Compatibilidade de Jogo de Matrizes para Crimpador Hidráulico de Mangueira

Um jogo de matrizes de crimpagem para mangueira hidráulica não é um único produto. São três questões de compatibilidade empilhadas umas sobre as outras. O jogo de matrizes tem que se adaptar à máquina (interface), tem que corresponder ao sistema de componentes (dados do componente) e tem que ser respaldado por uma instrução publicada que diga ao operador qual diâmetro alvo atingir (instrução de crimpagem). Se qualquer uma dessas camadas falhar, produz-se uma crimpagem ruim, mesmo que as outras duas estejam perfeitas.

Isso importa porque a crimpagem é uma operação de conformação a frio. A matriz deforma o anel de fixação além do seu ponto de escoamento para que o anel agarre o reforço da mangueira e a haste de conexão em uma única junta estanque a gás. Uma matriz errada produz uma junta que ou se solta sob pressão ou trinca o tubo interno e deixa o óleo vazar ao longo do reforço de arame. Ambas as falhas parecem boas na bancada e falham em serviço.

Este artigo percorre as três camadas, a engenharia por trás da geometria da matriz, a mecânica de desgaste das matrizes de aço ferramenta e os jogos de matrizes TRC que cobrem sistemas comuns de mangueiras e conexões.

Três Questões de Compatibilidade de Uma Vez

Todas as três camadas têm que passar. Uma matriz que se adapta à máquina mas não corresponde ao sistema de componentes produz uma crimpagem ruim. Uma matriz que corresponde ao sistema de componentes mas não tem diâmetro alvo publicado não pode ser verificada.

Recomendamos tratar cada pedido de matriz como uma compra de sistema. Envie o modelo da máquina, o número de peça da mangueira, o número de peça da conexão e o DE do anel de fixação. Isso dá ao fornecedor as três camadas em um bloco de informação.

Camada 1 — Interface da Máquina

A interface da máquina é a geometria mecânica que permite que a matriz assente e se mova radialmente sob carga. Cada fabricante a projeta de forma diferente, e o projeto raramente é publicado.

Um jogo de matrizes geralmente está vinculado a uma família de máquinas. Matrizes que se adaptam a uma família de modelos TRC não se adaptarão a outra, mesmo que a tonelagem e a faixa de mangueiras sejam nominalmente idênticas. O anel de matrizes TRC P16 usa um diâmetro de matriz mestra de 39 mm e um comprimento de 64 mm; o TRC P20 usa 84 mm por 80 mm; o TRC P32 usa 99 mm por 80 mm. O ângulo do cone, a contagem de segmentos e as características de acionamento diferem em cada um.

A resposta honesta sobre adaptação entre famílias: mesmo dentro do mesmo fabricante, uma matriz P16 não se adapta a um anel P20, e uma matriz P20 não se adapta a um anel P32. A interface é proprietária da família, não universal da marca.

Camada 2 — Dados do Componente

Dados do componente é o que faz uma matriz produzir um diâmetro de crimpagem específico para uma mangueira e conexão específicas. Duas matrizes com a mesma estampa de DI ainda podem produzir crimpagens diferentes se o perfil do anel de fixação diferir.

A crimpagem é um processo de contração radial, não um processo de estampagem. A estampagem usa matrizes cônicas que martelam ou pressionam a virola pelo lado de fora. A crimpagem usa matrizes radiais segmentadas que se fecham sobre a virola por todos os lados de uma só vez. A diferença é importante: uma matriz de crimpagem tem que corresponder exatamente ao perfil da virola, porque qualquer folga entre os segmentos deixa uma marca de testemunha que se torna um concentrador de tensões sob carga de impulso.

É por isso que uma virola "sem descarnar" e uma virola "com descarnar" do mesmo diâmetro externo usam matrizes diferentes. A virola com descarnar expõe a trança de arame, e a matriz tem que comprimir o arame diretamente para formar a ligação por soldagem a frio entre arame, virola e espigão.

Camada 3 — A Instrução de Crimpagem

A instrução de crimpagem é o diâmetro de crimpagem alvo publicado para uma combinação específica de mangueira, conexão e matriz. Sem ela, o operador não pode verificar a crimpagem.

O diâmetro alvo é o DE final da crimpagem, medido em uma posição específica ao longo do anel. A tolerância é tipicamente de mais ou menos 0,1 mm. O operador mede o anel crimpado em três posições, separadas por 120 graus, e verifica se a média está no alvo.

O detalhe é que a instrução de crimpagem pertence ao fabricante do componente, não ao fabricante da máquina. O fabricante da máquina constrói a máquina e a matriz; o fabricante do componente testa o conjunto e publica o diâmetro alvo. Uma matriz sem uma instrução de crimpagem correspondente é um pedaço de metal, não uma ferramenta.

Conjuntos de Matrizes TRC e Compatibilidade

Os conjuntos de matrizes TRC são projetados para combinar com nossas famílias de máquinas e os principais sistemas de mangueiras e conexões. Os conjuntos de matrizes são configurados por pedido com base nos sistemas de mangueiras e conexões do cliente.

Recomendamos especificar o sistema de mangueira e conexão ao fazer o pedido. A lista de matrizes padrão cobre combinações comuns; combinações não padrão precisam de uma folha de dados de crimpagem confirmada antes que a matriz seja usinada.

Você Pode Emprestar Matrizes Entre Máquinas?

Um padrão de falha comum é emprestar uma matriz de uma máquina para outra dentro da mesma oficina, sem verificar se as máquinas são da mesma família. A checagem da primeira peça detecta isso. Já vimos oficinas emprestarem uma matriz de uma máquina de 137 toneladas para usar em uma máquina de 200 toneladas da mesma marca; a matriz assenta parcialmente, a crimpagem fica oval e o operador culpa a máquina.

A resposta honesta: o empréstimo de matrizes entre famílias de máquinas não funciona porque o ângulo do cone, a chaveta de acionamento e a contagem de segmentos são diferentes. A matriz pode assentar o suficiente para ciclar a máquina, mas não assentará o suficiente para produzir uma crimpagem redonda e repetível.

Desgaste da Matriz: Quando Matrizes Boas Ficam Ruins

As matrizes se desgastam gradualmente. O desgaste se manifesta como um desvio no diâmetro de crimpagem muito antes de aparecer como dano visível na face da matriz. Detectá-lo requer medir uma amostra de calibração em intervalos fixos.

Matrizes típicas de aço ferramenta Cr12MoV, temperadas para HRC 58–62, duram cerca de 10.000–30.000 crimpagens sob uso normal. Aplicações pesadas, onde a matriz fecha sobre anéis espirais de parede espessa, reduzem isso para cerca de 10.000–15.000 crimpagens. O grau Cr12MoV é um análogo chinês do aço ferramenta D3, escolhido por seu alto teor de carbono e cromo e sua resistência ao desgaste abrasivo da borda do anel.

Inspeção visual a cada 6–12 meses e verificações de calibração numa amostra conhecida, detetar o desgaste antes que produza um lote defeituoso. Uma matriz cujo desvio ultrapasse 0,05 mm em relação ao alvo já está suficientemente desgastada para que a mesma configuração da máquina produza um crimp mais solto do que o especificado na ficha técnica de crimp. Continuar a utilizar essa matriz produz um lote de conjuntos sub-crimpados que podem passar numa verificação visual e falhar em serviço.

Perguntas Frequentes

Posso utilizar matrizes de uma máquina noutra máquina?

Apenas dentro da mesma família de máquinas e sistema de componentes, e apenas com uma verificação da primeira peça. Matrizes de um fabricante diferente geralmente não encaixam, porque a interface da máquina é proprietária. Mesmo dentro do mesmo fabricante, as matrizes não são intercambiáveis entre famílias — uma matriz P16 não encaixa num anel P20.

Quanto tempo duram as matrizes de crimpagem de mangueiras hidráulicas?

As matrizes típicas em aço ferramenta Cr12MoV, temperadas para HRC 58–62, duram cerca de 10.000–30.000 crimps em utilização normal. Aplicações pesadas em mangueiras espiraladas de parede espessa reduzem esse valor para cerca de 10.000–15.000 crimps. O desgaste manifesta-se como um desvio no diâmetro de crimp antes de se manifestar como dano visível.

Quando devo substituir uma matriz?

Quando o diâmetro de crimp de uma amostra de calibração se desvia mais de cerca de 0,05 mm em relação ao alvo, a matriz necessita de recondicionamento ou substituição. Ultrapassando cerca de 0,15 mm de desvio, a matriz está fora de serviço. Qualquer fissura, lasca ou marca de impacto visível significa que a matriz é insegura e deve ser removida imediatamente.

Pergunta do comprador: o que deve incluir um novo jogo de matrizes?

As próprias matrizes, com a marcação de identificação correta; uma ficha técnica de crimp com os diâmetros alvo para os sistemas de mangueiras e conexões que utiliza; instruções de configuração para a máquina; e (quando possível) uma amostra da primeira peça para comparação. Se o fornecedor não puder fornecer a ficha técnica de crimp, pergunte se a matriz é compatível com um sistema de componentes publicado ou se é uma matriz genérica sem instrução verificada.

Referências e limites técnicos

• ISO/TS 17165-2:2018 — Conjuntos de mangueira hidráulica, práticas. Apoia o princípio do sistema controlado.
• Wikipedia — Crimpagem (união)). Referência para mecânica de solda a frio e critérios de crimpagem estanque a gás.
• Wikipedia — Estampagem. Referência para a distinção entre swaging (matrizes cónicas) e crimpagem (matrizes radiais segmentadas).