O cilindro pneumático é um dos componentes mais importantes de uma automação pneumática, ele é o componente responsável pelo movimento e/ou aplicação de uma força.
A grande maioria dos cilindros pneumáticos no Brasil estão de acordo com a norma ISO e são facilmente intercambiáveis entre diferentes fabricantes, porém independentemente disso o cilindro ainda é um dos componentes mais caros do sistema e devemos tentar minimizar as trocas.
Hoje em dia existem uma grande variedade de cilindros pneumáticos, o que fazem sua flexibilidade ainda maior, porém aumentam também as possíveis causas de falha.
As 5 causas mais comuns de falha de um cilindro pneumático são: esforços fora do eixo, contaminação, falta de lubrificação na montagem, operação acima dos limites recomendados e corrosão por agentes externos. Vamos ver cada um desses itens abaixo:
Vídeo mostrando como consertar um cilindro
1- Esforço fora do eixo
Um cilindro pneumático comum é desenhado para exercer esforço de empurrar e puxar na direção do seu eixo. Um esforço fora do eixo de atuação do cilindro pode facilmente danificar a peça, em alguns casos causando desalinhamento dos tirantes, ou mesmo entortar a haste, o que causa o cilindro muitas vezes a travar.
Além disso, pode estragar os anéis de vedação ou as peças internas do êmbolo.
Durante a instalação, tomar atenção para garantir o alinhamento do cilindro com a carga que será realizada. Veja na imagem abaixo exemplos de como se deve e como não se deve montar um cilindro pneumático:
Para evitar esforços não axiais é importante selecionar adequadamente os acessórios de montagem para o cilindro de maneira a não criar esforços fora de seu eixo de deslocamento.
Algumas vezes se torna muito difícil medir se o cilindro está sofrendo esforço fora de seu eixo, nesse caso é possível colocar um medidor de deflecção da haste, que tenha uma boa precisão para medir pequenas variações.
Caso seja impossível evitar esforços fora do eixo, existe a opção de especificar cilindros pneumáticos com guias que suportam diferentes níveis de esforços.
2- Contaminação do ar comprimido
Uma das causas mais comuns de problemas com cilindros pneumáticos é a contaminação do ar comprimido, por partículas solidas, água, óleo ou outros contaminantes. Essa contaminação poderá rapidamente danificar os anéis de vedações do cilindro e causar vazamentos internos, diminuindo muito sua eficiência.
Partículas sólidas podem entrar no ar comprimido e se alojar nas vedações, nesse caso as partículas começam a funcionar como uma lixa danificando o cilindro e gerando vazamentos. É muito importante utilizar uma unidade de tratamento de ar comprimido para remover partículas solidas, mas também é importante verificar ferrugem na tubulação e conexões metálicas, que podem facilmente se desprender e entrar dento do cilindro pneumático.
Vapor de água sempre está presente no ar comprimido. Caso a ar tenha muita presença de água, essa água pode (com o tempo) criar cristais solidificando e causando danos às vedações. Um bom filtro/regulador ajuda a garantir a remoção de água da linha.
Partículas de óleo também pode causar problemas ao cilindro. Alguns compressores mais antigos desprendem uma considerável quantidade de óleo no ar comprimido. Esse óleo pode tampar orifícios ou danificar quimicamente os selantes internos.
3- Erros de fabricação
Algumas vezes os cilindros podem até funcionar no inicia, mas acaba apresentando problemas ao longo do tempo. Uma das possíveis causas é erro na colocação de lubrificantes na montagem. Uma lubrificação interna inadequada pode causar aquecimento e danificar as vedações.
Também é importante testar o cilindro para garantir que não há vazamento interno no cilindro. Vazamento interno é basicamente o ar passando de um lado para o outro lado do êmbolo. Veja em nosso canal do Youtube um vídeo sobre montagem do cilindro pneumático:
A qualidade dos componentes e da usinagem das peças também é muito importante para a vida útil do cilindro pneumático. O acabamento da haste e qualidade da superfície interna da camisa são fundamentais para minimizar atrito e diminuir vazamentos. Além disso, a qualidade do material de vedação e êmbolo é muito importante. Leia nosso artigo completo sobre cilindro pneumático para entender as partes e tipos.
4- Operação fora dos limites estabelecidos
A operação do cilindro pneumático fora dos limites de carga ou pressão estabelecidos em sua ficha técnica podem também causar falhas. Quando o cilindro tem uma carga acima do estabelecido os anéis de vedação sofrem mais esforço do que foram projetados e podem sofrer deformações. As hastes podem entortar e até quebrar.
Para solucionar esse problema devemos analisar bem os esforços que a peça será submetida e selecionar um cilindro e acessórios adequados para suportar a carga.
5- Corrosão por agentes externos
Os cilindros colocados em ambientes mais agressivos como excesso de calor, produtos químicos, maresia entre outros devem ser protegidos para aumentar sua vida útil.
É comum clientes que trocam cilindros com muito frequência, por uma corrosão do cilindro pneumático, isso pode ser reduzido consideravelmente com a fabricação de um cilindro pneumático especial para uma determinada aplicação.
É comum, por exemplo, fabricarmos cilindros com materiais especiais (como aço 316), camadas de proteção química e pintura especial. Veja artigo sobre cilindro pneumático com proteção de níquel químico e pintura epóxi.
Checklist para reduzir problemas com cilindros pneumáticos:
- É possível que o cilindro sofra algum esforço fora de seu eixo de movimento? Caso positivo talvez seja interessante especificar um outro tipo de cilindro.
- O ambiente que estou instalando é agressivo? Precisa de alguma proteção especial?
- A temperatura e pressão de operação são controladas?
- Estou usando conexões que na verdade adicionam contaminação ao sistema? Conexões enferrujadas podem inserir contaminantes e por isso é importante, algumas vezes, trocar conexões quando colocar um cilindro novo.
- Como está a qualidade dos meus filtros? Os elementos filtrantes são trocados com frequência e a acumulação de água está sendo removida pelo dreno?
Mais vídeos sobre cilindros pneumáticos
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