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12 de novembro de 2020
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Manutenção

A importância do sistema hidráulico

Manutenção de componentes hidráulicos exige atenção e planejamento, evitando a deterioração prematura dos componentes e paradas imprevistas dos equipamentos

O desgaste de componentes hidráulicos é algo corriqueiro em máquinas pesadas, tendo em vista a força e o desempenho exigidos desses componentes. Contudo, um sistema bem-ajustado e com as manutenções em dia evita paradas não programadas e até riscos de perda do equipamento.

Por sua complexidade e importância operacional, pode-se dizer que os sistemas hidráulicos representam o ‘coração’ de máquinas como escavadeiras, retroescavadeiras, carregadeiras e outros. Nesses equipamentos, os sistemas são responsáveis pela execução da maioria dos movimentos articulados, distribuindo força entre as partes por meio de fluidos.

Para a impulsão desse conjunto são utilizadas bombas hidráulicas, responsáveis por regular o envio do fluxo hidráulico para o acionamento de funções específicas, como giro ou escavação. “Os componentes que têm a função de movimentar o fluido, para que exerça seu papel de transformar energia hidráulica em mecânica”, ilustra Gabriel Borges, especialista da Tedrau.

Existem dois tipos de bombas hidráulicas, ambos controlados por sensores, válvulas e dispositivos eletrônicos: de engrenagem e de deslocamento variável. A primeira é predominantemente de deslocamento fixo, ou seja, com vazão sempre constante. Ela pressuriza o óleo hidráulico com força que varia de acordo com a velocidade do motor, sendo que o único modo de manter a alta pressão é utilizar o motor em plena potência.

Os componentes principais dessas bombas são carcaça, engrenagens e mancais. “Na maioria dos casos, as bombas de engrenagens são utilizadas em sistemas de baixa ou média pressão e com menor vazão”, explica Roberto Henrique Paulino, líder do setor de escavadeiras da Novak & Gouveia.

Normalmente, esse tipo de bomba é utilizado em circuitos mais simples, sem variação de vazão, como guindautos e basculantes. “A vantagem é o custo menor e a simplicidade de aplicação nos circuitos, assim como a robustez”, sa


O desgaste de componentes hidráulicos é algo corriqueiro em máquinas pesadas, tendo em vista a força e o desempenho exigidos desses componentes. Contudo, um sistema bem-ajustado e com as manutenções em dia evita paradas não programadas e até riscos de perda do equipamento.

Por sua complexidade e importância operacional, pode-se dizer que os sistemas hidráulicos representam o ‘coração’ de máquinas como escavadeiras, retroescavadeiras, carregadeiras e outros. Nesses equipamentos, os sistemas são responsáveis pela execução da maioria dos movimentos articulados, distribuindo força entre as partes por meio de fluidos.

Para a impulsão desse conjunto são utilizadas bombas hidráulicas, responsáveis por regular o envio do fluxo hidráulico para o acionamento de funções específicas, como giro ou escavação. “Os componentes que têm a função de movimentar o fluido, para que exerça seu papel de transformar energia hidráulica em mecânica”, ilustra Gabriel Borges, especialista da Tedrau.

Existem dois tipos de bombas hidráulicas, ambos controlados por sensores, válvulas e dispositivos eletrônicos: de engrenagem e de deslocamento variável. A primeira é predominantemente de deslocamento fixo, ou seja, com vazão sempre constante. Ela pressuriza o óleo hidráulico com força que varia de acordo com a velocidade do motor, sendo que o único modo de manter a alta pressão é utilizar o motor em plena potência.

Os componentes principais dessas bombas são carcaça, engrenagens e mancais. “Na maioria dos casos, as bombas de engrenagens são utilizadas em sistemas de baixa ou média pressão e com menor vazão”, explica Roberto Henrique Paulino, líder do setor de escavadeiras da Novak & Gouveia.

Normalmente, esse tipo de bomba é utilizado em circuitos mais simples, sem variação de vazão, como guindautos e basculantes. “A vantagem é o custo menor e a simplicidade de aplicação nos circuitos, assim como a robustez”, salienta Borges.

DESLOCAMENTO VARIÁVEL

Mais sofisticada, a bomba de deslocamento variável tem uma série de cilindros e pistões fixados em um anel dentro de um bloco. Existem dois tipos principais: palhetas e pistões. Como característica comum está a variação (compensação) da vazão em relação à pressão. Ou seja, quando a pressão se aproxima da máxima regulada, faz a compensação da vazão. Em síntese, na pressão máxima a vazão tende a zero.

Os componentes das bombas de pistões (radiais ou axiais) incluem carcaça, conjunto rotativo, rolamentos, eixos, platôs, guias de inclinação e servo pistão. A bomba de pistões tem uma faixa de pressão de trabalho mais elevada. Os componentes mecânicos utilizam folgas precisas em sua construção – entre os pistões e suas sedes de trabalho –, o que aumenta a capacidade de suportar pressão mais elevada. “Porém, essas pequenas folgas a torna menos propícia a suportar impurezas no sistema”, adverte Borges.

Segundo ele, a bomba de pistões tem a vantagem de possuir mais aplicações no modelo de vazão variável, podendo ser controlada por equipamentos mecânicos, elétricos, eletrônicos e hidráulicos, o que dá uma gama de aplicação extensa, podendo ser utilizada em sistemas mais complexos e que exigem engenharia mais sofisticada, assim como em circuito fechado.

Paulino lembra que as bombas de vazão variável são aplicadas em sistemas com maior vazão e eficiência. “Esse tipo de bomba costuma desempenhar função tanto para sistemas de circuito aberto quanto fechado”, diz. “Por serem mais eficientes e contarem com mais recursos de segurança, estão presentes em quase todos os tipos de equipamentos.”

Máquinas de aplicação móvel como escavadeiras, carregadeiras e tratores também utilizam bombas de pistões variáveis, tanto na movimentação de implementos quanto na substituição do sistema de transmissão. O sistema é semelhante ao CVT de veículos, porém com controle de vazão e pressão mais preciso, o que torna linear a relação de transmissão e não algo determinado em relações fixas, como as caixas convencionais, que em cada marcha já têm predeterminadas a relação, por exemplo de 50 x 1 (a cada 50 rpm do motor, uma volta na transmissão).

LUBRIFICAÇÃO

Circuitos hidráulicos requerem atenção com a lubrificação, sempre atentando para os prazos de troca de óleo e filtros, análises periódicas do fluido e eficiência de componentes. “Esses circuitos não quebram quando bem-calculados e com a manutenção em dia”, frisa Borges.
Como em qualquer equipamento, com o tempo ocorre desgaste e perda de eficiência do circuito, mas a quebra somente acontece por causa de manutenção deficiente, uso severo ou mau dimensionamento. “O desgaste está diretamente ligado à deterioração do conjunto rotativo, acarretando queda de pressão no sistema e consequente inoperância da máquina”, pontifica Borges.

Nas bombas de pistões, há desgaste nas superfícies de deslizamento entre as placas de válvulas e bloco de pistões, assim como entre os pistões e suas sedes no bloco. Qualquer partícula estranha acelera o desgaste, causando quebra ou perda de eficiência. “Em casos mais graves, as bombas de engrenagens costumam ser substituídas devido ao desgaste do conjunto carcaça/engrenagens. Já nas bombas de pistões, por possuírem muitas partes móveis, a remanufatura se dá em quase todos os casos”, diz. “Menos de 3% das bombas de pistões são consideradas sem conserto.”

A substituição ou readequação do componente devem ser feitas quando a eficiência já não atende mais o trabalho. Se a pressão do circuito não chega ao especificado, o componente deve ser trocado. “A substituição de componentes requer análise prévia da bomba”, esclarece Borges. “Isso deve ocorrer sob a orientação de profissional ou empresa habilitados, que disponham de unidades motrizes óleo-hidráulicas para testes após a intervenção.”

MANUTENÇÃO

Basicamente, há três tipos de manutenção de bombas hidráulicas. A mais aconselhada é a preventiva. “Se executada de forma correta, ajuda a evitar despesas desnecessárias e não programadas, bem como a parada de máquinas”, explica Eduardo Tadeu Iorillo, especialista da Danfer.

Os principais pontos incluem a verificação periódica da qualidade do lubrificante, por meio da visualização do filtro, do nível do tanque e da temperatura de operação. “Se possível, deve-se coletar amostras do óleo e fazer a contagem de partículas”, diz Paulino. “Hoje, conseguimos prever com bastante precisão a hora da troca de componentes”, adiciona Borges.

A preditiva previne quebra e contaminação do circuito, que pode danificar cilindros, comandos, motores de tração e giro. A inspeção regular também é aconselhada. Neste caso, as verificações são mais simples, mas não menos importantes: nível de ruído, temperatura, contaminação e queda na pressão são os principais itens a serem analisados. Em muitos casos, as ações de inspeção regular já estão inseridas na preventiva.

Já a corretiva deve ser utilizada em último caso, pois gera maior custo, sem contar a parada forçada. Enquanto na preventiva a parada programada contribui para a logística, disponibilização de peças e antecipação de recursos humanos, na corretiva a máquina parada gera custos e demanda logística por peças e mão de obra, geralmente escassa. “Na corretiva, deve-se fazer a limpeza do sistema e, se necessário, o flushing do equipamento, além da troca do lubrificante e filtros”, assinala Jeverson de Azevedo, consultor da Novak & Gouveia.

VIDA ÚTIL

Segundo os especialistas, não existe vida útil padrão para bombas hidráulicas, pois vários fatores determinam sua durabilidade – condições de trabalho, clima, qualidade de peças, lubrificantes e filtros. Mas, considerando uma preventiva bem-executada, podem chegar a 20 mil horas sem uso severo e com circuito bem-dimensionado. “O que diminui a vida útil é o uso indevido e baixa qualidade de óleos e filtros, além do aumento do período de trocas”, frisa Borges. “Uma bomba de pistões aplicada em uma retroescavadeira pode durar mais de 10 mil horas, mas se estiver com rompedor hidráulico instalado, a vida útil cai até 50%”, adiciona Paulino.

Um dos fatores que mais contribuem para essa diminuição é a contaminação do óleo hidráulico – partículas sólidas em suspensão, que não são retidas nos filtros. “Isso pode ocorrer também por entupimento do filtro ou até por sua ausência”, completa Iorillo.

Fatores como nível baixo de óleo, temperatura acima do recomendado e vazamentos crônicos podem reduzir a vida útil do sistema e gerar paradas inesperadas. “No médio prazo, uma manutenção desleixada ou falta de preventiva gera um custo até três vezes maior na corretiva”, alerta Borges, explicando que o óleo contaminado com impurezas ou água pode reduzir em 60% a vida útil de um equipamento. “Mas uma análise simples do óleo pode indicar a origem do problema e permitir sua solução antes da quebra, economizando dias parados, mão de obra e reposição de peças.”

Já a baixa eficiência pode estar relacionada ao aquecimento. O calor excessivo desgasta vedações e outros componentes, como agulhas de válvulas, provocando a dilatação de metais, reduzindo as folgas e gerando atrito, minando ainda a eficácia de lubrificação. “Os problemas começam pequenos, mas se tornam gigantes em sequência”, adverte Borges. “Se existe perda de eficiência, é importante ficar atento.”

E o primeiro passo para isso é seguir as orientações do fabricante, mantendo a periodicidade das preventivas. Mas isso não basta, pois é preciso ficar atento aos imprevistos. “Existem macetes para detectar problemas”, diz Borges. “Entre eles está o acompanhamento de ruídos, temperatura excessiva, queda gradual de pressão e eventual cavitação.”

Ruídos estranhos podem indicar cavitação ou filtro de sucção obstruído, já o aquecimento sugere baixa eficiência ou trocador de calor sujo. As pressões do circuito devem trabalhar dentro do especificado, não devendo ultrapassar o limite estabelecido. “Jamais extrapole a capacidade do equipamento sob risco de acidentes e quebras inesperadas”, orienta. “Fique atento também para o funcionamento e ‘sinta’ o tempo de ciclo das máquinas.”

FILTRAGEM

Atualmente, a filtragem pode ser melhorada com microfiltragem e contagem de partículas. A norma ISO 4406 trata dessa contagem, diferenciando a dimensão e propagação das partículas em escalas. “Falhas graves acontecem por partículas maiores que 14 micrômetros, enquanto desgastes prematuros ocorrem por partículas menores que 4 micrômetros, demorando mais a serem notados”, explica Borges.

Segundo Iorillo, as análises físico-químicas e de contagem de partículas são relatadas pelos fabricantes no data-sheet – incluindo a contaminação máxima admissível. “A análise informa a composição das partículas em suspensão. Com essas informações na mão, pode-se prever quais componentes estão desgastados e necessitando de intervenção”, diz.

Borges lembra que qualquer circuito deve ter, no mínimo, filtro de retorno e de sucção, com micragem de acordo com a aplicação de bomba, válvulas e cilindros. “Algumas soluções de microfiltragem melhoram o rendimento do circuito, mas não estendem a troca dos componentes, já que o óleo hidráulico sofre desgaste com temperatura, pressão e tempo de trabalho”, sublinha.

Alguns equipamentos fazem contagem instantânea de partículas, mas sua aplicação depende do tipo de máquina e utilização. Para aplicações normais, o mais indicado é a análise de óleo por amostragem. Existem soluções embarcadas para esse procedimento, que mantém a filtragem do lubrificante constante, como lembra Azevedo. “Também podem ser instalados filtros de alta pressão, para preservação do sistema em caso de quebra do componente”, diz.

Para Borges, as soluções embarcadas são extremamente eficazes, mas não fazem milagres. “A melhor prática ainda é análise e manutenção preventiva do circuito hidráulico”, comenta. “O uso de filtros e óleos de boa qualidade é que determina a durabilidade dos componentes.”

Saiba mais:

Danfer: https://pt-br.facebook.com/danferhid

Novak & Gouveia: www.novakgouveia.com.br

Tedrau: www.borgescomercial.com