A maioria dos engenheiros hidráulicos está bem ciente de que o roteamento adequado da mangueira geralmente significa acomodar o movimento da máquina sem forçar excessivamente a mangueira ou deixá-la esfregar e raspar contra outras mangueiras ou componentes da máquina. Caso contrário, a mangueira poderá falhar prematuramente, resultando em vazamentos, danos à máquina, tempo de inatividade, contaminação ambiental dispendiosa e, potencialmente, um perigo para o pessoal próximo.
As conexões do tipo giratório são projetadas para permitir que o acoplamento e a conexão da mangueira girem, o que evita torções, dobras e flexões excessivas. Isso pode prolongar a vida útil da mangueira e reduzir as necessidades de manutenção. Também pode tornar o encanamento do sistema mais eficiente. O uso de articulações pode reduzir o comprimento da mangueira necessário entre as conexões, eliminar a necessidade de tubos dobrados para acomodar conexões angulares e muitas vezes pode ser conectado diretamente à linha da mangueira sem adaptadores. Como as juntas giratórias se movem, elas podem compensar alterações no comprimento da mangueira quando o sistema pressuriza e absorver surtos e choques hidráulicos em uma linha.
Assim, muitas aplicações podem se beneficiar do uso de articulações de mangueira hidráulica. Esses componentes permitem uma ampla gama de articulação e movimentação na operação do equipamento e eliminam torque e torção nas mangueiras hidráulicas. Eles também podem simplificar a instalação e manutenção da mangueira.
Eles consistem em dois componentes principais, uma haste e um alojamento que podem girar um em relação ao outro, bem como vedações internas e rolamentos. Dependendo do projeto, a rotação pode ser irrestrita ou um pouco menor que 360 graus. Alguns dependem de rolamentos de esferas para controlar o movimento, outros têm os chamados designs sem esferas com rolamentos axiais lisos.
Dois tipos básicos são em linha, onde as portas opostas da haste e do fluido do alojamento ficam em um eixo comum; e giros de 90 graus, onde a porta de fluido do alojamento é posicionada para girar em um plano de 90 graus em relação ao eixo da haste.
Eles são construídos para lidar com altas pressões (geralmente superiores a 5,{1}} psi) e oferecem desempenho livre de vazamentos, resistem a choques hidráulicos e cargas laterais e não se desfazem durante a operação. Com o tempo, as vedações, anéis de apoio ou rolamentos podem eventualmente se desgastar, mas muitos projetos permitem reparos simples com kits de substituição de vedações.
A articulação ou mangueira deve ser montada na estrutura da máquina para garantir o alinhamento adequado e a liberdade de movimento. Embora as juntas giratórias sejam normalmente projetadas para permitir rotação livre com atrito mínimo, os engenheiros devem estar cientes de que o peso da mangueira, tubulação ou acessórios conectados - bem como o peso do fluido hidráulico contido - pode ser substancial o suficiente para colocar cargas laterais excessivas ou momentos de flexão no giro. A conexão deve ser especificada para suportar tais cargas, ou as vedações poderão desgastar-se prematuramente e vazar. A carga lateral também causa desgaste excessivo nas superfícies dos rolamentos e inibe a operação suave da junta giratória.
Tal como acontece com qualquer outro componente hidráulico, os engenheiros devem considerar vários parâmetros importantes de projeto. As caixas giratórias estão disponíveis em aço e aço inoxidável, latão, alumínio e outros materiais comuns. A compatibilidade do fluido com os materiais especificados é, obviamente, obrigatória, e as opções típicas de vedação incluem nitrila, etileno propileno, neoprene e fluoroelastômero, para citar alguns.
Outras considerações incluem classificação de pressão, características de fluxo interno e perdas de pressão, velocidade de rotação permitida e requisitos de torque, opções de portas de fluido SAE ou ISO e a capacidade de lidar com uma variedade de classificações de temperatura ambiente e de fluido.
Muitos projetos possuem uma vedação de exclusão externa para evitar a entrada de contaminantes, mas é sempre recomendado proteger a peça giratória de sujeira e abrasivos sempre que possível. Para operação em condições severas ou corrosivas, uma capa protetora ou fole elastomérico são opções possíveis.
E quase sempre, o preço é uma consideração importante. O custo de uma junta giratória pode ser mais do que compensado pelos benefícios de redução de custos, como maior flexibilidade de projeto do sistema, melhor roteamento do sistema com menos mangueira, instalação mais simples e rápida, menos adaptadores e conexões de tubo e vida útil mais longa.
Os giros hidráulicos são usados em uma ampla gama de aplicações rotativas. Exemplos típicos incluem garras, acessórios florestais, guindastes e caminhões utilitários, equipamentos de manutenção ferroviária, tesouras de demolição e escavadeiras móveis. E nesta era da IoT, articulações hidráulicas especiais podem ser combinadas com anéis coletores elétricos para transferir energia ou sinais de dados. Além de articulações hidráulicas simples, diversas empresas fabricam uniões rotativas e coletores rotativos que transmitem fluido de um único alojamento para múltiplas linhas.
