Amortecedores – encontre fabricantes e fornecedores

Os amortecedores reduzem os impactos, as vibrações e os movimentos indesejados em veículos, máquinas, equipamentos e estruturas de engenharia.

Convertem parte da energia cinética em calor e garantem que as massas em movimento sejam desaceleradas de forma controlada ou que as vibrações diminuam mais rapidamente.
Ao contrário das molas, os amortecedores não armazenam principalmente a energia absorvida para a libertar posteriormente. A sua função consiste em dissipar a energia cinética da forma mais controlada possível. Por isso, as molas e os amortecedores são frequentemente utilizados em combinação: a mola absorve as cargas e permite o movimento, enquanto o amortecedor limita a oscilação subsequente.
Os amortecedores são utilizados numa vasta gama de aplicações, incluindo veículos rodoviários e ferroviários, motociclos, bicicletas, máquinas agrícolas e de construção, instalações de produção, robôs, sistemas de transporte, elevadores, gruas e estruturas de edifícios.

Abaixo encontrará uma visão geral dos princípios de funcionamento, conceções, áreas de aplicação, vantagens e limitações dos amortecedores, bem como os critérios mais importantes para a sua seleção.

Como funcionam os amortecedores

Os amortecedores geram uma força que contraria o movimento. Isto reduz a velocidade de uma massa em movimento ou amortece uma vibração. A energia mecânica absorvida é convertida principalmente em calor e dissipada para o ambiente através da caixa ou do meio de amortecimento utilizado.
Nos amortecedores hidráulicos, um pistão move-se dentro de um cilindro cheio de óleo. O óleo é forçado a passar por válvulas, orifícios ou outras secções transversais de fluxo. A resistência ao fluxo resultante gera a força de amortecimento.
O amortecimento pode ser configurado de forma diferente para cada direção de movimento:

• A fase de compressão atua quando o amortecedor é comprimido.
• A fase de extensão atua quando o amortecedor é estendido.

Nos amortecedores automóveis, o amortecimento de compressão e de extensão é especificamente ajustado ao peso do veículo, ao design do chassis, à suspensão e às características de manobrabilidade pretendidas. Nos amortecedores industriais, por outro lado, o foco principal reside frequentemente na desaceleração de uma massa em movimento até à paragem, de forma suave e sem choques.
Dependendo do design, a força de amortecimento depende, entre outros fatores, da velocidade, do curso, da posição da válvula, da viscosidade do óleo e da temperatura. Os sistemas de válvulas modernos permitem curvas características progressivas, degressivas ou aproximadamente lineares. Isto permite que um amortecedor responda de forma diferente a pequenos movimentos do que a velocidades de impacto elevadas.

Conceção e componentes principais dos amortecedores

A construção exata depende do princípio de funcionamento e da aplicação. Um amortecedor telescópico hidráulico consiste tipicamente em:

• Um invólucro ou cilindro resistente à pressão,
• um pistão móvel,
• uma haste de pistão,
• um fluido de amortecimento hidráulico,
• válvulas e orifícios,
• guias e elementos de apoio,
• vedantes e raspadores,
• uma câmara de compensação para o óleo deslocado,
• elementos de fixação,
• e, se aplicável, uma mola de retorno ou uma câmara de gás.

As vedações impedem a fuga do fluido de amortecimento e a entrada de contaminantes. As guias mantêm o pistão e a haste do pistão a mover-se na direção pretendida. As forças laterais devem ser evitadas tanto quanto possível, uma vez que podem exercer uma tensão significativa nas guias, nas vedações e na haste do pistão.
Em muitos amortecedores hidráulicos, uma almofada de gás serve para compensar as variações de volume e pressurizar o óleo. Reduz o risco de formação de espuma e cavitação. Mesmo nos chamados amortecedores pressurizados a gás, o amortecimento propriamente dito é conseguido principalmente através do fluxo de óleo estrangulado.

Tipos e variantes de amortecedores

Os amortecedores podem ser classificados de acordo com o seu princípio de funcionamento, conceção, controlabilidade e área de aplicação. Uma vez que estas características se sobrepõem, um amortecedor pode pertencer a vários grupos ao mesmo tempo.

Amortecedores hidráulicos

Os amortecedores hidráulicos utilizam óleo ou outro fluido hidráulico como meio de amortecimento. O fluido é forçado a passar por orifícios e válvulas precisamente definidos, convertendo a energia cinética em calor. Isto permite que grandes quantidades de energia sejam dissipadas num espaço compacto.
Os amortecedores pressurizados a gás contêm também uma câmara de gás pressurizada. Isto compensa as variações de volume e reduz a formação de espuma no óleo durante movimentos rápidos. A força de extensão resultante deve ser tida em conta durante a conceção do sistema.
Os amortecedores hidráulicos são utilizados em veículos, maquinaria, sistemas de produção e de transporte, bem como em equipamentos de segurança.

Amortecedores monotubo

Os amortecedores monotubo possuem um único cilindro de trabalho.
As câmaras de óleo e de gás são normalmente separadas por um pistão divisório.
A grande área de superfície do cilindro, que está diretamente exposta ao fluxo de ar proveniente do veículo ou do ambiente circundante, facilita a dissipação de calor.
Este design é frequentemente utilizado em veículos com elevadas exigências em termos de desempenho de amortecimento consistente, resposta precisa e resistência térmica.

Amortecedores de tubo duplo

Os amortecedores de tubo duplo consistem num cilindro de trabalho interior e numa câmara de compensação exterior.
O óleo deslocado pela haste do pistão em retração flui para a câmara de compensação através de uma válvula inferior.
Este design permite, frequentemente, um comprimento de instalação reduzido e uma produção económica.
Os amortecedores de dois tubos são, por isso, amplamente utilizados em automóveis de passageiros, veículos comerciais e inúmeras outras aplicações.

Amortecedores telescópicos

Os amortecedores telescópicos realizam um movimento de curso linear.
A haste do pistão e o cilindro movem-se um dentro do outro.
Este design compacto e versátil é utilizado em suspensões de veículos, maquinaria e aplicações industriais de fim de curso.

Amortecedores do tipo alavanca

Nos amortecedores de alavanca, um movimento de rotação externo é transmitido através de uma alavanca e de um eixo a um pistão ou palheta internos.
Eram utilizados principalmente em modelos de veículos mais antigos e encontram-se agora sobretudo em aplicações especializadas ou históricas.

Amortecedores pneumáticos

Os amortecedores pneumáticos utilizam ar ou outro gás como meio de trabalho.
O amortecimento é conseguido através do controlo do fluxo de gás.
Uma vez que o ar comprimido armazena energia e pode causar rebote, um sistema de amortecimento puramente pneumático deve ser concebido em conformidade.
Nos cilindros pneumáticos, o ar de escape é frequentemente estrangulado na posição final. Isto faz com que o pistão abrande antes de atingir o batente mecânico.

Amortecedores hidropneumáticos

Os modelos hidropneumáticos combinam um fluido para o amortecimento controlado com um gás compressível como mola ou elemento de compensação.
Permitem altas densidades de energia e características de força progressivas.
Entre os exemplos de aplicações contam-se as suspensões de veículos, os chassis de máquinas agrícolas e de construção, os trens de aterragem de aeronaves e as estruturas de engenharia sujeitas a cargas pesadas.

Amortecedores de fricção

Os amortecedores de fricção dissipam a energia cinética através do atrito mecânico entre superfícies pressionadas umas contra as outras.
Têm um design simples e não requerem um meio de amortecimento líquido.
No entanto, a força de amortecimento pode ser mais fortemente influenciada pelo desgaste, pelo estado da superfície, pela força de contacto e pela temperatura.
Os amortecedores de fricção são utilizados, entre outras coisas, em veículos especiais, máquinas e estruturas sujeitas a vibrações.

Amortecedores de elastómero, borracha e plástico

Estes amortecedores absorvem energia através da deformação de materiais elásticos ou viscoelásticos.
Os materiais utilizados incluem borracha, poliuretano, elastómeros de engenharia e plásticos especiais.
São compactos, económicos e, muitas vezes, não requerem manutenção. Ao mesmo tempo, apresentam normalmente um efeito de retorno elástico. O comportamento de amortecimento e a vida útil dependem fortemente do material, da temperatura, do grau de deformação, da frequência de carga e do envelhecimento.

Amortecedores viscoelásticos

Os amortecedores viscoelásticos combinam a deformação elástica com o atrito interno.
Podem atenuar choques e vibrações numa ampla gama de frequências.
São utilizados, entre outras coisas, em maquinaria, caixas de equipamentos eletrónicos, edifícios, pontes e equipamentos técnicos sensíveis.

Amortecedores magnetorreológicos

Os amortecedores magnetorreológicos contêm um fluido cujo comportamento de fluxo é alterado por um campo magnético.
Um sistema de controlo eletrónico pode ajustar rapidamente a força de amortecimento às condições de funcionamento atuais.
Esta tecnologia é utilizada principalmente em suspensões adaptativas de veículos, bem como em maquinaria especializada e sistemas de controlo de vibrações.

Amortecedores passivos

Os amortecedores passivos têm uma curva característica fixa ou ajustável mecanicamente.
Não requerem fonte de alimentação externa e são robustos, fiáveis e relativamente fáceis de integrar.

Amortecedores ajustáveis

Nos amortecedores ajustáveis, é possível ajustar a fase de compressão, a fase de retorno ou ambas as direções de amortecimento.
O ajuste pode ser efetuado mecanicamente, hidraulicamente ou através de elementos de estrangulamento intercambiáveis.
Em aplicações industriais, este ajuste permite a adaptação a diferentes massas e velocidades. Nos veículos, pode ser utilizado para otimizar o conforto, a manobrabilidade e a capacidade de carga.

Amortecedores adaptativos e semi-ativos

Os amortecedores adaptativos ou semi-ativos ajustam a sua força de amortecimento durante o funcionamento. Os sensores detetam fatores como o movimento, a aceleração, a carga ou as condições de condução. Um sistema de controlo ajusta as válvulas ou o comportamento do fluido de amortecimento.
Os sistemas semi-ativos ajustam o amortecimento, mas, ao contrário dos sistemas totalmente ativos, normalmente não introduzem energia cinética adicional na suspensão.

Amortecedores industriais

Os amortecedores industriais controlam a desaceleração de massas em movimento em máquinas e sistemas automatizados.
As aplicações típicas incluem unidades lineares, robôs, máquinas-ferramentas, pórticos, sistemas de transporte, máquinas de embalagem e sistemas de manuseamento.
Existem variantes autoajustáveis, ajustáveis e de conceção fixa. Para movimentos que se repetem regularmente, é necessário ter em conta tanto a energia por curso como o calor total gerado por hora.

Amortecedores em miniatura

Os amortecedores em miniatura são concebidos para pequenas massas em movimento e espaços de instalação limitados.
São utilizados, entre outros, em dispositivos mecânicos de precisão, pequenas pinças, eletrónica, tecnologia médica e sistemas de automação compactos.

Amortecedores para serviços pesados

Os amortecedores para serviços pesados absorvem quantidades de energia particularmente elevadas.
São utilizados, por exemplo, em gruas, pontes, eclusas, siderurgias, sistemas de manuseamento de materiais, instalações portuárias e máquinas de grandes dimensões.
Cursos longos e carcaças robustas permitem uma desaceleração relativamente baixa de massas pesadas.

Amortecedores de segurança

Os amortecedores de segurança são concebidos principalmente para proporcionar proteção em caso de avarias, paragens de emergência ou ultrapassagem involuntária de uma posição final.
Ao contrário dos amortecedores industriais que funcionam de forma cíclica, estes são frequentemente concebidos para cargas pouco frequentes, mas com energia particularmente elevada.

Amortecedores de fim de curso e de impacto

Os amortecedores de fim de curso abrandam as peças móveis da máquina antes de estas atingirem um batente fixo.
Estes incluem amortecedores hidráulicos, amortecedores de fim de curso e amortecedores para movimentos lineares ou rotativos.
Pode ser necessário um batente fixo separado para impedir que o amortecedor seja submetido a cargas que excedam o seu curso admissível.

Amortecedores para veículos

Os amortecedores para veículos são utilizados em automóveis de passageiros, veículos comerciais, autocarros, motociclos, bicicletas, veículos ferroviários, máquinas agrícolas, máquinas de construção e outras aplicações móveis.
Estes amortecem as vibrações das massas suspensas e não suspensas e contribuem para o conforto de condução, a estabilidade de condução e o contacto seguro entre as rodas e a superfície da estrada.

Amortecedores para aplicações especiais

Estão disponíveis modelos especiais, entre outros, para temperaturas muito elevadas ou muito baixas, ambientes corrosivos, contaminação intensa, aplicações subaquáticas, salas limpas, produção alimentar, áreas potencialmente explosivas ou taxas de ciclo particularmente elevadas.
Isto pode exigir a utilização de aço inoxidável, revestimentos especiais, vedantes resistentes à temperatura, fluidos hidráulicos especiais, lâminas de limpeza, foles de proteção e homologações específicas para cada aplicação.

Aplicações dos amortecedores

Veículos rodoviários

Os amortecedores limitam as vibrações da carroçaria, dos eixos e das rodas.
Influenciam o conforto de condução, a resposta da direção, a estabilidade de travagem, o comportamento nas curvas e a tração.
O projeto deve ser adaptado com precisão ao veículo, à carga por eixo, à suspensão e à utilização pretendida.

Motociclos e bicicletas

Nas motocicletas e bicicletas, os amortecedores são frequentemente combinados com uma mola para formar uma unidade compacta.
As opções de regulação da pré-carga, do amortecimento de rebote e do amortecimento de compressão permitem a adaptação ao peso do condutor, à carga, ao estilo de condução e ao estado da estrada.

Máquinas comerciais, agrícolas e de construção

Os pesos elevados dos veículos, as cargas variáveis e as superfícies irregulares impõem exigências especiais em termos de capacidade de suporte de carga, vedação e dissipação de calor.
Neste contexto, os amortecedores são utilizados no chassis, nas cabinas, nos bancos, nos eixos, nos acessórios e nas peças móveis das máquinas.

Veículos ferroviários

Nos veículos ferroviários, os amortecedores limitam os movimentos verticais, laterais e rotacionais.
Dependendo do local de instalação, são utilizados amortecedores primários, secundários, laterais, verticais e de guinada, entre outros.

Engenharia de máquinas e instalações

Nas máquinas, os amortecedores reduzem as forças de impacto, o ruído e a tensão nos materiais.
Podem permitir tempos de ciclo mais curtos e impedir que os componentes móveis colidam de forma descontrolada com batentes mecânicos.

Automação e robótica

Os amortecedores desaceleram eixos, pinças, corrediças, transportadores de peças e unidades de manuseamento.
A desaceleração suave protege os componentes mecânicos, as peças de trabalho e os sensores.

Tecnologia de transporte, armazenamento e embalagem

Em sistemas de transporte, máquinas de armazenamento e recuperação, sistemas de triagem e máquinas de embalagem, os amortecedores amortecem as cargas em movimento e limitam as forças nos pontos de transferência e nas posições finais.

Estruturas e infraestruturas

Amortecedores viscosos, viscoelásticos ou hidráulicos podem limitar o movimento de edifícios, pontes e outras estruturas causado pelo vento, pelo tráfego ou por vibrações.

Setor aeroespacial

Amortecedores hidropneumáticos e absorvedores de energia especiais são utilizados em trens de aterragem, assentos, flaps e sistemas de segurança, entre outras aplicações.
O peso, a fiabilidade e as características de desempenho definidas em condições ambientais extremas são particularmente importantes neste contexto.

Vantagens dos amortecedores

• Desaceleração controlada: as massas em movimento são desaceleradas ao longo de uma distância definida.
• Forças de pico mais baixas: a tensão exercida sobre máquinas, veículos, componentes e cargas é reduzida.
• Menos vibrações: as vibrações residuais indesejadas diminuem mais rapidamente.
• Maior segurança operacional: os batentes mecânicos e os componentes críticos para a segurança são aliviados da tensão.
• Maior vida útil: os rolamentos, guias, estruturas e elementos de fixação são submetidos a menos tensão.
• Menos ruído: Os impactos violentos e o ruído transmitido pela estrutura induzido por impactos podem ser reduzidos.
• Melhoria da qualidade do processo: as peças de trabalho e os produtos sensíveis podem ser movimentados de forma mais suave.
• Maior estabilidade de condução: os amortecedores dos veículos ajudam a manter o contacto entre as rodas e a superfície da estrada.
• Amortecimento ajustável: diferentes designs e curvas características permitem um ajuste preciso à aplicação.

Limitações dos amortecedores

• A absorção de energia por curso e por unidade de tempo é limitada. Se a frequência do ciclo for demasiado elevada, o amortecedor pode sobreaquecer.
• Um projeto incorreto pode levar a uma desaceleração brusca, ao toque no fundo, ao rebote ou a um amortecimento insuficiente.
• Os amortecedores hidráulicos podem apresentar fugas devido ao desgaste das juntas.
• A viscosidade do óleo e os materiais das juntas são afetados por temperaturas elevadas e baixas.
• Forças laterais ou um fluxo oblíquo podem danificar a haste do pistão, a guia e as juntas.
• Os elastómeros e os plásticos podem alterar as suas propriedades devido à temperatura, ao contacto com os meios, à radiação UV e ao envelhecimento.
• Os sistemas ajustáveis e controlados eletronicamente exigem um maior esforço de integração e afinação.
• Os amortecedores não substituem um batente mecânico obrigatório nem um dispositivo de proteção de nível superior.

Critérios-chave de aquisição de amortecedores

Tarefa de amortecimento e aplicação

Em primeiro lugar, é necessário determinar se se pretende absorver um único impacto, desacelerar uma massa em movimento regular ou reduzir vibrações contínuas. É igualmente importante distinguir entre funcionamento normal, amortecimento cíclico no fim de curso e uma situação de emergência rara.

Massa e velocidade

A massa a mover ou desacelerar e a sua velocidade máxima de impacto determinam uma parte significativa da energia cinética a absorver. No caso de sistemas rotativos, é necessário ter em conta o momento de inércia, a velocidade de rotação e a relação de transmissão.

Forças motrizes adicionais

Motores, cilindros pneumáticos ou hidráulicos, a gravidade e as molas podem continuar a exercer força sobre a massa em movimento durante a desaceleração. Esta energia motriz adicional deve ser somada à energia cinética.

Energia por curso e por hora

Para aplicações cíclicas, dois valores são críticos:

• a energia máxima absorvida por ciclo de amortecimento,
• a energia total ou carga térmica por hora.

Um amortecedor pode estar adequadamente dimensionado para um único impacto, mas pode ainda assim ficar sobrecarregado termicamente a taxas de ciclo elevadas.

Curso e desaceleração admissível

Um curso de amortecimento mais longo resulta normalmente numa desaceleração mais baixa e numa força de pico mais baixa para a mesma quantidade de energia. O espaço de instalação disponível deve, por isso, ser equilibrado em função da carga admissível na máquina, no veículo, na peça de trabalho ou na pessoa.

Curva característica de amortecimento

A curva característica força-deslocamento ou força-velocidade necessária depende da aplicação. É necessário determinar se é necessário um amortecimento linear, progressivo, degressivo, fixo, autoajustável ou ajustável.
Nos veículos, as fases de compressão e de retorno devem ser adaptadas à suspensão, ao design do eixo, à massa do veículo e ao ajuste pretendido.

Espaço de instalação e montagem

O comprimento de instalação, o curso, o diâmetro exterior, os pontos de montagem e a direção do movimento devem ser tidos em conta. Parafusos, olhais, manilhas, roscas e outras ligações devem adequar-se aos pontos de montagem existentes.
A transmissão de força deve ser axial sempre que possível. Se os desvios angulares forem inevitáveis, poderão ser necessários rolamentos esféricos adequados ou cabeças de impacto.

Condições ambientais

A temperatura, a humidade, o pó, a sujidade, os salpicos de água, os produtos de limpeza, os produtos químicos e a corrosão influenciam a seleção de materiais e vedantes. Para utilização no exterior ou em ambientes agressivos, poderá ser necessário recorrer a aço inoxidável, revestimentos, foles de proteção ou lâminas de limpeza especiais.

Controlo e monitorização

Para cargas ou velocidades variáveis, pode ser aconselhável um amortecedor ajustável, adaptativo ou controlado eletronicamente. Para sistemas monitorizados, podem ser necessários sensores para medir a posição, a temperatura, a frequência de curso ou o estado de desgaste.

Segurança e batentes de limite

Para aplicações críticas em termos de segurança, é essencial determinar as consequências de uma falha. Podem ser necessários fatores de segurança, amortecedores redundantes, batentes mecânicos e inspeções regulares.
Em nenhuma circunstância o amortecedor deve ser submetido a uma carga que exceda o seu curso admissível. Em muitas aplicações industriais, deve ser utilizado um batente fixo adequado para limitar a posição final.

Ensaios, normas e requisitos de qualidade

Devido à grande variedade de aplicações, não existe uma norma única que abranja todos os amortecedores. Os requisitos do respetivo veículo, máquina, setor e país de utilização são determinantes.
Os fabricantes devem fornecer dados fiáveis sobre a curva característica de amortecimento, a absorção de energia, o intervalo de temperatura, a vida útil e as forças admissíveis. Dependendo da aplicação, podem ser necessários ensaios de resistência, ensaios de estanqueidade, ensaios de corrosão, ensaios de temperatura, medições de força-velocidade e rastreabilidade documentada.

Manutenção, peças de substituição e custos do ciclo de vida

Ao realizar uma avaliação económica, devem ser considerados, para além do preço de aquisição, fatores como a instalação, o ajuste, a inspeção, a eventual revisão, as peças de substituição e os custos de inatividade.
Vedantes substituíveis, kits de reparação disponíveis e a disponibilidade do produto a longo prazo podem constituir vantagens para amortecedores industriais passíveis de manutenção. No caso dos veículos, os amortecedores devem ser inspecionados eixo a eixo e substituídos de acordo com as especificações do fabricante do veículo ou do componente.

Resumo

Os amortecedores dissipam a energia cinética de forma controlada e reduzem os impactos, as vibrações e as cargas de pico. Nos veículos, contribuem para o conforto de condução e a estabilidade de condução; nas máquinas, sistemas e estruturas técnicas, protegem componentes, peças de trabalho e pessoas.
Os princípios de funcionamento hidráulicos, pneumáticos, hidropneumáticos, mecânicos, elastoméricos e viscoelásticos permitem a adaptação a uma ampla variedade de aplicações. Além disso, existem modelos passivos, ajustáveis e adaptativos, bem como amortecedores especializados para veículos, instalações industriais, aplicações de segurança e condições ambientais extremas.
Para garantir um funcionamento fiável, os amortecedores devem ser cuidadosamente adaptados à massa, velocidade, energia, curso, frequência de ciclo, característica de amortecimento, configuração de instalação e condições ambientais. Em aplicações industriais cíclicas, para além da energia por curso, deve ser tida em conta a carga térmica total por hora.

Os amortecedores podem ser adquiridos junto de vários fabricantes e fornecedores. É possível encontrar informações completas sobre fabricantes e fornecedores de amortecedores de todo o mundo no Exportpages.