A verdadeira razão por trás das portas de drenagem do motor hidráulico, dos caminhos de vazamento da bomba e da proteção da pressão da caixa
Na instalação e manutenção de sistemas hidráulicos, uma pequena porta é muitas vezes mal compreendida: a porta de drenagem da caixa . Muitos técnicos fazem a mesma pergunta: por que os motores hidráulicos geralmente exigem uma linha de drenagem independente, enquanto muitas bombas hidráulicas parecem não ter uma?
Uma resposta comum, mas incorreta, é: “Os motores hidráulicos vazam internamente, mas as bombas hidráulicas não”.
Isso não é verdade.
Tanto as bombas hidráulicas quanto os motores hidráulicos geram vazamentos internos. Em alguns casos, o volume de vazamento dentro de uma bomba pode ser tão significativo quanto dentro de um motor. A verdadeira diferença não é se existe vazamento, mas para onde esse vazamento pode ir com segurança.
Compreender essa diferença é fundamental. Uma conexão de drenagem da caixa incorreta pode causar falha na vedação do eixo, danos aos rolamentos, superaquecimento, perda de eficiência ou até mesmo falha completa do motor hidráulico.
A Blince Hydraulic fornece uma ampla gama de motores hidráulicos , incluindo motores orbitais, motores de pistão radial, motores de pistão axial, motores de freio e motores de deslocamento para máquinas de construção, máquinas agrícolas e equipamentos industriais.
O que é uma porta de drenagem em um sistema hidráulico?
Uma porta de drenagem da caixa não foi projetada para “descarregar óleo residual”. Sua verdadeira função é proteger a carcaça do componente hidráulico contra pressão interna excessiva.
Em qualquer bomba hidráulica ou motor hidráulico, a vedação perfeita é impossível. O óleo de alta pressão passará por pequenas folgas internas, como:
a folga entre os pistões e os blocos de cilindros;
a folga entre as engrenagens e as carcaças da bomba;
a folga entre palhetas e rotores;
distribuição interna e superfícies de vedação.
Este vazamento interno entra na carcaça do componente. Se não puder ser descarregado com segurança, o óleo se acumulará dentro da carcaça e a pressão da carcaça aumentará rapidamente.
A pressão excessiva da caixa pode causar três problemas sérios.
1. Falha na vedação do eixo
Esta é a falha mais comum causada pela instalação incorreta do dreno da caixa. Muitas vedações de eixo padrão só suportam pressão limitada. Quando a pressão da caixa ultrapassar a capacidade da vedação, a vedação poderá ser empurrada para fora ou danificada, causando sérios vazamentos de óleo.
2. Danos no rolamento
A alta pressão na carcaça pode perturbar a lubrificação do rolamento e aumentar a carga axial. Com o tempo, isso pode causar superaquecimento do rolamento, danos à gaiola, ruído anormal ou falha completa do rolamento.
3. Perda de eficiência e superaquecimento
Quando a pressão da caixa aumenta, cria resistência dentro do componente. Isto reduz a eficiência volumétrica, aumenta o atrito interno, aumenta a temperatura do óleo e reduz a vida útil do componente hidráulico.
Portanto, a finalidade da porta de drenagem da caixa é simples: retornar o óleo de vazamento interno ao tanque a uma pressão muito baixa.
Para obter mais informações técnicas sobre a estrutura do motor hidráulico e princípios de funcionamento, você também pode ler o livro de Blince artigos técnicos sobre motores hidráulicos
Por que os motores hidráulicos devem ter uma linha de drenagem de caixa independente?
Um motor hidráulico é um atuador. Sua função é converter a pressão hidráulica e o fluxo em energia mecânica rotativa. Devido a este princípio de funcionamento, a porta de retorno de um motor hidráulico nem sempre é de baixa pressão.
Esta é a principal diferença.
Quer seja um compacto motor orbital hidráulico , um motor de pistão radial de alto torque, um motor de pistão axial ou um motor com freio, um motor hidráulico pode enfrentar duas condições de trabalho importantes.
1. A linha de retorno do motor geralmente apresenta contrapressão
Quando um motor hidráulico aciona uma carga, o lado de saída pode ter pressão de retorno. Essa pressão pode vir da resistência do tubo, válvulas, resfriadores, filtros ou contrapressão intencional usada para melhorar o controle de movimento.
Em muitos sistemas hidráulicos móveis, a pressão de retorno pode atingir 1–3 MPa ou até mais.
Se a porta de drenagem da carcaça do motor estiver conectada à linha de retorno, esta contrapressão poderá entrar diretamente na carcaça do motor. Quando isso acontecer, a pressão da caixa aumentará rapidamente e a vedação do eixo poderá falhar.
2. Um motor hidráulico pode ser acionado pela carga
Em algumas aplicações, a carga pode acionar o motor em vez de ser o motor que aciona a carga. Por exemplo:
um rolo-compactador movendo-se ladeira abaixo;
sistema de giro da escavadeira durante a frenagem;
um guincho ou acionamento de deslocamento sob carga excessiva;
um mecanismo rotativo com alta inércia.
Nesta condição, o motor hidráulico pode comportar-se temporariamente como uma bomba. A porta de retorno original pode tornar-se uma porta de alta pressão.
Se o dreno da caixa estiver conectado a esta linha, o óleo de alta pressão poderá fluir diretamente para a carcaça do motor. O resultado pode ser falha imediata da vedação do eixo, vazamento de óleo, danos nos rolamentos ou quebra do motor.
É por isso que os motores hidráulicos requerem uma linha de drenagem independente da caixa . A linha de drenagem deve retornar diretamente ao tanque com contrapressão mínima.
Por que muitas bombas hidráulicas não precisam de uma porta de drenagem externa?
UM a bomba hidráulica é um componente de potência. Ele converte energia mecânica de um motor ou motor elétrico em pressão e fluxo hidráulico.
Ao contrário de um motor, a entrada da bomba é normalmente uma área de baixa pressão ou mesmo de pressão ligeiramente negativa. Isto dá a muitas bombas uma vantagem natural: o óleo de vazamento interno pode retornar internamente para o lado de sucção.
Dentro da bomba, os engenheiros geralmente criam uma pequena passagem interna entre a área da carcaça e a câmara de sucção. O óleo vazado dentro da carcaça da bomba flui de volta para o lado de entrada de baixa pressão e é aspirado novamente para o sistema.
Como a pressão de entrada da bomba é muito menor que a de saída, esse projeto de drenagem interna mantém a pressão da carcaça baixa sem exigir uma porta de drenagem externa da carcaça.
É por isso que muitas bombas hidráulicas não parecem ter uma porta de drenagem separada. O caminho de drenagem já está construído dentro da bomba.
Importante: Nem todas as bombas hidráulicas não possuem portas de drenagem da caixa
A ideia de que “as bombas hidráulicas não precisam de portas de drenagem” é apenas parcialmente correta.
Em sistemas hidráulicos de alta pressão e alta potência, muitas bombas devem ter uma porta de drenagem externa. O exemplo mais comum é o bomba de pistão de deslocamento variável.
As bombas de pistão variável geralmente operam sob alta pressão e seu vazamento interno pode ser muito maior do que o das bombas simples de deslocamento fixo. Além disso, o próprio mecanismo de controle de deslocamento variável pode gerar vazamento de óleo.
Se todo esse óleo vazado retornar diretamente para a porta de sucção, vários problemas poderão ocorrer:
a temperatura do óleo de sucção pode aumentar;
o risco de cavitação pode aumentar;
a resistência de entrada da bomba pode aumentar;
o desempenho da bomba autoescorvante pode diminuir;
o controle de deslocamento pode se tornar instável.
Por esta razão, muitas bombas de pistão variável de alta pressão, bombas de alta velocidade, bombas tandem e bombas hidráulicas para fins especiais são equipadas com uma porta de drenagem externa.
Neste caso, a linha de drenagem da bomba deve ser instalada de forma semelhante a uma linha de drenagem do motor hidráulico: diretamente de volta ao tanque com baixa resistência e baixa contrapressão.
Erros comuns de instalação de drenagem de caixa
Problemas de drenagem da caixa estão entre as causas mais comuns de falha do motor hidráulico. Os seguintes erros devem ser evitados.
Erro 1: Conectando o Dreno da Caixa do Motor à Linha de Retorno
Este é um dos erros mais perigosos.
Alguns técnicos pensam: “Ambas as linhas devolvem o óleo ao tanque, portanto, conectá-las deve ser suficiente”.
Na realidade, a linha de retorno pode estar sob pressão. Assim que a pressão de retorno entrar na carcaça do motor, a vedação do eixo poderá falhar rapidamente. A substituição da vedação não resolverá o problema se a linha de drenagem ainda estiver conectada incorretamente.
Por exemplo, motores compactos como o Os motores de órbita hidráulica da série Blince OMM são projetados com vedação de eixo confiável e construção compacta, mas a conexão de drenagem ainda deve seguir as regras corretas do sistema hidráulico. A página do produto OMM também destaca seu design compacto, estrutura estator-rotor integrada e recursos de vedação do eixo de alta pressão.
Erro 2: Bloqueando a porta de drenagem da bomba
Algumas bombas de pistão variável possuem portas de drenagem pequenas ou ocultas. Durante a instalação, a porta pode ser ignorada ou bloqueada acidentalmente.
Se a porta de drenagem estiver bloqueada, a pressão dentro do corpo da bomba pode aumentar rapidamente. Isto pode empurrar a vedação do eixo para fora, criar um grande vazamento de óleo e causar sérios riscos à segurança.
Erro 3: usar uma linha de drenagem muito pequena ou muito longa
Mesmo que a linha de drenagem esteja conectada ao tanque, um projeto inadequado da tubulação ainda pode criar contrapressão. Uma linha de drenagem muito estreita, muito longa ou cheia de curvas acentuadas pode restringir o fluxo de óleo.
As linhas de drenagem da caixa devem ser dimensionadas adequadamente para manter a pressão da caixa o mais baixa possível.
Diretrizes corretas de instalação de drenagem da caixa
Para motores hidráulicos e bombas com portas de drenagem externas, siga estas regras básicas:
A linha de drenagem da caixa deve retornar diretamente ao tanque hidráulico.
Não conecte a linha de drenagem do motor à linha de retorno principal.
Não instale válvulas ou filtros restritivos na linha de drenagem da caixa.
Mantenha a linha de drenagem curta e grande o suficiente para reduzir a contrapressão.
Evite conectar múltiplas portas de drenagem do motor em série.
Certifique-se de que a linha de drenagem não crie problemas de sifão ou flutuação de pressão.
Siga sempre o manual de instalação do fabricante.
Esses detalhes podem parecer pequenos, mas afetam diretamente a confiabilidade de todo o sistema hidráulico.
Conclusão
Uma porta de drenagem da caixa pode parecer um pequeno detalhe, mas desempenha um papel crítico na segurança e confiabilidade do sistema hidráulico.
Os motores hidráulicos requerem linhas de drenagem independentes porque suas portas de retorno podem ter contrapressão ou podem até mesmo se tornar portas de alta pressão sob condições de carga excessiva. Muitas bombas hidráulicas não apresentam uma porta de drenagem externa porque o vazamento interno muitas vezes pode retornar para o lado de sucção de baixa pressão. No entanto, bombas de pistão variável de alta pressão e bombas para fins especiais ainda podem exigir linhas de drenagem externas da caixa.
Uma porta de drenagem do motor hidráulico protege a carcaça do motor da pressão da linha de retorno. O caminho de drenagem da bomba geralmente depende da pressão do lado de sucção. A conexão de drenagem incorreta pode destruir vedações, rolamentos e todo o componente hidráulico.
A compreensão deste princípio básico ajuda a reduzir falhas, prolongar a vida útil do equipamento e melhorar a confiabilidade dos sistemas hidráulicos.
