Quando duas funções hidráulicas operam simultaneamente, sua máquina pode diminuir a velocidade. O motor hidráulico pode perder torque ou o retentor do eixo da bomba pode começar a vazar. Esses problemas podem ser causados pela contrapressão hidráulica, mas o problema nem sempre está na mangueira de retorno. Antes de trocar qualquer peça, descubra qual componente, porta, circuito de óleo e condição de operação está causando o problema.
O que é contrapressão hidráulica?
A contrapressão é a pressão na saída da peça que você está verificando. Essa saída pode estar conectada ao tanque de óleo, a outro atuador, a uma passagem de válvula ou a um circuito pressurizado. Portanto, a contrapressão não se encontra apenas na linha de retorno principal.
A contrapressão também é diferente da queda de pressão. A queda de pressão é a diferença entre dois pontos de medição. A contrapressão é a pressão a jusante que um componente específico deve vencer ao descarregar.
Onde a contrapressão afeta os componentes hidráulicos?
Bomba hidráulica e dreno da carcaça
Muitas bombas de pistão e algumas bombas de palhetas enviam o óleo de vazamento interno de volta para o tanque através de uma linha de drenagem da carcaça. Uma mangueira de drenagem bloqueada ou pequena, uma conexão defeituosa, uma conexão obstruída do tanque ou uma linha de drenagem compartilhada aumentarão a pressão dentro da carcaça da bomba.
Pressão excessiva na carcaça pode danificar a vedação do eixo e causar vazamentos. Uma pressão normal na saída da bomba não descarta essa possibilidade, pois a pressão de saída e a pressão na carcaça são medidas em pontos diferentes. Verifique os valores máximos de pressão contínua e de pico na carcaça da bomba e, em seguida, faça as leituras no ponto de teste de drenagem correto.
Motor hidráulico
Um motor gera torque a partir da diferença de pressão entre sua entrada e saída. Se a pressão de entrada permanecer constante, mas a pressão de saída aumentar, a diferença de pressão diminui e o torque cai.
Em um circuito em série, o primeiro motor descarrega no segundo motor. A pressão necessária para o segundo motor torna-se contrapressão no primeiro. Antes de usar este esquema, verifique o limite de pressão de saída do motor a montante, os limites de pressão da carcaça de ambos os motores e se alguma das unidades requer um dreno externo na carcaça.
Cilindro hidráulico
A pressão na câmara de exaustão opõe-se ao movimento do cilindro. A força contrária depende da pressão e da área efetiva desse lado do pistão. Portanto, um manômetro de alimentação sozinho não consegue mostrar a força hidráulica resultante do cilindro.
O pico de vazão de retorno também é importante. Quando um cilindro de dupla ação padrão se retrai, o óleo entra no pequeno espaço do lado da haste, enquanto um grande volume de óleo flui para fora pelo lado de diâmetro total. Essa vazão de retorno pode ser maior do que a saída da bomba e os filtros de retorno de sobrecarga, resfriadores, aberturas de válvulas ou linhas de tanque compartilhadas.
Válvulas direcionais e proporcionais
O óleo de um atuador flui através da porta de trabalho da válvula, da abertura do carretel e da porta do tanque. Passagens estreitas na válvula ou alta pressão na linha do tanque aumentam a pressão de saída do atuador e desperdiçam energia na forma de calor.
Tomemos como exemplo a válvula solenoide Hydraflu SVC0828, cujo fluxo máximo de catálogo é de 20 L/min. De acordo com a curva pressão-fluxo, a queda de pressão na válvula atinge aproximadamente 14 bar a 20 L/min.
Quando várias válvulas subdimensionadas são conectadas em série, as perdas de pressão individuais se somam e criam uma alta contrapressão geral no circuito. A contrapressão excessiva reduz o empuxo do cilindro, gera calor e interfere no funcionamento das válvulas de contrabalanço.
A pressão na porta do tanque também afeta as válvulas proporcionais e operadas por piloto. As válvulas com dreno piloto interno usam a porta do tanque como referência de pressão. A alteração da pressão na porta do tanque pode fazer com que a válvula se comporte incorretamente. Antes de redirecionar as mangueiras, verifique a classificação da porta do tanque da válvula e veja se o dreno piloto é interno ou externo.
Filtro de retorno e resfriador de óleo
Escolha filtros de retorno que suportem o fluxo de retorno máximo, e não apenas o fluxo normal da bomba. Elementos filtrantes sujos, óleo frio e viscoso ou carcaças de filtro subdimensionadas criam uma diferença de pressão maior. Verifique o indicador de obstrução e veja se a válvula de bypass abriu. Não confie em um filtro apenas porque ele parece limpo.
Os resfriadores adicionam resistência extra ao fluxo. Verifique os dados de queda de pressão para sua vazão real e viscosidade do óleo, especialmente na partida a frio. Se os filtros e resfriadores compartilharem uma tubulação usada por múltiplas funções, calcule a vazão total combinada.
Mangueiras, conexões e engates rápidos
A contrapressão pode se acumular em mangueiras longas, conexões pequenas, cotovelos, adaptadores e engates rápidos.
Conexões rápidas parcialmente conectadas, danificadas ou incompatíveis podem criar bloqueios locais graves.
Não substitua apenas a mangueira com base em seu diâmetro nominal. Compare a pressão imediatamente antes e depois de cada componente suspeito, sob as mesmas condições de fluxo e temperatura do óleo.
Múltiplas passagens internas
As portas externas podem ser suficientemente grandes, mas as passagens internas perfuradas no coletor podem restringir o fluxo. Passagens compartilhadas são críticas quando vários atuadores drenam óleo simultaneamente. Se duas ramificações retornam 20 L/min cada, a passagem compartilhada deve suportar um total de 40 L/min.
Para um bloco do coletor hidráulico, Em vez de verificar apenas o tamanho das roscas da porta, analise o diâmetro da perfuração, o comprimento da passagem, as interseções, as cavidades do cartucho e os caminhos de fluxo simultâneos.
Válvula de contrapeso
UM válvula de contrapeso hidráulica Cria resistência intencionalmente para controlar uma sobrecarga. Remover ou diminuir sua configuração sem uma revisão do circuito pode comprometer o controle da carga.
A contrapressão indesejada na saída também pode alterar o comportamento da válvula. Para os modelos sem ventilação cobertos pela Sun Hydraulics:
Aumento na configuração efetiva = contrapressão de saída × (1 + relação piloto)
Com uma relação de piloto de 3:1 e uma contrapressão de saída de 100 psi, o aumento calculado é de 400 psi. Este exemplo é específico para este projeto e não uma regra de ajuste universal. Confirme a relação de piloto, o sistema de ventilação, a referência do dreno e os dados do fabricante.
Como diagnosticar a pressão retrógrada?
- Marque as portas de entrada, saída, tanque (T), dreno da carcaça e dreno piloto no seu desenho hidráulico.
- Reproduza a falha com a mesma carga, temperatura do óleo e funções de trabalho.
- Meça a pressão antes e depois das peças suspeitas. Registre a pressão constante e os picos de pressão de curta duração.
- Compare os valores medidos com os limites de pressão especificados pelo fabricante para esse componente específico.
- Calcule o fluxo máximo para cada ramificação e linhas compartilhadas, incluindo as alterações de fluxo causadas pelas diferenças de área entre o pistão e a haste do cilindro.
- Siga o percurso do fluxo de óleo: verifique os indicadores do filtro, os dados do resfriador, as conexões, as válvulas, as mangueiras e as passagens do coletor.
Utilize pontos de teste corretos e medidores com a classificação adequada. Apoie cargas pesadas e libere a energia armazenada antes de realizar qualquer serviço. Nunca afrouxe mangueiras pressurizadas ou provoque curto-circuito em válvulas de retenção de carga para realizar testes.
Perguntas frequentes
Qual limite de contrapressão devo usar?
Utilize o limite publicado pelo fabricante para cada porta e componente específico. Verifique se ele se aplica a condições contínuas, intermitentes ou de pico. Utilizar uma porcentagem da pressão do sistema não é confiável.
Um manômetro de pressão principal consegue detectar um problema no dreno da carcaça?
Não. O manômetro principal mostra a pressão de saída da bomba, não a pressão dentro da carcaça da bomba. Utilize o ponto de teste oficial do dreno da carcaça e equipamentos capazes de detectar picos de pressão.
Uma mangueira de retorno maior resolverá o problema da contrapressão?
Somente se a própria mangueira for a principal causa da perda de pressão. Mangueiras maiores não resolvem problemas como pressão de carga a jusante, passagens estreitas de válvulas, conexões obstruídas ou passagens subdimensionadas em coletores compartilhados.
É normal haver alguma contrapressão, ou devo tentar eliminá-la completamente?
Um certo grau de oscilação é normal e, em alguns circuitos, é intencional — para controlar a carga ou proteger contra a cavitação. Só considere isso um problema quando a oscilação ultrapassar os limites de resistência dos seus componentes.
Qual é um sinal de que minha linha de retorno pode estar muito pequena?
O acúmulo de calor próximo à mangueira de retorno é um indício. Outro é um sistema que funciona bem com um atuador, mas fica mais lento assim que dois operam juntos — isso geralmente indica uma linha de retorno compartilhada, e não apenas o tamanho da linha em si.
A contrapressão pode danificar minha bomba ou motor?
Geralmente não ocorre por si só, mas faz com que os motores trabalhem mais para movimentar o mesmo óleo, o que gera calor extra e aumenta o desgaste ao longo do tempo. É um fator contribuinte, mais do que uma causa direta de falha.
Uma linha de retorno maior sempre resolve o problema da alta contrapressão?
Não necessariamente. Se a causa real for um filtro entupido, óleo frio ou uma válvula desgastada, aumentar o diâmetro da linha por si só não resolverá o problema. Vale a pena verificar todos esses itens antes de alterar qualquer medida.
Uma válvula de contrabalanço ventilada elimina completamente a contrapressão?
Não. Isso altera a forma como a mola de referência da válvula responde à pressão de retorno, mas a pressão na linha de drenagem ainda pode afetar a regulagem, e o restante do percurso de retorno ainda precisa ser dimensionado corretamente.
Considerações finais
A resolução de problemas de contrapressão deve apontar para uma peça e porta específicas, e não apenas culpar a linha de retorno. Ao consultar o HYDRAFLU, forneça o esquema elétrico, os códigos dos modelos, os picos de vazão, a temperatura do óleo, a sequência de operação e as leituras de pressão do sistema afetado. unidade hidráulica ou circuito.
