Ensaio de Aceitação de Amortecedores de Ponte Rolante GB/T 22416
A norma ISO 22416-2008, "Guindastes — Requisitos para amortecedores", é a referência para o projeto, seleção e aceitação de amortecedores de ponte rolante. A norma especifica a classificação, os requisitos de desempenho, o cálculo da capacidade de amortecimento e o método de ensaio, constituindo um documento essencial para a salvaguarda das extremidades dos trilhos de guindaste.
A norma ISO 22416-2008, equivalente à ISO 12100-4:2003, é a norma específica para amortecedores de ponte rolante. Os amortecedores são instalados nas extremidades dos trilhos da ponte e do carro, destinando-se a absorver a energia cinética gerada quando o mecanismo de translação embate inesperadamente nos batentes de fim de curso, evitando colisões rígidas entre o guindaste e os batentes. A norma é aplicável à seleção e aceitação de amortecedores para mecanismos de translação da ponte e do carro em guindastes de tipo ponte, tipo pórtico, tipo torre e pórtico de base.
Classificação e tipos estruturais de amortecedores
A norma classifica os amortecedores em três tipos básicos, de acordo com o princípio de funcionamento. O amortecedor de borracha — utiliza a deformação elástica da borracha para absorver a energia de impacto, sendo o tipo mais simples e económico, adequado para guindastes com velocidade de operação ≤30m/min. A superfície de impacto pode ser plana ou curva, com materiais como borracha natural ou neoprene, e dureza Shore A65~80. O amortecedor de mola — utiliza a deformação elástica de molas helicoidais para absorver energia, oferecendo um curso de amortecimento maior e maior capacidade de absorção, adequado para velocidades médias (30~60m/min). As molas são fabricadas em 60Si2Mn ou 50CrV, devendo a rigidez e a vida útil à fadiga satisfazer os requisitos de projeto. O amortecedor hidráulico — utiliza a força de amortecimento gerada pela passagem de óleo hidráulico através de orifícios de estrangulamento, com características de amortecimento ajustáveis, sem efeito de ressalto e frenagem suave, adequado para altas velocidades (>60m/min) ou aplicações que exigem elevada suavidade.
A norma estabelece requisitos para as dimensões básicas e a instalação dos diversos tipos de amortecedores. A base de montagem deve ser firmemente soldada ou fixada por parafusos à viga de cabeceira ou à extremidade da viga principal, com resistência suficiente para suportar a força de impacto máxima. O eixo central do amortecedor deve estar alinhado com o centro do batente, com excentricidade de montagem não superior a 5mm. A superfície de contacto entre o amortecedor e o batente deve ser plana, com área de contacto não inferior a 80% da área frontal do amortecedor. Dois amortecedores instalados no mesmo lado do guindaste devem ter alturas coincidentes, com diferença não superior a 3mm. A face frontal do amortecedor deve sobressair pelo menos 100mm em relação ao ponto mais saliente do guindaste (como a placa de extremidade da cabeceira), garantindo o contacto com o batente antes de qualquer outro elemento.
Método de cálculo da capacidade de amortecimento
A capacidade de amortecimento é o parâmetro principal na seleção do amortecedor. A norma especifica que a capacidade nominal do amortecedor E deve ser igual ou superior à energia cinética Ek gerada quando o guindaste embate à velocidade nominal de operação. Ek=0.5×m×v², onde m é a massa em impacto (massa total do guindaste para a ponte, massa total do carro para o carro) e v é a velocidade nominal de operação. Considerando que a velocidade diminui após a atuação do fim de curso, a norma permite calcular a velocidade de impacto como 85% da velocidade nominal (ou seja, v_efetiva=0.85×v_nominal). Para múltiplos guindastes na mesma via, deve considerar-se o cenário de colisão entre dois guindastes — a massa em impacto é a soma das massas dos dois guindastes, calculada com base na diferença vetorial das respetivas velocidades de translação.
O curso do amortecedor S e a força de amortecimento F obedecem à relação de conservação de energia: E=F×S×η, onde η é a eficiência do amortecedor (0.6~0.7 para borracha, 0.7~0.8 para mola, 0.8~0.95 para hidráulico). Quanto maior o curso do amortecedor, menor a força de amortecimento e menor a carga de impacto sobre o guindaste e o próprio amortecedor. No entanto, o curso é limitado pelo espaço de instalação — o curso do amortecedor da ponte não deve exceder 1/4 do comprimento da viga de cabeceira, e o curso do amortecedor do carro não deve exceder 1/10 do comprimento da viga principal. Recomenda-se uma margem de capacidade de 15%~20% na seleção, para fazer face a eventuais velocidades superiores à nominal. Para guindastes ao ar livre, a carga de vento deve ser considerada no cálculo da capacidade de amortecimento.
Métodos de ensaio e requisitos de aceitação
A norma especifica os requisitos para o ensaio de tipo e a inspeção de fábrica dos amortecedores. O ensaio de tipo deve incluir: ensaio de capacidade de amortecimento — na bancada de teste, um bloco de impacto com massa nominal atinge o amortecedor à velocidade nominal, medindo-se o curso do amortecedor e a curva de força de frenagem, para verificar se a energia absorvida atende ao valor de cálculo. Os amortecedores de borracha devem ainda ser submetidos a um ensaio de fragilidade a baixa temperatura (após 4 horas a -20°C, o impacto não deve provocar trincas). Os amortecedores de mola devem ser submetidos a um ensaio de fadiga — após 100.000 ciclos à compressão nominal, a mola não deve apresentar deformação permanente ou fratura. Os amortecedores hidráulicos devem ser submetidos a um teste de estanqueidade — sem fugas durante 30 minutos à pressão nominal, e a variação das características de amortecimento não deve exceder ±15% na gama de temperaturas de -20°C a +60°C.
A inspeção de fábrica é realizada unidade por unidade: inspeção visual — sem trincas, rebarbas ou defeitos evidentes; inspeção dimensional — as dimensões externas e as distâncias entre furos de montagem devem estar em conformidade com os requisitos do desenho; verificação do curso — após compressão manual até ao curso máximo, o amortecedor deve retornar livremente à posição inicial. O teste de aceitação realizado no local após instalação deve confirmar: a posição de contacto e o alinhamento de eixos entre o amortecedor e o batente, a distância de saliência da face frontal do amortecedor em relação à placa de extremidade da cabeceira (não inferior a 100 mm), o torque de aperto dos parafusos de montagem e as medidas de travamento. Antes da primeira utilização, o tampão de fim de curso do amortecedor hidráulico deve ser removido para permitir a saída do ar que tenha penetrado durante o transporte. A Kelude Indústrias Pesadas fornece amortecedores correspondentes como equipamento padrão na saída de fábrica dos guindastes, sendo a calibração efetuada item por item durante a instalação.
Tabela comparativa de parâmetros de seleção de amortecedores
A tabela comparativa seguinte resume os parâmetros de desempenho essenciais e as condições de trabalho aplicáveis aos três tipos de amortecedores, servindo de referência para a seleção.
| Tipo | velocidade aplicável | eficiência do amortecedor | Com/Sem Recuo | Custo |
|---|---|---|---|---|
| amortecedor de borracha | ≤30m/min | 0.6~0.7 | Com | Baixo |
| amortecedor de mola | 30~60m/min | 0.7~0.8 | Com | Médio |
| amortecedor hidráulico | >60m/min | 0.8~0.95 | Sem | Alto |
Inspeção Diária e Manutenção de Amortecedores
Para garantir um desempenho fiável, os amortecedores requerem inspeção e manutenção periódicas. Na inspeção diária, deve-se verificar visualmente, em cada turno, se o aspeto do amortecedor apresenta alguma anomalia — como trincas ou deformação permanente no amortecedor de borracha, rutura de fio ou empeno na mola do amortecedor de mola, ou fugas de óleo no amortecedor hidráulico. Mensalmente, deve ser verificado o aperto dos parafusos de montagem, utilizando uma chave de torque para amostragem em não menos de 50% dos parafusos. Trimestralmente, deve ser verificado o curso e o tempo de retorno do amortecedor — após empurrar manualmente ou em baixa velocidade até ao curso máximo, o amortecedor deve retornar automática e completamente à posição inicial. O tempo de retorno não deve exceder 2 segundos para o amortecedor de borracha, 1 segundo para o amortecedor de mola e 3 segundos para o amortecedor hidráulico.
O intervalo de substituição do amortecedor varia conforme o tipo e o ambiente de operação. Em ambiente interno normal, recomenda-se a substituição do amortecedor de borracha a cada 3 a 5 anos; em ambiente externo ou de alta temperatura, a cada 2 a 3 anos. A vida útil à fadiga da mola do amortecedor de mola é geralmente projetada para 100000 ciclos de compressão; excedido esse número ou detetadas trincas na mola, esta deve ser substituída. Para o amortecedor hidráulico, a vedação e o óleo hidráulico devem ser substituídos a cada 3 anos. Após um impacto real, o amortecedor deve ser submetido imediatamente a um exame minucioso — mesmo sem danos visíveis externamente, a estrutura interna pode ter sido comprometida. O amortecedor de borracha deve ser substituído se, após o impacto, a compressão exceder 50% do comprimento original ou se surgirem trincas. O amortecedor de mola deve ser substituído se, após o impacto, apresentar deformação permanente ou se a altura livre diminuir mais de 5%. O amortecedor hidráulico deve ser substituído se, após o impacto, apresentar fugas ou uma alteração significativa nas suas características de amortecimento.
Perguntas Frequentes sobre Amortecedores
P: Qual é a diferença entre a função do amortecedor e a do fim de curso?
R: O fim de curso atua antes de se atingir a posição limite, cortando a alimentação elétrica para parar o mecanismo. O amortecedor tem a função de absorver a energia do impacto e proteger a estrutura e o equipamento quando o fim de curso falha ou o impacto é inevitável. São níveis de proteção sequenciais e não podem ser substituídos um pelo outro.
P: O amortecedor hidráulico requer manutenção periódica?
R: Sim. Anualmente, deve-se verificar o nível de óleo e a estanquidade do amortecedor hidráulico, e o óleo hidráulico deve ser substituído a cada 3 anos. Amortecedores que permanecem muito tempo sem utilização devem ser purgados antes do ensaio de impacto. A degradação ou fuga de óleo hidráulico pode reduzir o desempenho do amortecimento e aumentar o impacto na frenagem.
P: Quais são os sinais de envelhecimento do amortecedor de borracha?
R: O envelhecimento do amortecedor de borracha manifesta-se por fissuras superficiais, aumento da dureza e perda de elasticidade. Durante o impacto, o curso do amortecedor encurta visivelmente e a força de impacto aumenta. Recomenda-se a substituição do amortecedor de borracha a cada 5 anos, intervalo que deve ser reduzido para 3 anos em ambientes de alta temperatura ou ao ar livre.
P: Quais são os requisitos para a posição de instalação do amortecedor?
R: O amortecedor deve ser instalado na cabeceira do guindaste ou na extremidade da viga principal, diretamente em frente ao batente final do trilho. A face frontal deve sobressair pelo menos 100mm em relação à placa de extremidade da cabeceira. O desvio do alinhamento do eixo central com o batente não deve ser superior a 5mm. A diferença de altura entre dois amortecedores do mesmo lado não deve ser superior a 3mm.
