Dois cilindros podem ter o mesmo diâmetro e curso e ainda assim se mover em velocidades diferentes. Pode-se começar primeiro, chegar primeiro ao final do percurso ou carregar mais carga. Em uma mesa elevatória, corpo de lixo, estrutura de manuseio de materiais ou porta de acesso grande, essa diferença pode torcer a estrutura e acelerar o desgaste dos pinos e guias.
O erro usual é tratar a sincronização apenas como um ajuste de válvula. Na prática, o movimento sincronizado depende de quatro condições interligadas:
- Os cilindros devem ter áreas efetivas e requisitos de curso compatíveis.
- A estrutura mecânica deve partilhar a carga sem vinculação.
- O circuito hidráulico deve dividir ou controlar o fluxo de forma consistente.
- O sistema deve ser comissionado com condições de ar, temperatura e carga sob controle.
Este é um guia de engenharia e comissionamento, e não uma afirmação de que um método de sincronização se adapta a cada máquina.
A sincronização nem sempre significa que duas hastes se movem exatamente na mesma velocidade a cada instante. A tolerância necessária depende da função da máquina.
Para alguns equipamentos, ocilindros hidráulicossó precisa terminar dentro de uma diferença de posição aceitável. Para outros equipamentos, uma pequena diferença de altura pode fazer com que a estrutura fique presa ou a carga se desloque. O comprador deve definir o requisito real em termos mensuráveis, como a diferença de posição permitida ao longo de um curso especificado.
Antes de selecionar componentes, registre:
1. Número de cilindros
2. Curso necessário e posições finais
3. Carga transportada por cada cilindro
4. Diferença de posição permitida
5. Velocidade de movimento e tempo de ciclo
6. Pressão de trabalho e fluxo de bomba disponível
7. Guia mecânico e arranjo de montagem
Sem esta informação, a palavra “sincronizado” é demasiado vaga para uma citação fiável.
Para um cilindro simples, o fluxo e a área do pistão influenciam a velocidade. UMhidráulicocilindrocom uma área efetiva maior precisa de mais óleo para se mover na mesma velocidade. As áreas do lado da haste e do lado do pistão também são diferentes em um cilindro de haste única, portanto a extensão e a retração não se comportam de forma idêntica.
Os sistemas reais adicionam mais variáveis:
- Diferentes comprimentos de mangueira e restrições internas
- Tolerâncias do carretel da válvula
- Selar o atrito e guiar o atrito
- Distribuição desigual de carga
- Deflexão do quadro
- Ar restante em um ramo
- Temperatura e viscosidade do óleo
- Diferentes posições iniciais
O cilindro é apenas uma parte da cadeia de movimento. Trocar o cilindro sem verificar a máquina e o circuito pode deixar o erro de sincronização original intacto.
Um divisor de fluxo divide o fluxo de entrada entre ramificações. Na direção oposta, um combinador reúne novamente o fluxo de retorno. Isto pode fornecer uma relação hidráulica definida entre os cilindros, mas o resultado depende do tipo de válvula, da diferença de pressão, da variação de carga e das características de vazamento.
Uma divisória não substitui uma estrutura mecânica de movimento livre. Se um cilindro for forçado contra uma guia apertada, a pressão e a distribuição do fluxo podem mudar enquanto o outro cilindro continua se movendo.
Alguns sistemas usam mangueiras, conexões e válvulas combinadas para reduzir diferenças de ramificação. Esta abordagem é mais fácil de manter quando o layout é simples, mas não compensa automaticamente cargas desiguais ou alterações causadas por desgaste.
O roteamento da filial deve ser documentado. Uma mangueira de substituição com comprimento, diâmetro ou encaixe diferente pode alterar a relação de movimento.
Onde a precisão da posição é importante, os sensores podem medir a posição do cilindro ou da estrutura e o controlador pode corrigir a diferença. Isso adiciona sensores, fiação, lógica de controle e trabalho de comissionamento. Deve ser selecionado quando a máquina necessita de controle de posição que um divisor hidráulico passivo não pode fornecer de forma confiável.
A localização do sensor é importante. A posição da haste de medição pode não revelar torção da estrutura se a estrutura entre os cilindros for flexível. O projetista do controle deve decidir qual posição física representa os requisitos da máquina.
Uma travessa rígida, uma ligação de equalização ou uma estrutura guiada podem ajudar a manter os dois lados juntos. Ele também transfere forças através da estrutura, portanto os pinos, soldas e guias devem ser projetados para as cargas resultantes.
A equalização mecânica e o controle hidráulico não são intercambiáveis. Uma máquina pode precisar de ambos ou de um arranjo totalmente diferente.
Verifique os pinos, buchas, manilhas, guias, batentes e suportes de montagem. Procure soldas danificadas, pontos apertados, folgas irregulares e distorções óbvias da estrutura. Mova a estrutura através de sua faixa segura de inspeção manual onde o procedimento da máquina permitir.
Se a estrutura ficar presa sem pressão hidráulica, não tente resolver o problema aumentando a pressão ou alterando a configuração do fluxo.
Verifique o esquema em relação às mangueiras e portas reais. Verifique a ordem da ramificação, a orientação da válvula, os restritores, as conexões do divisor e quaisquer linhas piloto. Uma mangueira trocada pode parecer um problema difícil de ajuste.
Verifique também se as mangueiras não puxam as portas do cilindro à medida que a estrutura se move. Uma carga mecânica no lado de bombordo pode criar atrito que parece ser um erro de sincronização.
O ar pode tornar um ramo compressível e inconsistente. Encha e sangre o circuito de acordo com o procedimento do equipamento. Mantenha a carga apoiada e use movimentos seguros em baixa velocidade durante a purga inicial.
Não presuma que a operação repetida dos cilindros em velocidade máxima tenha removido todo o ar. Observe o movimento, o ruído e as condições do óleo enquanto o sistema aquece.
Se permitido pelo projeto da máquina, comece com um teste controlado de baixo risco. Registre a sequência de início, as posições da haste, o comportamento da pressão e o tempo para atingir a posição alvo. Não ajuste vários componentes ao mesmo tempo.
Um sistema que parece sincronizado sem carga pode se separar quando a carga muda. Adicione carga em etapas controladas e repita o mesmo movimento. Registre qual lado leva e se o erro muda com a direção.
Altere um restritor, configuração de válvula ou parâmetro de controle e repita o mesmo teste. Mantenha um registro escrito da configuração original e do resultado. Se o erro se tornar menor em uma direção, mas maior na outra, o circuito poderá precisar de uma estratégia de controle diferente, em vez de mais ajustes.
| Sintoma | Primeiras áreas a verificar |
|---|---|
| Um cilindro começa primeiro | Ar, fricção, restrição de ramificação, posição inicial |
| A diferença de posição aumenta com o acidente vascular cerebral | Fluxo desigual, área efetiva diferente, distribuição de carga, restrição de mangueira |
| Erro muda com carga | Rigidez da estrutura, fricção da guia, centro de carga, margem de pressão |
| O erro muda quando quente | Viscosidade do óleo, fricção da vedação, comportamento da válvula, condição térmica |
| Os cilindros se encontram em uma extremidade, mas não na outra | Geometria, curso desigual, dimensões de montagem, referência do sensor |
| O movimento piora após o serviço | Roteamento da mangueira, orientação da válvula, condição do pino, vedação ou conexão alterada |
Estas são rotas de investigação, não diagnósticos finais. Meça a posição e a pressão antes de substituir peças.
A sincronização não é um resultado de comissionamento único. Ele pode mudar conforme a máquina se desgasta.
Inclua estas verificações no plano de manutenção:
- Compare as posições dos cilindros em um ponto de referência definido.
- Inspecione os pinos e buchas quanto a folga e desgaste irregular.
- Verifique o roteamento da mangueira após os reparos.
- Revise os registros de manutenção do filtro e do óleo.
- Procure rachaduras na estrutura ou danos nas guias.
- Confirme se as configurações do divisor, da válvula e do sensor não foram alteradas.
- Registre o erro de posição sob uma condição de carga repetível.
Um simples registro de posição costuma ser mais útil do que uma descrição do operador, como "o lado esquerdo parece lento". Use as mesmas marcas de referência, condição de carga e direção de movimento sempre que possível.
Para um projeto multicilindros, envie:
- Esquema hidráulico
- Desenhos de cilindros e áreas efetivas
- Dimensões do curso e do centro do pino
- Diagrama de carga e centro de gravidade
- Fluxo da bomba e limites de pressão
- Tamanhos de mangueiras e comprimentos aproximados
- Detalhes do divisor, válvula ou sensor
- Tolerância de posição necessária
- Temperatura operacional e ciclo de trabalho
- Fotografias da estrutura da máquina
Esta informação permite ao fornecedor do cilindro distinguir um problema de dimensionamento do cilindro de um problema no circuito ou na máquina.
Cilindro hidráulico multiestágioa sincronização é controlada pela geometria, fluxo hidráulico, divisão de carga e disciplina de comissionamento. Cilindros de aparência igual não eliminam a necessidade de inspecionar a estrutura, as mangueiras, as válvulas e as condições de operação.
Para um projeto OEM ou de substituição, defina primeiro a diferença de posição permitida. Em seguida, forneça o esquema, dimensões mecânicas, dados de carga e ciclo operacional. Uma revisão adequada pode determinar se a aplicação precisa de cilindros correspondentes, um divisor de fluxo, feedback de posição, equalização mecânica ou uma combinação de controles.
