Apostila de vedação Hidraulica

VEDAÇÃO HIDRÁULICA APLICAÇÕES

Conheça alguns materiais! Borracha Natural-: NR Seu uso em vedadores é limitado, por ter pouca resistência aos óleos minerais. É adaptável em Vedações Vedações de óleo de mamona ou de álcool Sua aplicação real é em peças sujeitas a choques, a compressão e a desgaste, Como: as guarnições, amortecedores, calços, coxins e mangotes.

Borracha Nitrílica -: NBR É uma borracha com excelente adesão a metais e a tecidos, que se adapta a qualquer tipo de vedador. É a mais utilizada em nossa atividade, devido à maioria dos sistemas de vedações utilizarem óleos minerais ou derivados de petróleo que são significativamente compatíveis com a borracha nitrílica.

Conheça alguns materiais! Etileno Etileno Propile Propileno no - EPDM Sua utilização em vedadores fica restrita por sua baixa resistência aos óleos minerais, derivados de petróleo e solventes. É adaptável a altas temperaturas e sua melhor aplicação na vedação de vapor ou água. Exemplo: Mangueira de carburador, guarnições de carros.

Neoprene -CR. Apesar de ser mais versátil borracha à disposição da indústria, seu uso é restrito em vedadores, por existirem borrachas com melhor adaptação às exigências desses. Apresenta excelente desempenho quando utilizada em vedações de fluídos refrigerantes ou sujeitas a intempéries ou em sistemas pneumáticos.

Conheça alguns materiais! Silico Silicone ne - SI Em geral, o silicone apresenta baixa resistência mecânica, exigindo, assim, um certo cuidado antes de empregá-lo em sistemas dinâmicos. A melhor característica do silicone é manter suas propriedades em uma faixa de temperatura muito grande, possibilitando o seu uso em vedadores expostos a baixa ou altas temperaturas.

Viton iton-- FP FPM M A marcante marcante resistência resistência do Viton Viton ao calor e aos ataques químicos, associada a excelentes propriedades propriedades mecânicas, fazem com que seus vedadores; apresentem desempenho superior a qualquer outro tipo aplicado às mesmas condições de trabalho. É considerada a borracha mais importante na aplicação de vedadores. Entre as poucas exceções exceções às quais o Viton Viton não resiste resiste estão os ésteres e a acetona

Conheça alguns materiais! Teflon - PTFE O teflon, material semi-rígido, é um dos poucos termoplásticos utilizados em vedadores, devido ao seu baixo coeficiente de atrito, à sua quase total insensibilidade ao ataque químico e ao fato de atender a uma grande faixa de temperatura de trabalho. Para que o teflon seja adaptável aos vedadores, procura-se suprir sua baixa elasticidade com desenhos de perfis especiais. Adapta-se a jogos de gaxetas e a alguns modelos de retentores. É aplicado em sistemas a cujos fluidos as borrachas não resistam, em sistemas que não tenham lubrificação.

Conheça alguns materiais! Poliuretano –  PUR - TPU O Poliuretano possui excepcional resistência mecânica ao cisalhamento, à abrasão, à extrusão e aos impactos. É usado com vantagens em sistemas de baixas ou altas pressões, ou em meio ambiente agressivo e compensa eventuais defeitos de tolerância e acabamento de usinagem das peças dos sistema. O Poliuretano com molibdênio é um elastômero de poliuretano com uma dosagem de bissulfeto de molibdênio, que proporciona aos sistemas de vedações uma permanente lubrificação e um baixo coeficiente de atrito. O elastômero apresentado proporciona excelentes resultados quando aplicado em vedaçõ es de óleos minerais ou derivados de petróleo, chegando a aumentar a vida útil do vedador de 4 a 8 vezes, quando comparado às vedações convencionais.

PARTES DO CILINDRO HIDRÁULICO

TAMPA

CAMISA HASTE FLUIDO HIDRAULICO

EMBOLO

Cilindros Hidráulicos e Pneumáticos

SISTEMA DE PROTEÇÃO HIDRÁULICO

RASPADOR PU ou com CARCAÇA

PRESSÃO ENTRADA/SAÍDA O´RING ANEL GUIA

      S       O       D        Í       U       L       F

      E       T       S       A       H

GAXETA       S       O       D        Í       U       L       F

B ou U’

GAXETA ÊMBOLO

FLUÍDOS

PRESSÃO ENTRADA/SAÍDA

STD ou U’

Terraplenagem

Caminhões Guindastes

Empilhadeira

Equipamento Agrícola

Injetora

Cilindro Hidráulico

Sistema de Elevação

Aplicação de Cilindros Hidráulicos e Pneumáticos

O QUE É GAXETA? Dicionário Mecânica: Peça de amianto, linho, algodão, metal, borracha ou outro material, com que se completa a vedação nas juntas de canalizações, tampas de cilindro, etc., ou se impede o escapamento de fluido por uma junção móvel.

As gaxetas são Artefatos Mecânicos Moldados providos de um ou dois lábios flexíveis, e a vedação acontece automaticamente através da atuação da pressão. São vedadores indicados geralmente para sistemas onde ocorrem movimentos alternativos, mas podem ser utilizados também em sistemas estáticos(parado), hidráulicos ou pneumáticos, para velocidades menores ou iguais a 0,5 m/s(Abertura da Haste), para baixas pressões a moderadas (até aproximadamente 100 Kg/cm²). Material mais utilizado (PU). Para sistemas de pressões mais elevadas (de 100 a 350 Kg/cm²), pode ocorrer, entre outros diagnósticos, uma extrusão de material (arrancamento do material), por isso deve verificar as características do material utilizado na gaxeta, nas dimensões do alojamento ou ainda a utilização de dispositivos auxiliares como arruelas antiextrusão, reforços na base da seção da gaxeta ou material mais duro. Nos sistemas de baixa pressão ou pressão negativa (vácuo), pode-se utilizar de outro(s) dispositivo(s) auxiliar(es), por exemplo, um anel ou cordão tencionador (Expansor Nitrílico). No sistema Hidráulico as Gaxeta tem função de Vedar a passagem do Fluido Hidráulico. Extrusão: Tec. Med. Passagem forçada de um metal ou de um plástico através dum orifício, visando a conseguir uma forma alongada ou filamentosa.

O QUE É GAXETA? continuação cuidados na montagem As gaxetas de modo geral não requerem cuidados especiais para seu ajustamento, mas, quanto à montagem, deve-se verificar toda extensão da área de contato entre a(s) aresta(s) de vedação e a(s) área(s) a serem vedadas. Verifique-se também o alojamento. Estes itens deverão estar isentos de riscos, amassamento, rebarbas ou qualquer outra irregularidade que possa provocar danos na gaxeta e por fim provocar vazamentos. Durante a instalação, não se deve forçar o artefato sobre arestas vivas, áreas rosqueadas, ressaltos ou sobre qualquer superfície que possa também provocar danos. Como as gaxetas trabalham em contato com o fluído a ser vedado, que geralmente é um lubrificante, surgem poucos problemas de desgaste por atrito. Caso ocorra desgaste devido a pressões altas, pode-se utilizar dispositivos tais como calços sob a base da gaxeta, os quais reduzem a folga diametral, diminuindo a ação da pressão. O(s) lábio(s) de vedação da gaxeta deverá(ão) estar de frente ao fluido a ser vedado. Caso o fluido esteja presente nos dois sentidos, deve-se instalar duas gaxetas contrapostas. Existem vários perfis de gaxeta que surgiram para melhorar o desempenho do perfil básico e direcionar o usuário.

O QUE É EXPANSOR  NITRÍLICO ? Expansor nitrílico é artefato fabricado em NBR, VITON, EPDM, SILICONE, etc, que tem o papel de exercer força aos lábios de vedação de uma gaxeta, mesmo quando a pressão estiver a zero. Por causa do cuidadoso projeto do expansor nitrílico e do lábio de vedação da gaxeta, o expansor nitrílico é efetivamente travado dentro de uma cavidade entre os lábios de vedação, fornecendo uma constante carga aos lábios, até mesmo quando o sistema está em descanso. Quando o sistema estiver em funcionamento, a superfície superior do vedador ficará totalmente pressurizada. O expansor nitrílico, foi projetado para vetorar estas pressões hidráulicas, através do corpo de poliuretano, de uma maneira bem controlada, para maximizar a efetividade da vedação. O expansor nitrílico pode variar-se em dois formatos, o O´RING e o QUAD´RING. Veja a seguir.

Gaxeta c/ O´Ring

Gaxeta c/ Quad´ring

Forças Vetoriais aplicada sobre os Lábios de Vedação

TIPOS DE GAXETAS

Tipo B

Tipo Standard

Tipo U1

Tipo U2

Tipo U3

Tipo U4

Tipo U5

Tipo U6

Tipo U10

Tipo Deep

Tipo U7

Tipo U8

GAXETAS USADAS PARA APLICAÇÃO DE ÊMBOLO

Tipo B

Tipo U7

Tipo Standard

Tipo Deep

Tipo U1

Tipo U2

Tipo U5

Tipo U6

GAXETA B

Esta configuração altamente estável fornece excelente vedação em baixa e alta temperatura, assim como em altas pressões, para vedação de hastes e êmbolos por causa de seu perfil simétrico e lábios com ângulos de 45°

Lábio de vedação 45°

GAXETA STD e DEEP Standard têm como característica a seção transversal igual à altura e são adequadas para uma grande variedade de aplicações em Pistões, utilizada para êmbolo.

DEEP são versões retangulares do tipo Standard. O comprimento adicional melhora a estabilidade em aplicações de alta pressão e cursos longos.

Gaxeta U-10

Lábio Interno Lábio Secundário

Interferência no diâmetro externo,força o canto vivo do lábio interno, garante melhor vedação numa ampla faixa de pressões Lábio secundário, Maior estabilidade Reduz extrusão, Previne ingresso de sujeira, Mas reduz a capacidade de retomo

Vedações de Haste e Êmbolos mais comuns GAXETA TIPO B OU GAXETA TIPO ALTO

GAXETA TIPO U OU GAXETA TIP V

GAXETA STANDARD OU GAXETA TIPO BAIXO

GAXETA TIPO U OU GAXETA TIP V

CHEVRON

Aplicação Geral Exemplo 1 Raspador Tipo K

Gaxeta Tipo U1, U8, U10

Gaxeta Tipo U2, U5, U6,U7

GAXETAS USADAS PARA VEDAÇÃO DE HASTE

Tipo B

Tipo U4

Tipo U1

Tipo U8

Tipo U2

Tipo U3

Tipo U10

Tipo Deep

Aplicação Geral Exemplo 2 Raspador AS, DC, DK

Gaxeta Tipo U1,U3, U4, U8, U10

Anel de Guia

Instalação de Gaxetas para Haste

Ferramenta de Instalação 1

Ferramenta de Instalação 2

O alojamento deverá estar isento de risco, amassados, rebarbas ou qualquer outra irregularidade que possa provocar danos na gaxeta e por fim provocar vazamentos. Durante a instalação, não se deve forçar o artefato sobre arestas vivas, áreas com roscas, ressaltos ou sobre qualquer superfície que possa também provocar danos.

RASPADOR  Raspador (ou anel raspador) é o nome designado ao artefato moldado em Poliuretano ou Borracha, constituído de um lábio de raspagem e seção para montagem com ou sem anel metálico (carcaça). Conforme o nome, a função do anel raspador é a proteção e remoção através de raspagem de poeira, partículas abrasivas e outras impurezas das superfícies a serem vedadas, protegendo o equipamento e as vedações principais, garantindo uma boa vedação. Portanto, os anéis raspadores não são propriamente um elemento de vedação — embora possam desempenhar também uma ação de selagem — mas sim artefatos de proteção ao sistema de vedação. O perfil sem chapa requer um alojamento com assento frontal e inferior para permitir a montagem. O perfil com chapa não requer alojamento com assento frontal e tem melhor eficiência. Anéis raspadores devem trabalhar a uma temperatura entre -50°C mín. e 110°C máx.

TIPOS DE RASPADORES

TIPO D

TIPO DC

TIPO AS

TIPO DK

TIPO K

ANÉIS DE GUIA

ANEL DE GUIA

Os anéis de guia são anéis de apoio especialmente formulados com materiais (Poliamida – Nylon)de grande resistência para atender às necessidades requeridas nas modernas aplicações em êmbolos e hastes em movimento recíproco, para prevenir o contato Metal-Metal das peças em movimento. Os anéis de guia têm características de pouco inchamento, o qual previne problemas de inchamento. Eles oferecem capacidade de apoio que excede a da maioria dos metais usados comumente nessas aplicações. Os anéis de guia são compatíveis de uso com a maioria dos fluídos hidráulicos, operando em temperaturas de até 135ºC.

Aplicação Geral Exemplo 3

Raspador c/ Carcaça

Gaxeta B / U8 / U10

Anel de guia p/ evitar o contato Metal-Metal

Gaxeta Standard / Anel GT / Conjunto de teflon

O QUE É ANEL DE TEFLON? Os anéis de Teflon são artefatos fabricados em PTFE (Politetrafluoretileno) com ou sem carga, e são também a melhor resposta para qualquer aplicação de ação simples e de dupla ação. Para que possamos manter a tolerância mais fechada, todos os anéis de Teflon são usinados, conforme especificações. Os anés de Teflon podem ser aplicado unicamente em um alojamento ou juntamente com um anel ―o‖ ou com uma arruela de borracha. Eles são excelente em aplicações em sistemas a cujos fluidos as borrachas não resistam, em sistemas que não tenham lubrificação, baixas rotações e aplicações oscilatórias, por causa da sua qualidade de auto-lubrificação. O anéis de Teflon podem ser produzidos para todos os tipos e tamanhos de alojamentos, onde for necessário.

O PTFE? 

PTFE - politetrafluoretileno é um polímero constituído por  unidades do monômero TEF (Tetrafluoretileno)

CF2 = CF2 TFE

- (CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2) PTFE

O que diferencia o PTFE dos demais polímeros?

Estabilidade química + alto peso molecular + apolaridade = 

Excelente resistência a intempéries e a raios UV



Excelente resistência química



Altas e baixas temperaturas de uso (-260°C a + 260 °C)



Excelente combinação entre propriedades químicas e mecânicas



Excelente propriedades elétricas



Baixo coeficiente de atrito



Antiaderência



Não pode ser processado pelas vias convencionais

PTFE com Carga o que melhora? 

Fibra de Vidro (5-10-15-20- 25%)  Aumenta resist. a fluência  Aumenta resist. Abrasão



Grafite (puro ou combinado com C)  Diminui coef. Atrito (melhor)



Fibra de Carbono (5%)  Aumenta em 3x a resist. Mecânica comparada à FV  Diminui coeficiente de atrito



Bronze (40-60%)  Aumenta resistência a fluência (melhor)  Melhor condutividade térmica



Carbono (puro ou combinado com grafite)  Aumenta dureza  Aumenta resistência a fluência



MoS2 (5%)  Diminui coef. Atrito  Lubricidade a seco

Fluência: Deformação lenta de um corpo submetido a uma tensão constante Abrasão: Desgaste provocado pelo atrito

TIPOS DE ANÉIS E CONJUNTOS DE TEFLON

Aplicação Geral Exemplo 4

Raspador c/ Carcaça

Gaxeta B, U8 ou U10

Conjunto de Teflon

Aplicação Geral Exemplo 5 Raspador Tipo D ou 959

Gaxeta Tipo B, U8 ou U10

Conjunto de Teflon

Aplicação Geral Exemplo 6

Raspador Tipo D ou 959

Gaxeta Tipo U1,U3, U4, U8, U10

Conjunto de Teflon/Anel GT

O QUE É ―O´RING‖ OU ―ANEL O‖ ? Os O´rings são artefatos com seção(W) circular e formato anelar, que possuem ação vedante estática ou dinâmica, quando são comprimidos por entre duas superfícies, bloqueando a passagem entre dois meios. Os O´rings possuem excelente capacidade vedação em sistemas dinâmicos hidráulicos ou pneumáticos com pequenos cursos e diâmetros, pressões e velocidades médias.

Seção / W

APLICAÇÕES DE O´RING PARTE 1 Vedação com O’Rings em Aplicações Estáticas e Dinâmicas As vedações com O’Rings geralmente são divididas em dois grupo: Vedações Estáticas, nas quais não existe movimento relativo entre as superfícies;

Vedações Dinâmicas, que devem funcionar entre peças cujas superfícies têm movimento relativo entre si, tal como a vedação de  pistões de cilindros hidráulicos.

Dos dois tipos, a vedação dinâmica é a mais difícil, e requer seleção de material e projeto mais cuidadoso. O tipo mais comum de equipamento utilizando O’Rings como vedantes em aplicações dinâmicas são os de movimento recíproco como os cilindros hidráulicos e peças similares.

O QUE É BACKUP ? (Anel Anti-Extrusão) Vedação de alta pressão com utilização de BACKUPS Backups são dispositivos únicos de anti-extrusão, feitos de borracha nitrílica de alta dureza. Eles são usados para reduzir a folga diametral do lado da baixa  pressão da vedação com O´rings. Um O´ring e um Backup combinados vedarão com pressões muito mais altas que um O´ring sozinho. Os Backups são moldados em um círculo contínuo, e podem ser facilmente esticados para a montagem. Por não serem cortados ou separados, eles não marcam ou cortam o O´ring. Os Backups são uniforme tanto em dimensões quanto em material. Eles auxiliam promovendo a boa lubrificação do O´ring´.

Sugestões de utilização de Backups

1 - Vedação sem pressão 2 - Vedação com pressão admissível  3 - Vedação acima da pressão admissível (causa extrusão no anel) 4 - Uso do Backup para altas pressões. 5 – Sempre que possível utilizar (2) dois backups, um de cada lado do O´ring.