O amortecimento do cilindro hidráulico controla a desaceleração do pistão perto do fim do curso, mas nem todas as aplicações necessitam de amortecimento em ambas as direções. Algumas máquinas geram um impacto significativo apenas durante a extensão ou apenas durante a retração, enquanto outras apresentam movimentos de alta velocidade ou de elevada inércia em ambas as direções. O amortecimento numa única extremidade é normalmente suficiente quando apenas uma direção gera um impacto significativo no fim do curso, enquanto o amortecimento em ambas as extremidades é mais adequado quando tanto a extensão como a retração exigem uma desaceleração controlada. A escolha correta depende da massa em movimento, da velocidade do cilindro, da direção da carga, do ciclo da máquina e do que acontece em cada extremidade do curso.
Como funcionam o amortecimento de extremidade única e o de extremidades duplas?
O princípio básico de amortecimento é o mesmo em ambos os modelos. À medida que o pistão se aproxima do fim do seu curso, o percurso normal de saída do óleo fica obstruído, o que provoca um aumento da pressão na câmara de descarga do óleo. Esta resistência abranda o pistão e a carga a ele ligada antes de atingirem o fim mecânico do cilindro.
A diferença é simplesmente onde ocorre esta desaceleração controlada.
Amortecimento numa única extremidade
Um amortecedor de extremidade única proporciona uma desaceleração controlada apenas numa das extremidades do curso do cilindro.
No caso de um cilindro convencional de dupla ação, O amortecimento na extremidade da haste controla normalmente a desaceleração à medida que o cilindro se aproxima da extensão total, porque o óleo está a escoar da câmara do lado da biela. O amortecimento na extremidade superior controla normalmente a desaceleração à medida que o cilindro se aproxima da retração total, quando o óleo está a sair da câmara do lado da tampa.
Esta configuração é útil quando um dos movimentos transporta muito mais energia cinética do que o outro. Por exemplo, um cilindro pode estender-se rapidamente ao mover uma carga pesada, mas retrair-se lentamente com pouca carga externa. Nesse caso, amortecer apenas a extremidade de extensão pode proporcionar a proteção necessária sem adicionar complexidade desnecessária ao curso de retorno.
Amortecimento em ambas as extremidades
O amortecimento em ambas as extremidades proporciona uma desaceleração controlada tanto perto da extensão total como da retração total.
Isto significa que o cilindro possui um sistema de amortecimento tanto na extremidade da haste como na extremidade da tampa. Cada amortecedor controla a saída de óleo da sua respetiva câmara à medida que o pistão se aproxima dessa extremidade do curso.
O amortecimento em ambas as extremidades é útil quando ambas as direções envolvem velocidade, carga ou inércia significativas. É particularmente comum em máquinas que realizam movimentos recíprocos repetitivos, em que o cilindro muda repetidamente de direção e é necessário atingir ambas as posições finais de forma suave.
Amortecimento de uma extremidade vs. amortecimento de duas extremidades: qual é a diferença?
A principal diferença não reside no princípio básico de amortecimento, mas sim em quantas direções de movimento é necessário efetuar uma paragem controlada.
| Fator | Amortecimento numa única extremidade | Amortecimento em ambas as extremidades |
|---|---|---|
| Instruções com amortecimento | Um | Ambos |
| Utilização típica | Impacto significativo numa única direção | Impacto ou elevada inércia em ambas as direções |
| Opções de extremidade com haste / extremidade com tampa | Qualquer uma das extremidades | Ambas as extremidades |
| Estrutura | Mais simples | Mais complexo |
| Ajuste | Pode ser fixo ou ajustável | Pode ser fixo ou ajustável em cada extremidade |
| Configuração | Normalmente, mais simples | Pode ser necessário ajustar separadamente em cada extremidade |
| Custo | Geralmente mais baixo | Geralmente mais alto |
| Mais adequado para | Uma direção crítica do movimento | Movimento bidirecional repetitivo ou de alta intensidade |
Um ponto importante é que amortecimento de extremidade única vs. amortecimento de extremidades duplas e amortecimento fixo vs. amortecimento ajustável descreva duas decisões de conceção diferentes.
«De uma ponta» ou «de duas pontas» indica-te onde é aplicado o amortecimento. «Fixo» ou «ajustável» indica-lhe se é possível ajustar a restrição de amortecimento.
Isto significa que um cilindro pode utilizar:
amortecimento fixo de extremidade única,
amortecimento ajustável numa única extremidade,
amortecimento fixo em ambas as extremidades, ou
amortecimento ajustável em ambas as extremidades.
Qual das extremidades do cilindro precisa de amortecimento?
O ponto final correto deve ser determinado com base no que o cilindro e a máquina estão a fazer perto do final de cada movimento.
Durante a extensão, o pistão desloca-se normalmente na direção da extremidade da haste do cilindro. Se o movimento de extensão transportar uma carga pesada ou atingir uma velocidade elevada, poderá ser necessário um amortecimento na extremidade da haste para controlar a desaceleração final.
Durante a retracção, o pistão aproxima-se da extremidade da tampa. Se o mecanismo de retorno também tiver uma massa significativa ou se mover rapidamente, poderá ser necessário um amortecimento na extremidade da tampa.
No entanto, a direção por si só não determina a resposta. A geometria externa da máquina pode alterar consideravelmente a carga efetiva. Um cilindro montado verticalmente pode sofrer um movimento assistido pela gravidade numa determinada direção, enquanto um sistema de articulações ou uma lança podem gerar cargas efetivas muito diferentes durante a extensão e a retração.
Por este motivo, a escolha das almofadas deve ter em conta o energia cinética real e comportamento mecânico em cada extremidade do curso, não devemos simplesmente partir do princípio de que a extensão e a retracção requerem o mesmo amortecimento.
Quando é que o amortecimento numa única extremidade é suficiente?
O amortecimento unilateral é, muitas vezes, suficiente quando uma direção é claramente mais exigente do que a outra.
Por exemplo, um cilindro hidráulico pode estender-se rapidamente para baixar ou posicionar um componente pesado, criando uma inércia significativa perto da extensão total. O curso de regresso pode ser mais lento e com carga reduzida, produzindo pouco impacto no fim do curso. Neste caso, adicionar amortecimento ao fim do curso de regresso pode proporcionar um benefício prático limitado.
O amortecimento numa única extremidade também pode ser adequado quando a própria máquina desacelera naturalmente a carga numa direção. A geometria mecânica, a gravidade, o controlo do fluxo ou a resistência externa podem já reduzir a velocidade antes de o cilindro atingir uma das extremidades do seu curso.
A utilização de amortecimento apenas onde é necessário pode simplificar o cilindro, reduzir os custos e facilitar a colocação em funcionamento.
O princípio fundamental é:
Se for necessário controlar a energia cinética significativa apenas numa das extremidades do curso, o amortecimento numa única extremidade é normalmente suficiente.
Quando é que o amortecimento em ambas as extremidades é mais adequado?
O amortecimento em ambas as extremidades é mais adequado quando ambas as direções envolvem velocidade significativa, massa em movimento ou impactos repetidos no final do curso.
O equipamento de produção automatizado é um bom exemplo. Um cilindro pode estender-se rapidamente para mover um dispositivo de fixação ou uma peça de trabalho e, em seguida, retrair-se rapidamente para se preparar para o ciclo seguinte. As paragens bruscas repetidas em ambos os extremos podem aumentar o ruído, a vibração, o desgaste e a tensão nos suportes do cilindro e nas estruturas da máquina.
O equipamento de manuseamento de materiais, os sistemas de elevação, as máquinas móveis e a automação industrial também podem beneficiar do amortecimento em ambas as extremidades quando as condições de carga se alteram, tanto durante a extensão como durante a retração.
Outra razão para utilizar o amortecimento em ambas as extremidades é o conforto do operador ou da máquina. Mesmo que o cilindro consiga suportar mecanicamente o impacto, uma desaceleração suave em ambas as extremidades pode melhorar a qualidade do movimento e reduzir os choques transmitidos ao resto do equipamento.
Para aplicações com condições de funcionamento variáveis, ambas as extremidades podem também utilizar um amortecimento ajustável, de modo a que a extensão e a retração sejam reguladas separadamente.
O que deve ter em conta antes de escolher?
O amortecimento de uma ou das duas extremidades não deve ser selecionado apenas com base no diâmetro interior do cilindro e no curso.
A primeira consideração é massa em movimento. Um componente pesado contém mais energia cinética e, geralmente, requer uma desaceleração mais controlada do que um mecanismo com carga leve.
A velocidade do cilindro é igualmente importante. Mesmo uma carga moderada pode gerar uma energia de travagem considerável quando se move rapidamente, pelo que as velocidades previstas de extensão e retração devem ser consideradas separadamente.
A direção da carga também é importante. A gravidade, a articulação da máquina, as forças externas e a geometria mecânica podem aumentar a carga efetiva numa direção, ao mesmo tempo que a reduzem na outra.
O ciclo da máquina também deve ser analisado. Um cilindro que funciona ocasionalmente pode reagir de forma diferente a determinadas condições do que um que realiza milhares de ciclos de extensão e retração por dia. O impacto frequente numa posição final pode aumentar gradualmente o desgaste dos suportes, pinos, vedantes e estruturas circundantes.
Uma sequência de seleção prática é:
Carga e velocidade de extensão → Carga e velocidade de retração → Impacto no fim do curso em cada lado → Ciclo de funcionamento → Desaceleração necessária → Amortecimento numa ou em ambas as extremidades
No caso de aplicações OEM, estas condições devem, idealmente, ser avaliadas em conjunto com o conjunto completo concepção de cilindros hidráulicos personalizados, incluindo o diâmetro interior, o diâmetro da haste, o curso, a montagem, as aberturas, a pressão de funcionamento e a configuração do amortecedor.
Conclusão
O amortecimento de extremidade única e o de extremidades duplas utilizam o mesmo princípio hidráulico, mas respondem a diferentes requisitos de controlo de movimento. O amortecimento de extremidade única proporciona uma desaceleração controlada numa única direção, enquanto o amortecimento de extremidades duplas protege ambas as extremidades do curso.
Se ocorrer um impacto significativo no final do curso, quer seja principalmente durante a extensão, quer seja principalmente durante a retração, o amortecimento numa única extremidade é normalmente a solução mais simples e adequada. Se ambas as direções envolverem alta velocidade, cargas pesadas, ciclos repetidos ou impactos percetíveis, o amortecimento em ambas as extremidades proporciona, em geral, um melhor controlo.
A decisão final deve ter em conta a carga e a velocidade reais em cada sentido, em vez de especificar automaticamente margens de segurança em ambas as extremidades. Adicionar margens de segurança onde não são necessárias pode aumentar a complexidade sem proporcionar melhorias significativas.
No que diz respeito a equipamentos OEM, a Aisoar Hydraulics pode desenvolver cilindros hidráulicos com amortecedor personalizados com amortecimento na extremidade da haste, na extremidade da tampa ou em ambas as extremidades, utilizando modelos fixos ou ajustáveis de acordo com a carga real, a velocidade, o curso, a montagem e o ciclo da máquina.
