Guia do cilindro hidráulico de dupla ação: como funcionam e como escolher

Qualquer pessoa que passe algum tempo perto de guindastes, plataformas aéreas ou empilhadeiras conhece o ritmo de uma máquina bem comportada: uma elevação suave, uma pausa enquanto a carga permanece estável e, em seguida, um retorno controlado à posição de deslocamento. A maior parte desse movimento vem de um cilindro hidráulico de dupla ação. Em vez de ser empurrado em uma direção e depender da gravidade para trazê-lo para casa, um cilindro de dupla ação recebe óleo pressurizado em ambos os lados do pistão, para que possa se estender e retrair com igual autoridade.

Projetamos e construímos cilindros hidráulicos em Huzhou, Zhejiang, desde 2004, e as mesmas perguntas continuam surgindo dos engenheiros e compradores com quem trabalhamos: como esses cilindros realmente funcionam, onde são usados ​​e o que verificar antes de especificá-los. Este guia reúne o que aprendemos na fábrica e no local.

Como funciona um cilindro hidráulico de dupla ação

Um cilindro de dupla ação possui duas portas de fluido, uma em cada extremidade do cilindro. Quando o óleo entra na porta do lado do pistão, a pressão aumenta contra toda a face do pistão e a haste se estende. Quando a válvula direcional muda, o óleo entra na porta lateral da haste e empurra o pistão para trás. Ao mesmo tempo, a câmara oposta drena para o tanque, de modo que nada precisa lutar contra o fluido preso.

A ideia é simples, mas os detalhes importam. Como a haste ocupa parte da câmara lateral da haste, a área efetiva ali é menor. Para a mesma pressão, a força de retração é menor que a força de extensão; para o mesmo fluxo, a velocidade de retração é maior. É por isso que as capacidades de empurrar e puxar são sempre citadas separadamente e o diâmetro da haste nunca é uma consideração tardia em uma especificação.

A tabela abaixo resume as diferenças práticas entre as duas arquiteturas comuns.

Em resumo, sempre que uma máquina precisa mover uma carga em duas direções, mantê-la estável ou baixá-la a uma velocidade escolhida, o layout de dupla ação geralmente é a resposta certa.

Por que o design de dupla ação domina as máquinas móveis

Observe os cilindros de trabalho em um caminhão-guindaste ou em uma plataforma aérea e você descobrirá que quase todos eles têm dupla ação. As razões são práticas e não teóricas:

• Controle no curso de retorno. Um cilindro de dupla ação abaixa uma lança na velocidade definida pelo operador, e não na velocidade escolhida pela gravidade.
• Tempos de ciclo mais curtos. Como o pistão é acionado em vez de ser puxado pela carga, o ciclo de trabalho fica mais rápido, o que é importante em máquinas que funcionam o dia todo.
• Melhor fixação e posicionamento preciso. Com óleo retido em ambos os lados e uma válvula de centro fechado, o cilindro resiste muito melhor à deriva, de modo que uma cesta ou lança permanece onde é colocada.
• Comportamento previsível sob carga. As forças de extensão e retração podem ser calculadas, para que a máquina se comporte da mesma forma, quer esteja trabalhando vazia ou totalmente carregada.

Nada disso vem de graça. Um circuito de dupla ação precisa de duas linhas, uma válvula direcional e um retorno ao tanque, e o próprio cilindro deve ser construído para receber pressão em ambas as câmaras. Em nossa experiência, esse custo extra se paga rapidamente em qualquer coisa que funcione centenas de vezes por dia.

Onde os cilindros de dupla ação fazem o trabalho

Guindastes

Guindastes montados na lateral e em caminhão usam cilindros de dupla ação para elevação, telescopagem, extensão dos estabilizadores, movimento do patim e rotação. Em um guindaste montado em caminhão, o cilindro oscilante levanta a lança e também controla a suavidade com que ela desce. O cilindro telescópico empurra as seções da lança sob pressão, em vez de deixá-las deslizar. Os cilindros estabilizadores são um trabalho de dupla ação clássico: eles precisam levantar a máquina e depois voltar a colocá-la.

Cilindros hidráulicos de guindaste montados em caminhão para sistemas oscilantes, telescópicos e estabilizadores Categoria que abrange cilindros oscilantes, telescópicos, estabilizadores, horizontais e rotativos/de giro para guindastes montados em caminhões, com projetos selados de retenção de pressão para elevação, posicionamento da lança e suporte. Ver Produto →

Plataformas de trabalho aéreo

Veículos de trabalho aéreo, elevadores de lança e elevadores de tesoura dependem do mesmo princípio. Nivelamento, direção, elevação, telescopagem e extensão da plataforma precisam de força em ambas as direções. Os cilindros de nivelamento e de braço pequeno em uma plataforma elevatória de lança são um bom exemplo disso: eles estão constantemente se ajustando para manter o cesto nivelado à medida que a lança percorre seu alcance e precisam manter essa posição enquanto uma pessoa trabalha em altura.

Cilindros Hidráulicos para Plataformas Aéreas de Elevação de Lança Lista de categorias oscilantes, telescópicos, niveladores, niveladores de estrutura, extensão de ponte e cilindros de direção usados para posicionar e estabilizar plataformas de trabalho aéreo tripuladas. Ver Produto →

Veículos Especiais e Equipamentos de Empilhamento

Veículos de inspeção de pontes e caminhões de reboque

Os veículos de inspeção de pontes precisam de estabilizadores, estabilizadores traseiros, rotativos, osciladores do braço principal e cilindros telescópicos verticais que mantêm sua posição enquanto um operador trabalha sob o tabuleiro da ponte. Os caminhões de reboque adicionam braço dobrável, elevação da lança, telescópico da lança e cilindros de plataforma, onde a capacidade de puxar um braço dobrado de volta à sua posição de deslocamento é tão importante quanto levantar a carga em primeiro lugar.

Máquinas de empilhamento

As plataformas de perfuração rotativas utilizam cilindros de giro, levantamento de braço e cilindros telescópicos de braço, e as máquinas trabalham em lama, poeira e oscilações de temperatura que punem qualquer ponto fraco em um sistema de vedação. As máquinas de elevação de tubos contam com cilindros principais de elevação, correção e relé para empurrar seções de tubos através do solo e orientar a cabeça de corte ao longo da linha pretendida.

Cilindros Hidráulicos para Máquinas de Empilhamento e Plataformas de Perfuração Rotativas Categoria que abrange cilindros de levantamento de braço, braço telescópico e giro para plataformas de perfuração rotativa e máquinas de empilhamento usadas em ambientes exigentes de fundação e construção. Ver Produto →

Entramos em mais detalhes sobre isso em uma nota separada sobre cilindros de dupla ação em trabalhos de empilhamento , que vale a pena ler se suas máquinas passam os dias em locais de fundação.

Especificando um cilindro de dupla ação: o que preparar

O caminho mais rápido para uma cotação precisa é uma pequena lista de detalhes da aplicação. Esta é a lista de verificação que usamos quando chega uma nova consulta:

1. Diâmetro do furo e da haste. Juntos, eles definem a força de empurrar e puxar disponível a uma determinada pressão.
2. Curso e montagem. Comprimento pino a pino, estilo de montagem e qualquer limite de espaço de instalação.
3. Pressão e fluxo de trabalho. Pressão contínua, pressão de pico e fluxo da bomba que a máquina pode fornecer.
4. Ambiente. Poeira, lama, névoa salina, faixa de temperatura e se a máquina funciona em ambientes internos ou externos.
5. Ciclo de trabalho. Quantos ciclos por dia e quanto tempo a máquina deve funcionar entre os serviços.
6. Interfaces. Tamanho e posição da porta, requisitos de amortecimento e quaisquer sensores de posição.

Se alguns desses números ainda estiverem abertos, isso é normal. Envie o que você tem, junto com um desenho ou foto da montagem, e faremos o resto juntos.

Vedações, manutenção e vida útil

A maioria dos problemas do cilindro começa pequeno. Um choro lento na vedação da haste, uma fina película de óleo no limpador, um ciclo que parece um pouco mais lento do que no mês passado. O sistema de vedação é geralmente a primeira coisa a inspecionar, e é por isso que mantemos uma linha completa de vedações de cilindro e outras peças de serviço disponíveis para reparos e reconstruções.

Alguns hábitos prolongam consideravelmente a vida útil:

• Mantenha o fluido hidráulico limpo e troque os filtros dentro do prazo e não em caso de falha.
• Inspecione o cromo na haste do pistão em busca de arranhões e lascas de pedra, pois uma superfície da haste danificada corrói as vedações rapidamente.
• Observe a deriva com a válvula fechada; um cilindro que se arrasta está lhe dizendo algo.
• Armazene os cilindros sobressalentes com a haste retraída e as portas tampadas.

Perguntas que ouvimos com mais frequência

Qual é a diferença entre um cilindro de ação simples e um cilindro de dupla ação?

Um cilindro de ação simples é pressurizado apenas em um lado e retorna por gravidade ou por uma mola. Um cilindro de dupla ação é pressurizado em ambos os lados, para que possa empurrar e puxar sob força e manter a posição com mais precisão.

Um cilindro de dupla ação pode suportar uma carga sem oscilar?

Pode segurar muito bem quando o sistema de vedação está em boas condições e a válvula de controle está com o centro fechado. Pequenos vazamentos internos através da vedação do pistão são normais ao longo do tempo, e qualquer movimento lento é geralmente o primeiro sinal de que um kit de vedação é necessário.

Como escolho o diâmetro e o curso?

Comece com a força necessária para mover a carga em sua pressão de trabalho e, em seguida, verifique o diâmetro da haste para ver se há empenamento e o curso para toda a amplitude de movimento, além de qualquer amortecimento. Se os números estiverem próximos, um diâmetro um pouco maior geralmente é a escolha mais segura.

Os cilindros de dupla ação não são complicados em princípio, mas recompensam especificações cuidadosas. Obter o furo, a haste, o sistema de vedação e a montagem logo na fase de projeto é muito mais barato do que consertar uma máquina no campo. Se você está trabalhando em um guindaste, plataforma aérea, veículo especial ou bate-estaca e deseja conversar por meio de um aplicativo, teremos todo o prazer em compartilhar o que aprendemos.