Vida longa aos eixos cardan

Quando o assunto é equipamento móvel, o eixo cardan não pode ser esquecido. O sistema é responsável pela transmissão da força gerada pelo motor para as rodas, sendo um componente essencial para caminhões e muitos equipamentos da Linha Amarela. A vida útil do eixo cardan pode ser bastante longa, mas isso dependerá de uma série de atividades de manutenção, a começar pela lubrificação correta e pela operação adequada da máquina, o que requer treinamento do operador em aspectos como o próprio componente, problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados durante a execução dos serviços.

No caso da lubrificação, o tipo de graxa e o modo como ela é aplicada corresponde a mais de 90% das exigências de durabilidade do eixo cardan. De acordo com especialistas, a ausência de graxa pode resultar em componentes desgastados rapidamente, além de elevar o sistema a temperaturas acima dos 130 °C, que é o limite de componentes como as cruzetas. Por isso, em operações fora de estrada, o cuidado com a lubrificação deve ser ainda maior. A indicação é que, além das verificações de rotina, seja realizada a verificação da quantidade e qualidade de graxa nos componentes do eixo cardan toda vez que o veículo entrar em contato com níveis altos de água ou de lama, como acontece em enchentes e atolamentos.

A aplicação da graxa correta é outro ponto de atenção para caminhões pesados e máquinas da Linha Amarela de construção. Geralmente, esses equipamentos utilizam lubrificantes para eixos do tipo EP-1 ou EP-2, feitos à base de sabão de lítio. Já o modo de aplicação pode ser permanente ou não permanente, dependendo da preferência do usuário (saiba mais sobre lubrificação no quadro da página 73).

Do mesmo modo que é essencial elaborar um plano de verificação do lubrificante, também é indicado criar um plano adequado de prevenção para todo o conjunto do eixo cardan. Para um caminhão pesado em condições rodoviárias (ou “moderadas”), especialistas indicam inspeção nos cardans a cada 150 h de operação. Nos casos mais severos, principalmente em terrenos irregulares, a inspeção deve ser feita a cada 50 h.

Índícios de avarias

Como o eixo cardan se encontra na parte inferior da máquina, exposto diretamente ao atrito com solos irregulares e substâncias contaminantes, é recomendado que o operador se mantenha atento aos indicadores de avaria. Qualquer alteração no funcionamento normal do eixo cardan pode ser detectada por meio de ruídos e vibrações anormais. A vibração, mesmo que leve, é um dos principais indícios da necessidade de reaperto, troca de um componente de desgaste ou alinhamento no eixo.  No caso de ruídos, é mais difícil identificar a peça que está com problemas, porém é um indicador de que componentes do eixo estão gastos, desalinhados ou até fundidos. A cruzeta, por exemplo, responsável pela transmissão do torque e angulação do sistema, é uma peça de desgaste que – quando danificada – pode apresentar ruídos e resíduos de pó de ferro. Ao se notar alguma avaria nesse componente, é necessário levar a máquina a uma oficina ou estacioná-la em um local seguro, até que um técnico especializado retire e verifique o componente.

Além de ser uma peça pesada, o eixo cardan pode atingir temperaturas altíssimas em operação inadequada. Portanto, não é indicado manuseá-lo sem o conhecimento técnico necessário ou mesmo sem a utilização de EPI’s (Equipamentos de Proteção Individual), como luvas, capacete e óculos de proteção. Mesmo na ausência de problemas, é aconselhável criar um plano de manutenção do eixo, juntamente com os outros componentes da máquina que dependam dele.

Em casos mais críticos, como quebra ou reforma da peça para adequação, é necessário substituir o cardan. Porém, especialistas afirmam que em 95% dos casos a substituição do conjunto acaba não ocorrendo, pois os clientes invariavelmente optam por sua manutenção/recuperação, que chega a custar até 60% menos que um conjunto novo. Para efeito de comparação, eixos cardan para equipamentos da Linha Amarela podem custar até R$ 9 mil.

Por isso, quando a opção for pela manutenção do conjunto danificado, será necessário que a oficina escolhida tenha estrutura e maquinário adequados para efetuar todos os processos de inspeção, manutenção, alinhamento e balanceamento dos eixos, além de mecânicos treinados, que executem o trabalho de acordo com os requisitos de qualidade, de preferência certificados por selos como o ISO 9001. Outra questão que precisa ser levada em consideração é o tempo de manutenção, já que uma máquina ociosa acaba trazendo prejuízos também à operação do usuário. De acordo com as fontes consultadas por esta reportagem, o tempo médio de permanência da peça na manutenção é de 3 a 24 h de serviço (veja as etapas de manutenção no quadro da pág. 72).

Procedimento padrão

O eixo cardan deve ser cuidadosamente transportado sobre dois calços, para não encostar diretamente no chão ao chegar à oficina especializada. O primeiro passo da manutenção consiste em desmontar a peça em uma bancada limpa e apropriada, soltando os parafusos e retirando os componentes do eixo, incluindo flanges, ponteiras, mancais, luvas, garfos, yokes, rolamentos, retentores, peças de suporte e cruzetas. Esses itens devem ser cuidadosamente medidos e comparados com peças novas, selecionando as que serão substituídas ou recuperadas.

Durante a inspeção, as cruzetas não podem estar espelhadas, o que indica desgaste por rotação. É preciso verificar também a folga nas cruzetas e entre os entalhados das ponteiras e luvas.  Nos garfos, mancais e terminações deve-se verificar a existência de trincas ou folgas, além das condições gerais, balanceamento e possíveis impactos no eixo. Ao final do processo, deve-se testar o cardan na rotação de trabalho para verificar se não há ruídos no rolamento ou outros problemas.

A etapa seguinte é a solda das peças danificadas, que pode recuperar garfos, ponteiros e tubos. Na solda do tubo, por exemplo, é utilizada uma máquina de soldagem que efetua o trabalho com precisão. Após a operação, deve ser verificada a qualidade do caldeamento, ou seja, a fundição entre o tubo, o componente e o arame de solda. Para garantir a integridade da operação, o voltímetro e o amperímetro do aparelho de soldagem devem ser regularmente calibrados.

Após a peça esfriar, o tubo passa por um processo de alinhamento em prensas do tipo ‘C’, para correção de eventuais empenos, uma vez que a tolerância de alinhamento é de até 0,02 mm (dois centésimos de milímetro) nas extremidades e 0,05 mm (cinco centésimos de milímetro) no centro. Por ser uma peça difícil de ser corrigida, é raro que o alinhamento chegue a valores muito próximos de zero.

O usuário ainda pode optar pelo processo de balanceamento eletrônico do eixo, que realiza a distribuição correta de massa e não permite irregularidade dos componentes, garantindo com isso que a vibração dos eixos esteja dentro dos limites especificados. As qualidades dessa operação são definidas pela NBR 8008/83, classe G-16.

Após os testes de qualidade, os componentes são reacoplados, prensados e inspecionados.  Com a peça aprovada, é feita a lubrificação do sistema.

Lubrificação do sistema

A montagem do eixo cardan exige um exame cuidadoso de possíveis folgas no conjunto deslizante, assim como o aperto dos parafusos dos flanges. Executa-se a lubrificação em todos os pontos, aplicando-se a nova graxa até que a antiga saia totalmente pelos anéis de vedação e respiros. As peças mais importantes nesse processo são as luvas deslizantes e a cruzeta, na qual a reaplicação deve ser feita em todas as quatro capas. É importante lembrar que o canal de lubrificação não deve ser retirado ou limpo.

Há ainda oficinas que utilizam equipamentos especiais para lubrificação, como as ferramentas pneumáticas, que devem ter seus sistemas de drenagem e filtragem vistoriados regularmente, uma vez que a contaminação da graxa por água e resíduos abrasivos pode encurtar sensivelmente a vida útil das cruzetas.

Após executar a lubrificação adequadamente, o eixo é cuidadosamente montado, já que pequenos erros podem afetar a integridade de todos os processos anteriores. Os garfos, por exemplo, devem estar totalmente alinhados.

Após a montagem, o eixo passa por uma pintura e pode ser reaplicado no equipamento. Para armazenamento por longos períodos na oficina ou mesmo com o cliente, é importante que a peça fique na posição vertical e seja lubrificada duas vezes ao ano, mesmo que permaneça fora de operação.

Como escolher o eixo adequado

A aplicação de um eixo inadequado resultará em desgastes prematuros e perda de desempenho da máquina. Se o eixo é alterado em tamanho, ele poderá funcionar em condições fora do padrão, o que provocará ruídos e quebra de componentes. A primeira definição deve ser feita em relação ao tipo de equipamento. Os caminhões pesados possuem um eixo muito semelhante aos de equipamentos da Linha Amarela. A única diferença é que a Linha Amarela utiliza sistemas de rolamentos articulados, com cruzeta mancalizada e uma angulação maior, enquanto os caminhões utilizam eixos duplos, com rolamento central fixo.

Para escolher corretamente o tipo de eixo cardan indicado para determinado equipamento e que esteja de acordo com a operação designada, é sempre aconselhado antes de tudo consultar o fabricante. Mas alguns aspectos podem adiantar essa definição, como: fatores de serviço, potência do motor, rotação de trabalho, ângulo máximo de trabalho e comprimento do cardan.

Aplicando corretamente a lubrificação

A lubrificação é o ponto-chave para obter vida longa dos eixos cardan. Ela é aplicada nas cruzetas, rolamentos, luvas e ponteiros deslizantes. Esses componentes utilizam a mesma graxa à base de sabão de lítio, do tipo EP (Extrema Pressão), com graus de consistência 1 ou 2. Outros lubrificantes, como os que possuem base de silicone, não devem ser utilizados, pois não asseguram proteção suficiente ao sistema.

Em relação às aplicações do material lubrificante, o usuário pode optar pela graxa permanente ou não permanente. O primeiro tipo é uma tecnologia nova no Brasil e permite autonomias de 3 mil a 5 mil km de operações severas com caminhões ou de 15 a 30 dias até a próxima troca, sempre dependendo das condições em que o equipamento opera. O problema do tipo permanente é que o usuário acaba por não vistoriar regularmente o sistema, o que resulta em maiores chances de a peça apresentar problemas ao longo da operação. Já o lubrificante temporário “obriga” o operador a fazer vistoria e manutenção preventiva, tanto na graxa quanto no sistema cardan como um todo.