Como funcionam os macacos hidráulicos

Macacos são equipamentos de manuseio de materiais que usam a multiplicação de força para levantar ou mover cargas pesadas. O termo macacos pode se referir a uma variedade de dispositivos de elevação que empregam alavancagem e outros métodos de vantagem mecânica para amplificar uma força aplicada para fornecer a capacidade de transportar uma carga.

Os macacos hidráulicos se distinguem pelo uso de um líquido incompressível, como fluido hidráulico ou óleo de macaco, como meio pelo qual a multiplicação de força é alcançada. O mecanismo principal pelo qual a força é aplicada varia, dependendo do tipo específico de macaco, mas normalmente é uma rosca de parafuso ou um cilindro hidráulico. Os macacos podem ser categorizados com base no tipo de mecanismo usado para gerar a força de elevação, normalmente energia mecânica, hidráulica ou pneumática.

Os macacos mecânicos, como os macacos comumente usados ​​para carros, levantam equipamentos pesados ​​e são avaliados com base na capacidade de levantamento, que normalmente é expressa em termos do número de toneladas que o macaco pode suportar.

Os macacos hidráulicos tendem a ter maiores capacidades de levantamento do que os macacos mecânicos devido à quantidade de força que pode ser gerada pelos cilindros hidráulicos que produzem a ação de levantamento. As formas comuns de macacos hidráulicos incluem macacos para garrafas e macacos para piso.

Como funciona um macaco hidráulico

Os macacos hidráulicos funcionam com base em um conceito em mecânica dos fluidos conhecido como Princípio de Pascal. Essencialmente, se dois cilindros (um grande e um pequeno) são conectados por um fluido incompressível, e uma determinada quantidade de pressão é aplicada a um cilindro, essa mesma pressão é transmitida ao segundo cilindro através do fluido que os conecta. No entanto, como a pressão é igual à força por unidade de área, o cilindro que possui uma área maior experimentará um efeito de multiplicação de força. Mesmo que a pressão em ambos os cilindros seja a mesma, a força que é produzida no cilindro maior será maior, proporcionalmente maior com base na área do cilindro.

O Princípio de Pascal pode ser expresso de forma formular da seguinte forma:

Onde:

F ₁ é a força aplicada ao pistão 1 (o pistão da bomba)

A ₁ é a área do pistão 1

F ₂ é a força aplicada ao pistão 2 (o pistão ram)

A ₂ é a área do pistão 2

Reorganizando esta equação para expressar F ₂ como uma função de F ₁ , A ₁ e A ₂ :

Esta expressão ilustra que a força de levantamento de um macaco hidráulico é amplificada diretamente pela razão da área de superfície dos dois pistões.

Os macacos hidráulicos dependem deste princípio básico para levantar cargas pesadas: eles usam êmbolos da bomba para mover o óleo através de dois cilindros. O êmbolo é primeiro puxado para trás, o que abre a esfera da válvula de sucção e puxa o óleo para a câmara da bomba. Conforme o êmbolo é empurrado para a frente, o óleo se move através de uma válvula de retenção de descarga externa para a câmara do cilindro e a válvula de sucção fecha, o que resulta no aumento de pressão dentro do cilindro do aríete.

Tipos de Macacos Hidráulicos

Dois tipos comuns de macacos hidráulicos incluem macacos para garrafas e macacos para piso.

Macaco garrafa

Os macacos garrafa tornaram-se populares no início dos anos 1900, quando a indústria automobilística começou a decolar. Também chamados de macacos manuais, os macacos para garrafas fornecem uma maneira fácil de um indivíduo levantar um veículo para inspeção ou serviço na estrada.

O design do macaco hidráulico lembra uma garrafa de leite, ganhando assim o nome dos macacos – hoje, eles variam em tamanho e capacidade de levantamento de cem libras a várias toneladas. Como funciona um macaco de garrafa? Os macacos para garrafas apresentam um eixo vertical, que suporta uma plataforma (chamada de almofada de apoio) que suporta diretamente o peso do objeto quando ele é levantado.

Embora sejam mais comumente usados ​​na indústria automobilística (macacos de 1,5 a 5 toneladas são a faixa de capacidade normalmente usada para levantar carros), os macacos para garrafas também têm outros usos. Na indústria médica, eles podem ser usados ​​em macas hidráulicas e elevadores de pacientes. Em aplicações industriais, eles podem ser encontrados como dobradores de tubos usados ​​em encanamentos, em cortadores de cabos para projetos elétricos e como elevadores de materiais em depósitos. Sua capacidade de levantar cargas pesadas desempenha um grande papel ao permitir o reparo de grandes máquinas agrícolas e em muitas operações de construção.

Os macacos para garrafas podem ser fixados em uma estrutura, montados em uma viga ou simplesmente usados ​​como autônomos para permitir o reposicionamento conforme necessário.

Macaco hidráulico horizontal

O que é um Macaco hidráulico horizontal? Ao contrário dos eixos de macaco de garrafa que operam verticalmente, o eixo em um macaco de piso é horizontal – o eixo empurra uma manivela que se conecta a uma almofada de elevação, que é então levantada verticalmente. Os macacos de piso normalmente fornecem um alcance maior de elevação vertical do que os macacos para garrafas e estão disponíveis em dois tamanhos.O macaco original tem cerca de um metro de comprimento, 30 centímetros de largura e pesa cerca de 200 libras – eles podem levantar de 4 a 10 toneladas.

Um modelo mais compacto foi feito posteriormente, que tem cerca de um metro de comprimento e pode levantar 11/2 toneladas. Embora “mini-tomadas” também sejam produzidas, elas não são um tipo padrão reconhecido de tomada de piso. Normalmente, um dos primeiros dois tamanhos deve ser usado.

Outros tipos de macacos

Macacos Hidráulicos para Elevação

Os macacos hidráulicos para levantamento do dedo do pé são um tipo específico de macaco hidráulico que pode ser usado para elevar máquinas e outras cargas onde a folga entre o solo e a superfície inferior da carga é baixa. Este tipo especial de macaco funciona em situações em que um macaco de garrafa ou macaco de chão não funcionaria devido à baixa distância ao solo da carga.

Macoco de nivelamento

Os macacos de nivelamento usam um mecanismo de parafuso mecânico e são portáteis, frequentemente usados ​​para nivelar reboques e semelhantes.

Macacos de tesoura

Os macacos de tesoura são macacos compactos que utilizam um parafuso mecânico cuja rotação resulta no levantamento ou abaixamento de um conjunto de braços de tesoura que se estendem ou retraem dependendo da posição do mecanismo do parafuso.

Macacos de parafuso

Os macacos de parafuso são macacos mecânicos que usam um mecanismo de parafuso vertical para elevar ou abaixar o macaco. Alguns modelos são ajustáveis ​​por chave, enquanto outros empregam um nível inserido através de um orifício no macaco para permitir vantagem mecânica adicional para usar ao girar o parafuso para levantar a carga.

Macacos de Catraca

Os macacos de catraca usam uma lingueta e um mecanismo de catraca para levantar ou levantar uma carga. No passado, os macacos de catraca eram o tipo de macaco padrão de fato que os fabricantes de automóveis incluíam em seus veículos para os proprietários usarem ao trocar um pneu furado. O macaco seria posicionado para ser preso ao pára-choque dianteiro ou traseiro do carro e a chave de pneu servia tanto como alça do macaco quanto como chave de porca de roda. Com o desenvolvimento da construção e a eliminação dos pára-choques metálicos nos automóveis, os macacos de catraca desapareceram do uso em favor dos macacos de tesoura que tinham um perfil mais baixo, permitindo que deslizassem sob o monobloco e acessassem os pontos de elevação designados.

Mecanismos e causas de falha do cilindro hidráulico

Os cilindros hidráulicos usados ​​em macacos podem apresentar falhas que requerem manutenção ou substituição do cilindro para restaurar o macaco a uma condição operacional segura. Alguns mecanismos de falha comuns para cilindros hidráulicos incluem:

• Contaminação do fluido hidráulico, que pode fazer com que as partículas risquem ou danifiquem o cilindro, ou onde a contaminação do fluido pode resultar na deterioração das vedações hidráulicas.
• Vazamento na vedação, que causa perda de pressão do cilindro, afetando a capacidade de levantamento do macaco e que pode continuar a piorar com o tempo e se tornar mais pronunciado, a menos que as vedações sejam substituídas.
• Impactos de carregamento lateral, em que o vetor de força para a aplicação da carga ao cilindro possui um componente que não é paralelo ao eixo do próprio cilindro.
  Falha em manter a pressão adequada no cilindro, o que pode exacerbar o vazamento de fluido das vedações.
• Manutenção inadequada, onde o cilindro hidráulico não passou por inspeções regulares e manutenção geral recomendada , levando a uma redução na vida útil e falha do dispositivo.

Especificações para Macacos e Macacos Hidráulicos

Macacos incluindo macacos hidráulicos são normalmente especificados por várias especificações principais que são descritas abaixo. Observe que esses parâmetros podem variar de acordo com o tipo de conector e também podem variar de fabricante para fabricante.

• Capacidade – representa a carga máxima que o macaco é capaz de levantar, geralmente expressa em toneladas ou libras.
• Altura máxima de levantamento – representa a maior distância ou deslocamento do aríete do macaco ou almofada de elevação quando o macaco está na posição totalmente estendida, medida em relação ao solo ou a uma superfície de referência.
• Comprimento do curso – é a distância máxima na qual o aríete ou almofada de elevação irá percorrer ou se mover de suas posições não estendidas para totalmente estendidas.
• Orientação de trabalho – indica a orientação de uso pretendida para o macaco (vertical ou horizontal) com base no design da unidade.
• Comprimento da alça – o comprimento total da alça para levantar e abaixar o macaco.
• Fonte de energia – indica o mecanismo pelo qual o jaque é operado, tais como o manual, ar ou pneumático , bateria, ou eléctrico, por exemplo.

Resumo

Os macacos hidráulicos podem levantar cargas pesadas, mas requerem manutenção para evitar o desenvolvimento de problemas com os componentes hidráulicos que podem colocar os operadores em perigo, como problemas com os cilindros que auxiliam na geração da força de elevação.