Dimensionamento correto do sistema hidráulico para guinchos

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Dimensionamento do sistema hidráulico para guinchos 

Com o crescente número de acidentes nas estradas, os veículos de autossocorro são essenciais para o içamento, destombamento e reboque de veículos danificados. Eles otimizam a realização de esforços em operações de resgate que requerem grande capacidade de tração, de forma econômica e com grande segurança.

Para isto é necessária uma elevada potência hidráulica para rebocar ou guinchar veículos de vários tamanhos nas mais diversas situações. O sucesso da operação de resgate está intimamente ligado ao bom ajuste de todos os componentes envolvidos. Um dimensionamento incorreto do sistema hidráulico causa inevitavelmente queda do rendimento, o que pode resultar, em casos extremos, no não funcionamento do processo de resgate.

É imprescindível o dimensionamento correto de cada componente do sistema hidráulico, para que não haja problemas como superaquecimento do sistema, falta de pressão hidráulica, perdas de carga ou até mesmo a contaminação do óleo, que causa desgaste, travamento de válvulas e vazamentos internos no sistema, resultando em danos irreparáveis dos componentes.

O sistema hidráulico de um guincho é composto basicamente de bomba, válvula direcional, motor hidráulico e reservatório. Tubulações e filtros fazem as ligações de condução, conforme ilustrado no fluxograma abaixo:

FONTE: http://www.slideshare.net/MOLINALEME/sistema-hidrulico-dos-tratores-agrcolas-2011 

Para iniciar o dimensionamento, é importante sempre solicitar a ficha técnica do guincho que será instalado, pois nela estão descritos os requisitos para o funcionamento correto do mesmo. Sendo assim, vamos tomar como exemplo o guincho Ensimec HPR45HP:

FONTE: https://www.ensimec.com/downloads/ficha-tecnica-hpr45hp.pdf

Com base na ficha técnica, dimensiona-se o sistema:

  • Bomba Hidráulica: deve fornecer fluxo de fluido hidráulico à pressão hidráulica indicada na ficha técnica. (vazão de 45l/min com pressão de trabalho de 165bar). Esta deve ser dimensionada também de acordo com a tomada de força instalada no veículo. É importante levar em consideração a rotação do motor do veículo em regime de trabalho e a multiplicação da tomada de força, se for o caso. Tenha em mente que normalmente as bombas são projetadas para fornecer vazão máxima ou pressão máxima em situações diferentes, então não podemos optar por tabela nos dados listados. A regra básica é sempre optar por uma bomba um pouco maior em vazão que suporte a pressão desejada.

O conceito de “perda de carga” em um sistema hidráulico é toda perda de energia hidráulica resultante do atrito interno do óleo com os componentes, gerando aquecimento e com isso afinamento do óleo, o que aumenta o volume dos vazamentos internos.

  • Comando Hidráulico: Deve ser proporcional a bomba hidráulica instalada. Válvulas pequenas causam “perda de carga” e com isso reduzem inevitavelmente a pressão de operação. Tenha sempre em mente que pressão estática é sempre absoluta, enquanto a pressão dinâmica é inversamente proporcional a “perda de carga” do sistema. A pressão máxima do sistema é regulada nesta válvula, o que é muito importante. A correta regulagem da válvula de alívio deve ser igual ou com no máximo 10% a mais que a pressão de trabalho recomendada para o equipamento. Pode se admitir um pequeno excesso de pressão no sistema em função das perdas de pressão por “perda de carga”. Válvulas incorretamente dimensionadas e reguladas, resultam em baixa performance do controle e ineficiência do sistema ou até mesmo falha dos componentes por excesso de pressão.

A utilização de vazão e pressão muito inferiores à recomendada resultarão em baixo rendimento do guincho, no entanto, a utilização de vazão e pressão superiores à recomendada podem resultar em sérios danos para equipamento.

  • Reservatório Hidráulico: O reservatório hidráulico precisa ter capacidade suficiente para fornecer boa dissipação de calor, a fim de se evitar o superaquecimento do óleo hidráulico que causa queda no desempenho do sistema. Como o uso do guincho nos veículos de auto socorro é esporádico, o mesmo deve ter capacidade de 2 vezes a vazão de óleo da bomba hidráulica por minuto. Ou seja, nesse caso, o mesmo deveria ter no mínimo 90 litros de capacidade de óleo. Em caso de instalação de um radiador de óleo na linha de retorno, o dimensionamento poderá ser menor, proporcional a eficiência da troca de calor do mesmo.
  • Mangueiras Hidráulicas: Para reduzir a “perda de carga” no sistema hidráulico, porém ficar dentro de um planejamento viável economicamente, é preciso que as mangueiras estejam corretamente dimensionadas. Elas são dimensionadas de acordo com a bomba instalada, e também de acordo com o fluido hidráulico utilizado. Nos dois extremos desta escala temos no lado bom o fluxo laminar que consome o mínimo de energia, e no lado ruim o fluxo extremamente turbulento que causa perda de carga elevada, isto é, aquecimento e perda de pressão dinâmica no guincho. No nosso exemplo, com fluxo de óleo de 45 l/min a uma pressão de 165bar, as linhas de pressão devem utilizar no mínimo mangueiras com diâmetro de ½’’.
  • Filtros: Frequentemente a instalação deste item é negligenciado por não se achar necessário. Alertamos que o filtro seja talvez o componente mais importante de todos, pois vai garantir um bom funcionamento com vida longa do sistema hidráulico. A importância da remoção de partículas metálicas do óleo em circulação é vital para a qualidade do funcionamento. O filtro deve ser dimensionado para permitir a passagem do triplo da vazão da bomba para evitar que o mesmo se torne um ponto de restrição, ocasionando perda de carga do sistema. Em um sistema hidráulico o filtro pode estar localizado em três áreas distintas: na linha de sucção, na linha de pressão ou na linha de retorno, que normalmente é o mais comum.

O sistema hidráulico, como um todo, deve ser entendido como algo muito sensível em relação a contaminações. Todo componente vem do fabricante devidamente limpo internamente para garantir o mínimo de contaminação do óleo hidráulico. Portanto, tenha em mente que a montagem do sistema deve ser criteriosa, respeitando as proteções das mangueiras e componentes, que somente devem ser removidas no exato instante da montagem. Nos sistemas hidráulicos, 95% do desgaste dos componentes, principalmente bomba e motor, se deve a contaminação do óleo por partículas metálicas de desgaste natural.

Com base nestas informações, já é possível dimensionar o sistema hidráulico do seu caminhão, para que o guincho tenha o rendimento desejado.

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Ensimec / Gbach, robustez no que projeta, segurança no que faz e qualidade no que vende.

 




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