Um guindaste montado em caminhão precisa tanto de força de rotação quanto de suporte forte para mover uma carga ao redor do veículo. Em alguns guindastes de lança articulada de pequeno e médio porte, um cilindro rotativo de cremalheira e pinhão fornece a força de rotação. Enquanto isso, um rolamento de giro suporta a estrutura superior rotativa e transfere as cargas de içamento para a base.

Essas peças trabalham juntas, mas suas funções são diferentes. Entender essa diferença ajuda na seleção de componentes, verificação de falhas e cuidados diários.

Como Funciona um Cilindro Rotativo de Cremalheira e Pinhão?

Um cilindro rotativo de cremalheira e pinhão converte a pressão hidráulica em movimento rotativo.

Primeiro, o óleo pressurizado empurra um pistão conectado a uma cremalheira dentada. Conforme a cremalheira se move em linha reta, seus dentes engatam um pinhão. O pinhão então gira a coluna rotativa ou a estrutura superior do guindaste por meio da conexão de saída.

Inverter o fluxo de óleo move a cremalheira na direção oposta. Como resultado, o guindaste pode girar para a esquerda ou para a direita.

A cremalheira tem um curso fixo, portanto a rotação é limitada. Dependendo do projeto, o ângulo disponível pode ser de aproximadamente 270° a 400°. Mesmo uma unidade com mais de 360° de deslocamento deve eventualmente inverter; ela não pode continuar girando continuamente.

O Que o Cilindro Rotativo Faz?

O cilindro rotativo fornece torque para mover a lança, a coluna e o equipamento anexado ao redor da base do guindaste. Isso permite que o operador coloque uma carga ao lado do caminhão ou a mova entre as posições de trabalho.

Suas principais funções incluem:

• Gerar torque de giro: A força hidráulica se torna o torque necessário para girar a estrutura superior.
• Controlar o movimento: A válvula direcional seleciona a rotação esquerda ou direita, enquanto o controle de fluxo ajuda a definir a velocidade.
• Apoiar o posicionamento preciso: O controle adequado da válvula e o engate da engrenagem bem ajustado permitem movimentos pequenos e controlados.
• Adaptar-se a espaços compactos: Um atuador integrado pode reduzir o espaço necessário para um motor e uma caixa de engrenagens separados.

No entanto, o mecanismo de engrenagem não é automaticamente travado mecanicamente. A manutenção da posição depende do circuito hidráulico, da condição das vedações e de qualquer freio ou dispositivo de retenção instalado.

Um arranjo adequado de válvulas de contrapeso duplas pode ajudar a controlar o movimento acionado externamente e reduzir o desvio. A seleção e as configurações da válvula devem corresponder ao projeto do guindaste.

O Que o Rolamento de Giro Faz?

O rolamento de giro forma a junta rotativa entre a estrutura superior do guindaste e sua base fixa.

Um rolamento de giro de guindaste é projetado para suportar cargas combinadas:

• Carga axial: Força que atua ao longo do eixo de rotação.
• Carga radial: Força que atua perpendicularmente ao eixo de rotação.
• Momento de tombamento: O efeito de inclinação criado pela carga e pelo alcance da lança.

Ele também orienta a rotação e ajuda a manter o alinhamento.

Em um projeto com um rolamento de giro separado, o rolamento e suas conexões aparafusadas formam o caminho principal para as cargas de içamento. Essas forças então passam pela base do guindaste, pelo subchassi e pelo sistema de suporte do veículo.

O acionamento por cremalheira e pinhão fornece principalmente torque de giro. No entanto, seus dentes e eixo ainda estão sujeitos a forças de engrenagem. Um alinhamento deficiente ou movimento estrutural excessivo pode aumentar essas forças e danificar o acionamento.

Alguns guindastes usam uma coluna e buchas em vez de um anel de giro separado. Portanto, sempre confirme o arranjo real de suporte nos desenhos do guindaste.

Por Que Usar Essa Combinação em um Guindaste de Lança Articulada?

Um atuador de cremalheira e pinhão com um arranjo de rolamento adequado oferece uma solução compacta para giro de ângulo limitado.

O caminho curto do acionamento pode fornecer resposta direta. Além disso, um sistema bem projetado pode proporcionar partidas suaves, reversões controladas e posicionamento útil em baixa velocidade.

Esses recursos são adequados para tarefas como:

• Plantio de árvores e trabalhos paisagísticos.
• Manutenção de utilidades.
• Tarefas municipais de içamento.
• Carga e descarga em áreas de trabalho estreitas.

O sistema também pode ter menos componentes de acionamento do que um arranjo separado de motor e caixa de engrenagens. No entanto, o custo total e as necessidades de manutenção dependem do tamanho do atuador, dos controles e do ciclo de trabalho.

Movimento suave e baixo folgo são resultados de projeto, em vez de recursos automáticos de cada unidade de cremalheira e pinhão.

Acionamento por Cremalheira e Pinhão vs. Acionamento por Motor Hidráulico

A rotação contínua também requer roteamento de mangueiras adequado ou uniões rotativas, além de anéis coletores elétricos onde necessário. Um motor hidráulico sozinho não torna todo o guindaste capaz de rotação ilimitada.

Da mesma forma, a capacidade do guindaste por si só não determina o melhor acionamento. O torque necessário, o alcance, a velocidade operacional, o espaço e o ciclo de trabalho são todos importantes.

Falhas Comuns e Suas Possíveis Causas

Desvio de giro após a parada

As possíveis causas incluem vazamento na vedação do pistão, vazamento através das válvulas de controle ou de retenção e configurações incorretas da válvula. O torque externo pode vir do vento, da inclinação do veículo ou do movimento da carga.

Ruído, solavancos ou pontos de dificuldade

Verifique se há lubrificação deficiente, pistas de rolamento danificadas, parafusos de montagem soltos e engaste desigual da engrenagem. Guias de cremalheira desgastadas também podem permitir que a cremalheira se mova fora do alinhamento.

Rotação fraca sob carga

Baixa pressão de alimentação, vazamento interno, pressão excessiva de retorno ou uma válvula restrita podem reduzir o torque de saída. O aumento do atrito do rolamento também pode dificultar o giro do guindaste.

Impacto forte próximo ao limite de deslocamento

Operação rápida, amortecimento falhado, ajuste incorreto do amortecimento ou batentes danificados podem causar um impacto forte. Dependendo do circuito, as passagens de amortecimento bloqueadas também podem criar pressão anormal.

Dentes lascados ou quebrados

Carga de choque, impactos repetidos no batente final, contato deficiente dos dentes ou conexões estruturais soltas podem sobrecarregar os dentes da engrenagem.

Vazamentos externos de óleo

Inspecione as vedações da tampa de extremidade, as vedações do eixo, os acessórios e as mangueiras. Um atuador de cremalheira e pinhão nem sempre tem uma haste de pistão exposta, portanto os pontos de vazamento variam de acordo com o projeto.

Esses sintomas podem ter várias causas comuns. Confirme a falha com o procedimento de inspeção do fabricante antes de substituir as peças.

Verificações Diárias e Manutenção

Comece com os suportes do rolamento e outras conexões de carga. Inspecione os parafusos nos intervalos de manutenção indicados, usando o método especificado pelo fabricante e os requisitos de pré-carga. O aperto repetido sem um procedimento definido pode danificar os fixadores.

Em seguida, lubrifique o rolamento e as superfícies das engrenagens quando necessário. Use a graxa especificada e evite introduzir sujeira.

Também verifique:

• Mangueiras, acessórios, coberturas e vedações quanto a vazamentos.
• Folga do rolamento e alterações no folgo da engrenagem.
• Batentes, sensores de ângulo e dispositivos de amortecimento.
• Ruído incomum ou movimento desigual durante uma verificação funcional aprovada.
• Manutenção da posição nas condições definidas no manual de manutenção.

Abaixe e prenda a carga, depois isole a energia hidráulica armazenada antes do trabalho de reparo. Qualquer teste de retenção sob carga deve seguir o procedimento do fabricante do guindaste.

Escolhendo um Cilindro Rotativo para o Seu Guindaste

A seleção começa com o torque de giro e o ângulo de deslocamento necessários. Em seguida, verifique a pressão de trabalho, o fluxo disponível, o espaço de montagem, a conexão do eixo, o ciclo de trabalho e as cargas externas esperadas.

O sistema de suporte também precisa de verificações separadas quanto à capacidade do rolamento, à carga dos parafusos e à rigidez da montagem. A tonelagem do guindaste por si só não é suficiente para dimensionar nenhum dos componentes.

Shellppon Hydraulic fornece soluções de cilindros hidráulicos e componentes de atuadores rotativos. Para uma discussão sobre o projeto, compartilhe seus desenhos, o torque necessário, o ângulo de rotação, a pressão e os detalhes de montagem através da página de Contato Shellppon.