Situações de aplicação nos cilindros hidráulicos

Em regra geral, os cursos para os cilindros hidráulicos AHP Merkle estendem-se entre 1mm a 2.000mm. Naturalmente, também existem desenhos especiais com cursos mais longos.

Na  determinação/dimensionamento, deve ser prestada especial atenção a condições de funcionamento importantes, tais como a dinâmica, velocidade do pistão, rácios de força, etc.

Altas velocidades no pistão e / ou grandes massas

Com altas velocidades no pistão e grandes massas móveis, deve ser dada especial atenção à abordagem relativa à posição final. Para evitar cargas de impacto desnecessárias, recomenda-se a utilização de cilindros hidráulicos com amortecimento de fim de curso, ou então a utilização de amortecedores externos – ou mesmo ambos. Isto aplica-se sempre quando o pistão se move para a posição final a uma velocidade superior a 0,1 m/s.

Um fator importante para decidir sobre o amortecimento no cilindro ou pelos amortecedores externos não podemos apenas considerar a massa em movimento, mas também o caudal. Se o curso for muito curto, o amortecimento pode ter um forte efeito no movimento do cilindro, tornando-o assim "lento". Neste caso, é aconselhável utilizar o amortecimento externo.

Quanto maior for a velocidade do pistão ou a massa movida pelo cilindro, mais importante é o seu amortecimento.

Aplicação sincronizada

Para operar vários cilindros (mesmo idênticos) sincronizadamente numa aplicação, existem certas considerações especiais que devem ser consideradas. Isto porque o funcionamento sincronizado de vários eixos só pode ser alcançado com medidas de conceção adicionais. A razão para isso é o grande número de parâmetros físicos que afetam o sistema. Nos cilindros hidráulicos isto significa que um terá sempre menor resistência, pelo que mesmo as unidades tendo desenhos idênticos nem sempre avançam e recuam de forma idêntica. Se as aplicações sincronizadas forem operadas sem as medidas de conceção adequadas para a sincronização, podem ocorrer danos a outros elementos no sistema e estes podem também ser danificados.

Uma forma eficaz de conseguir uma execução sincronizada sem falhas é utilizar divisores de fluxo. Estes dividem o óleo disponível uniformemente entre os cilindros. Além disso, os tubos/furos para o fluxo de volume de alimentação individualmente devem ter o mesmo comprimento (sistema sincronizado) e a secção transversal dos tubos/furos deve ser suficientemente grande. Na maioria dos casos, um sistema de tubos/furos sincronizado com uma orientação bem pensada das peças a serem movidas é suficiente para a maioria das aplicações.

Outro meio de  alcançar a sincronização será utilizando  um  transdutor de posição linear. Os sistemas que  são  controlados desta forma oferecem a  sincronização mais precisa para a  implementação  de  aplicações sincronizadas.  Aqui as válvulas de controlo e electroválvulas executam um controlo preciso do caudal –  e, portanto, do movimento do cilindro. No entanto, a eletrónica de controlo para este tipo de sistema é muito mais complexa.

Devido à complexidade das aplicações sincronizadas e aos efeitos resultantes relativamente aos cilindros, a construção global e/ou à máquina, a AHP Merkle recomenda a realização de um inquérito aprofundado no que respeita aos rácios de força, movimentos do eixo e outros detalhes de design da aplicação sincronizada planeada.

Transmissão indesejável da pressão

Se os cilindros hidráulicos forem combinados entre si para otimizar perfis de movimento ou o aumento da força, os possíveis efeitos devem ser cuidadosamente avaliados e tomados em consideração no desenho.

• Exemplo 1 (cilindros acoplados):Se dois cilindros hidráulicos acoplados na haste do pistão tiverem diâmetros de pistão diferentes, apressãono menor (p 1, A1) aumenta significativamente quando o maior (p2, A2) "empurra". Esta situação segue a seguinte relação: 

  Com uma pressão de saída de 250 bar (3625 PSI) e diâmetros de pistão de 50 mm (1,97 polegadas) (cilindro grande) e 32 mm (cilindro pequeno), a pressão da câmara no cilindro pequeno aumenta para cerca de 610 bar (8845 PSI) . Com um diâmetro de pistão ainda menor de 25 mm (cilindro pequeno) o valor na câmara do cilindro até aumenta para 800 bar (11.600 PSI).

  Se neste arranjo o cilindro hidráulico grande não empurrar sobre a superfície do pistão, mas sim sobre a superfície do anel do cilindro hidráulico menor, o aumento da pressão torna-se ainda mais dramático.

• Exemplo 2 (forças externas):

  Uma fonte típica de riscos surge quando grandes forças externas atuam em cilindros hidráulicos. Estas situações podem ocorrer, por exemplo, quando a válvula para retrair o pistão não abre no momento certo. A grande força gerada sobre a grande superfície do cilindro principal é então transmitida para a pequena superfície do pistão, criando uma força tremenda que "explode" o cilindro hidráulico.

Porta fuga de óleo

Como design especial é possível fornecer uma ligação adicional de óleo de fuga no cilindro hidráulico.  Isto é sempre necessário se não for permitido nenhum microfilme na haste do pistão, como na indústria alimentar, por exemplo. Neste caso, deve existir uma câmara anular adicionalmente selada. O óleo da película lubrificante pode ser depositado lá, do qual é removido através de uma ligação adicional. Esta forma de conceção também provou ser útil para evitar que o fluido hidráulico se escape para o ambiente, mesmo que a capacidade de vedação nas hastes seja degradada devido ao desgaste normal.