom funcionamento de um sistema pneumático: os filtros de ar, os reguladores de pressão e os lubrificadores de linha.

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• Como não realizam nenhuma função dinâmica, tornou-se comum pensar que esses elementos possam ser relegados a um segundo plano. Contudo, todo o circuito pneumático deve ser instalado com um filtro, um regulador de pressão e um lubrificador em sua entrada.

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• Sem um filtro de ar é quase impossível excluir as impurezas das tubulações que, com o passar do tempo, danificam internamente as tubulações que ligam o compressor à máquina.

• Isso porque a condensação que se deposita na superfície interna dos tubos provoca a formação de ferrugem a certos depósitos de impurezas que, com o tempo, se desprendem e atingem o circuito pneumático, provocando avarias graves nas válvulas e nos cilindros do sistema.

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• O regulador de pressão assegura o fornecimento de uma pressão constante ao circuito pneumático, uma vez que o fornecimento de pressão uniforme na alimentação é essencial.

• A lubrificação desempenha papel igualmente importante no processo ao se desejar reduzir ao mínimo desgaste, já que os lubrificantes aumentam, sem dúvida, o tempo de vida das vedações e, consequentemente, de todo o equipamento pneumático.

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• Dessa forma, para a correta instalação de um circuito pneumático, não se concebe a ausência desses três equipamentos pneumáticos.

• Por outro lado, o funcionamento adequado dos circuitos depende, ainda, de sua acertada instalação o que pode ser conseguido mediante as seguintes precauções:

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- Efetuar a limpeza de toda a tubulação, através da passagem forçada de ar, antes de se ligar qualquer válvula ou cilindro;

- Providenciar proteção conveniente das válvulas contra calor excessivo, poeira, elementos corrosivos e pancadas;

- Evitar estrangulamento desnecessário da tubulação;

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- Verificar se a tensão da bobina é a mesma da rede;

- Munir os circuitos dos equipamentos necessários (filtros, lubrificador e regulador) e fazer o sistema funcionar primeiramente com excesso de óleo, até se notar uma neblina saindo pelos escapes das válvulas, quando então, se regula o lubrificador para uma quantidade de óleo ideal.

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CUIDADOS BÁSICOS

• Os equipamentos pneumáticos em funcionamento necessitam de alguns cuidados para que um pequeno defeito não venha prejudica-los seriamente.

• As principais observações que devem ser feitas são as seguintes:

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CUIDADOS BÁSICOS

- Verificação diária do nível do óleo nos lubrificantes e constatação, pelo visor, se os mesmos estão funcionando para que não falte lubrificação;

- Observação dos equipamentos quanto à sua fixação (cilindros trabalhando soltos passam, geralmente, a receber esforços radiais em seu eixo e pode ocasionar sua ruptura, desgaste, irregulares dos mancais riscos no tubo);

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Cuidados Básicos

- Eliminação de qualquer vazamento, pois este defeito implica consumo de ar desnecessário e queda de pressão;

- Drenagem diária dos filtros para evitar a sua saturação;

- Manter sempre que possível, os equipamentos limpos e protegidos contra impurezas, pancadas e elementos corrosivos.

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Cuidados Básicos

• Outros cuidados que evitam manutenções corretivas devem ser tomados por ocasião de montagem e desmontagem dos equipamentos pneumáticos que possuem guarnições e superfícies lisas de todo tipo.

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Cuidados Básicos

Alguns dos principais cuidados a serem tomados envolvem:- A escolha de um lugar limpo e livre de poeira para a

desmontagem da válvula ou cilindro;

- Limpeza perfeita de todas as peças antes que sejam montadas – as guarnições não podem ser limpas com solventes que ataquem a borracha, com gasolina, benzina e tinner;

- Lubrificação de todas as peças, antes da montagem;

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Cuidados Básicos

– Exame cuidadoso (antes da montagem dos acabamentos das superfícies metálicas que entram em contato com as guarnições, já que montar uma guarnição nova em uma superfície áspera, batida ou arranhada é o mesmo que perde-la);

– Prevenção contra o uso de martelo de metal e de ferramentas de aresta cortante no ato de desmontar e montar (se necessário, usar o martelo de plástico ou borracha).

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INSTALAÇÃO DE VÁLVULAS PNEUMÁTICAS

• VÁLVULAS COM OPERAÇÃO MANUAL

- Se a válvula tiver pés para montagem, coloque-os com segurança em uma superfície plana. Não coloque um esforço sobre o corpo da válvula montando esta em uma superfície desigual;

- Instale a válvula de forma que o atuador esteja prontamente acessível ao operador. Não lhe exija procurar em todo o mecanismo de movimento para alcançar o atuador da válvula;

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VÁLVULAS COM OPERAÇÃO MANUAL

- Instale a válvula de forma que ela não esteja sujeita a jatos quentes. O calor extremo produz um efeito nocivo na maioria das vedações;

- Instale a válvula de forma que ela não fique coberta de sujidade. As válvulas frequentemente ficam cobertas e são difíceis de achar;

- Faça ligações com os orifícios da válvula de forma que não vazem, mas não aplique muita força ao apertar essas ligações para que as aberturas não se quebrem;

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VÁLVULAS COM OPERAÇÃO MANUAL

- Instale as válvulas de forma que se possam ser facilmente acessíveis ao operador, contudo, altas o suficiente para que não sejam atingidas por elementos móveis;

- Quando instalar as válvulas certifique-se de que a sujidade não entrou nas válvulas antes de serem operadas.

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VÁLVULAS COM OPERAÇÃO MECÂNICA

- A válvula deve ser montada numa boa superfície plana. Essa válvula deve suportar esforços de roletes, braços de disparo, pinos e outros meios de operação mecânica. Os parafusos de montagem devem ser colocados uniforme e firmemente;

- Certifique-se de que a válvula esteja limpa antes que seja instalada;

- Instale a válvula, de forma que funcione melhor na disposição dos tubos. Em outras palavras, elimine curvas na tubulação tanto quanto possível;

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VÁLVULAS COM OPERAÇÃO MECÂNICA

- Certifique-se de que todas as conexões de canos estão apertadas. Os vazamentos de óleo e de ar são desaconselháveis;

- Verifique os disparos mecânicos para saber se estão no alinhamento adequado. Verifique também se passam além do curso normal;

- Lubrifique os mecanismos de atuação, e certifique-se de que funcionam livremente.

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CAUSAS DE FALHAS EM VÁLVULAS PNEUMÁTICAS

VÁLVULAS OPERADAS MANUALMENTE- Sujidade – Esta é a causa principal de falha nas válvulas. A sujidade das linhas sem filtros ou de sistemas sujos pode incrustar-se nas vedações das válvulas, arranhar revestimentos de válvulas e êmbolos metálicos, bloquear a passagem de fluidos e causar vários tipos de danos;

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VÁLVULAS OPERADAS MANUALMENTE

- Falta de lubrificação – A maioria das válvulas pneumáticas necessitam de lubrificação. Sem lubrificação as peças desgastam-se rapidamente. A falta de lubrificação pode fazer o atuador da válvula travar;

- Temperatura de operação – Altas temperaturas levam à deterioração a maioria das vedações, causando vazamentos. A dilatação térmica das vedações pode causar falhas;

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VÁLVULAS OPERADAS MANUALMENTE

- Peças danificadas – Algumas válvulas possuem mola para retorno do atuador à posição inicial. Se o atuador não retornar a mola pode estar danificada;

- Vedações incorretas – Especifique a vedação correta de acordo com o fabricante e o código da válvula, não esquecendo de observar a faixa de temperatura em que as vedações devem operar.

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VÁLVULAS OPERADAS MECANICAMENTE

- Se a válvula falhar em deixar passar a quantidade correta de fluido, verifique se o meio de acionamento está impulsionando o mecanismo da válvula na extensão total de seu curso. O mecanismo de disparo pode estar empenado ou frouxo, comprometendo a operação da válvula;

- Se um rolete, pino ou alavanca articulada falharem em retornar à posição inicial quando a pressão for aliviada, vários elementos devem ser verificados, como, por exemplo, a mola de retorno pode estar quebrada, lubrificação inadequada, ou pode haver sujeira em excesso, pois partículas podem se introduzir no mecanismo de operação fazendo a válvula travar.

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MANUTENÇÃO PREVENTIVA

• É difícil estabelecer um período igual para a manutenção preventiva dos equipamentos pneumáticos.

• Não há dúvida que a manutenção deve ser periódica, mas os intervalos devem ser indicados conforme as condições ambientais, como a existência de poeira, calor agentes corrosivos e outros.

• Pode-se dizer que, de um modo geral, para condições normais de trabalho, a manutenção pode ser feita em intervalos que variam entre 3 a 4 meses.

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• A variável de período é estabelecida durante a própria manutenção, pois se os equipamentos se apresentarem em bom estado, sem nenhum reparo a fazer, logicamente o intervalo poderá ser ampliado. Caso contrário, quando os equipamentos apresentarem muitos defeitos antes da manutenção, o intervalo deve ser reduzido.

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• Os principais itens abordados quando da manutenção preventiva são:

- Cuidado na desmontagem das válvulas ou cilindros (na maioria das vezes trata-se de elementos mecanicamente perfeitos que necessitam apenas de limpeza), já que a falta de cuidado pode produzir avaria de uma guarnição ou peça, implicando a sua substituição;

- Verificação atenta do estado das guarnições que devem trabalhar perfeitamente até a próxima manutenção (uma guarnição que ainda não apresentou vazamento, mas tem indícios de desgaste deve ser substituída);

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- Exame cuidadoso das superfícies metálicas de trabalho onde deslizam eixos, tubos, verificando se não apresentam ranhuras pancadas ou rebarbas;

- Inspeção dos elementos desmontados quanto à lubrificação para constatação da eficiência do sistema de lubrificação. No caso de os equipamentos apresentarem defeitos antes do tempo previsto, convém investigar como causas prováveis: lubrificação escassa, presença de impurezas no interior do equipamento, desgaste exagerado ou ranhuras nos eixos, tubos e mancais;

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PLANO DE MANUTENÇÃO PREVENTIVA EM UMA

INSTALAÇÃO PNEUMÁTICA

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