Um freio de guincho é o dispositivo que segura o tambor do guincho, controla a rapidez com que a linha se desenrola e a libera somente quando a tensão excede um limite predefinido. Não é um bloqueio de estacionamento. Em um guincho marítimo carregado, o freio é a diferença entre a amarração controlada e uma saída descontrolada de arame ou corda.
A maioria dos guinchos marítimos usa dois sistemas de freio: um freio de entrada no motor ou eixo de transmissão e um freio primário no tambor. Cada um tem um trabalho diferente, uma configuração diferente e um modo de falha diferente. As seções abaixo explicam como eles funcionam juntos, como suas configurações são escolhidas e o que inspecionar antes de uma embarcação partir.
O que o freio do guincho faz sob carga
O freio do guincho executa três funções: segura o tambor quando a energia é removida, deixa o cabo com uma tensão controlada e absorve energia sem carregar o trem de força com choque. Um freio que apenas segura não é suficiente para a amarração ou manuseio da âncora, porque a tensão do cabo pode aumentar rapidamente à medida que a embarcação se move contra suas amarras.
Quando um guincho está sendo puxado, o freio é liberado e o acionamento controla a carga. Quando a alavanca de controle retornar à posição neutra, o freio deverá reaplicar automaticamente. Se o tambor permanecer engatado e a faixa de freio estiver muito apertada, o guincho não renderá com a carga projetada. Se estiver muito solto, o tambor pode rastejar e a embarcação pode ficar à deriva. A configuração correta é, portanto, uma janela estreita, não uma questão de apertar até que o tambor pare de se mover.
Freio de entrada vs freio primário
O freio de entrada e o freio primário não são intercambiáveis. Eles atuam em diferentes partes do trem de força e são ajustados para diferentes limites de carga.
| Recurso | Freio de entrada | Freio Primário |
|---|---|---|
| Localização | Motor de acionamento ou eixo de entrada | Tambor do guincho ou eixo do tambor |
| Papel principal | Segure o trem de força quando a energia estiver desligada | Segure e renderize a linha no tambor |
| Tipo típico | Freio a disco aplicado por mola e liberado por eletroímã | Freio de banda ou freio a disco em guinchos de alta resistência |
| Capacidade de retenção | Pelo menos 1,5 vezes a carga do tambor de acordo com a norma ISO 3730 para acionamentos elétricos | Geralmente definido em 60% do MBL do projeto do navio para guinchos de amarração |
| Comportamento de renderização | Normalmente não é usado como freio de renderização primário | Renderiza a linha quando a tensão excede o limite definido |
| Modo de falha | Não é possível liberar se a bobina ou a fonte de alimentação falhar | Superfície de fricção contaminada, cinta desgastada, tensão incorreta da mola |
Um freio de entrada é à prova de falhas porque as molas o aplicam quando a energia está desligada. É necessária energia para liberá-lo, portanto, uma falha de energia deixa o freio aplicado. Contudo, um freio de entrada não deve ser usado como único freio de retenção para um guincho de amarração. Se o tambor for deixado engatado e o freio primário estiver acionado, ambos os freios poderão trabalhar juntos e evitar que o guincho seja rendido com a carga de linha projetada.
O freio primário é aquele que protege o cabo de amarração. Ele foi projetado para renderizar antes que as cargas de linha se tornem excessivas. Em um guincho de amarração, a carga de retenção do freio primário é comumente definida em 60% da carga mínima de ruptura do projeto do navio, ou MBL. Um freio que dura muito tempo pode separar a linha; um freio que é acionado muito cedo permite que a embarcação se mova muito longe.
Como as configurações do freio são determinadas
As configurações do freio seguem a função do guincho e a carga projetada da embarcação, e não a resistência máxima do cabo. Um erro comum é acionar o freio para manter a resistência à ruptura do cabo, o que remove a proteção contra reboco e pode sobrecarregar a fundação do guincho.
Guinchos de amarração
Para guinchos de amarração, o freio primário é ajustado para renderizar cerca de 60% do MBL do projeto do navio. Isto mantém a tensão normal de amarração abaixo do ponto de liberação do freio, enquanto permite que o freio libere a carga antes que o cabo atinja uma tensão perigosa. O intervalo de renderização deve ser pequeno. Um freio que reduza várias toneladas abaixo do seu ponto de ajuste permitirá que a embarcação se mova mais do que o necessário em caso de rajadas ou ondas de passagem.
Guinchos para manuseio de âncoras e reboque
Os guinchos de manuseio e reboque de âncoras usam freios de maior capacidade, geralmente do tipo disco ou multidisco, porque devem controlar altas cargas dinâmicas e eventos de renderização frequentes. Suas configurações são baseadas na tração nominal do guincho, no diâmetro da linha e na janela climática operacional. Esses guinchos geralmente têm um freio primário em cada tambor, e o freio de entrada continua sendo um freio de retenção em vez de um freio de renderização.
Requisitos de acionamento elétrico
A ISO 3730 exige que todos os motores elétricos tenham um sistema de frenagem automática com capacidade de retenção de pelo menos 1,5 vezes a carga do tambor. Este freio de entrada é um acréscimo ao freio primário do guincho. Ele evita que o motor gire livremente quando a energia é removida e a linha se esgote sob seu próprio peso.
Tipos de freio: banda, disco e multidisco
Os freios de banda continuam sendo o freio primário padrão para guinchos de amarração, enquanto os freios a disco dominam os freios de entrada e os guinchos de manuseio de âncoras de alta resistência. A escolha depende do ciclo de trabalho, da precisão necessária e do espaço de instalação disponível.
Um freio de banda envolve uma lona de fricção ao redor de um tambor ou roda de freio. Ele fornece uma grande área de atrito, suporta alto torque e pode ser ajustado por meio de configurações de mola e articulação. É simples e robusto, mas pode ser sensível à contaminação e ao desgaste. Um freio de banda que fica vitrificado ou encharcado de óleo pode ter uma má aderência ou rebocar com a carga errada.
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Combinando o freio com o acionamento
Os acionamentos hidráulicos, elétricos e a diesel impõem demandas diferentes ao sistema de freios. O tipo de freio, o método de liberação e a faixa de configuração devem ser selecionados junto com o inversor e não adicionados posteriormente.
Acionamentos Hidráulicos
Os acionamentos hidráulicos podem reter uma carga através do motor e da válvula de controle, mas ainda precisam de um freio de tambor primário para renderização e retenção de emergência. Um motor hidráulico pode deslizar internamente, portanto o freio primário deve ser capaz de segurar o tambor quando a válvula de controle estiver centralizada. A liberação do freio hidráulico geralmente é acionada pelo mesmo circuito hidráulico, o que significa que uma perda de pressão pode aplicar o freio se o sistema for projetado como à prova de falhas.
Acionamentos elétricos
Os acionamentos elétricos requerem um freio de entrada porque um motor CA pode rodar livremente quando a energia é removida. O freio de entrada é aplicado por mola e liberado por eletroímã. Quando a alavanca de controle está levantada ou rebocada, a força libera o freio. Quando a alavanca retorna ao ponto morto ou há falha de energia, o freio é aplicado. É por isso que os guinchos elétricos são frequentemente escolhidos para aplicações onde a retenção automática e o controle simples são importantes.
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Os acionamentos diesel podem usar um freio mecânico ou hidráulico no eixo de saída, com o motor ou embreagem fornecendo a função de retenção. Um freio primário separado ainda é necessário no tambor se o guincho precisar funcionar com uma carga controlada. Guinchos a diesel são comuns onde a energia elétrica externa não está disponível, mas o ajuste do freio e o mecanismo de liberação devem estar acessíveis para inspeção.
Pontos de falha comuns e verificações de manutenção
A maioria das falhas nos freios do guincho remontam a superfícies de atrito contaminadas, ajuste incorreto ou ligações desgastadas, e não a uma falha repentina de material. Um freio que funcionou durante anos ainda pode falhar no teste de carga porque o coeficiente de atrito mudou.
A contaminação do revestimento por fricção é a causa mais frequente de má fixação. Óleo, graxa, sal e ferrugem podem reduzir o coeficiente de atrito. Um revestimento que parece espesso ainda pode estar envidraçado e incapaz de suportar sua carga nominal. Os freios de banda são especialmente vulneráveis porque o revestimento fica exposto à superfície do tambor e ao ambiente circundante do convés.
A configuração incorreta é a segunda causa comum. Um freio ajustado pelo tato pode ficar muito apertado e impedir a renderização, ou ficar muito frouxo e permitir deformação. A configuração deve ser verificada com uma carga medida ou uma escala de mola calibrada, seguindo o procedimento do construtor do guincho. Para freios de molinete de âncora hidráulicos, uma rotina de inspeção regular deve incluir a verificação da pressão hidráulica, desgaste da cinta e folga da articulação. Experiência de campo com manutenção de guincho de âncora hidráulica mostra que pequenos ajustes feitos antes de uma viagem são mais baratos do que uma falha nos freios no mar.
- Verifique a espessura do revestimento de fricção, o envidraçamento e a contaminação por óleo.
- Verifique a liberação e aplicação do freio com a alavanca de controle em cada posição.
- Inspecione as molas, articulações, pinos e manilhas quanto a desgaste ou corrosão.
- Teste a carga de renderização com uma célula de carga calibrada ou equipamento de teste.
- Confirme se o freio de entrada é liberado somente quando a alavanca de controle está levantada ou renderizada.
- Registre o resultado do teste e compare-o com a leitura anterior para detectar desvios.
O desgaste da articulação do freio também pode alterar a força efetiva da mola. Um pino com desgaste oval pode reduzir a força aplicada e fazer o freio escorregar. Nos freios de cinta, a âncora da cinta e a haste de ajuste devem ser verificadas quanto a rachaduras. Nos freios a disco, os deslizamentos da pinça e o desgaste das pastilhas devem ser verificados no mesmo intervalo que as lonas de fricção.
Os conjuntos de acionamento hidráulico que alimentam a liberação do freio devem ser verificados quanto a perda de pressão e vazamento interno. Se a pressão de liberação for muito baixa, o freio poderá arrastar e superaquecer. Se estiver muito alto, o freio pode não ser aplicado totalmente quando comandado. A pressão de liberação deve ser medida na porta do freio e não apenas na saída da bomba.
Perguntas frequentes
O freio de um guincho pode segurar uma carga sem energia?
Sim, se for aplicado por mola ou mecanicamente. Os freios de entrada nos guinchos elétricos são mantidos por molas e liberados por um eletroímã, portanto, uma falha de energia deixa o freio aplicado. Os freios de banda primária também são aplicados por mola ou peso morto e requerem força mecânica para serem liberados. Este comportamento à prova de falhas é a razão pela qual o freio permanece acionado quando o guincho não está funcionando.
Por que o freio do guincho funciona em vez de segurar totalmente?
A renderização é uma função de segurança projetada, não uma falha. Em um guincho de amarração, o freio primário é ajustado para liberar o cabo em cerca de 60% do MBL do projeto do navio. Se o freio for mantido totalmente, uma carga crescente proveniente do vento, da corrente ou das ondas da embarcação poderá romper o cabo ou danificar o guincho. A renderização elimina linha apenas o suficiente para trazer a tensão de volta a um nível seguro.
Com que frequência um freio de guincho deve ser testado?
O freio deve ser testado antes de cada viagem principal e nos intervalos estabelecidos pela sociedade classificadora da embarcação e pelo fabricante do guincho. Um teste funcional de lançamento e aplicação pode ser feito com mais frequência, mas é necessário um teste de carga com um instrumento calibrado para confirmar a configuração da renderização. Qualquer mudança no comportamento de retenção, ruído ou cheiro incomum deve desencadear uma inspeção imediata.
Um freio pode ser ajustado sem um teste de carga?
Não. Um ajuste visual ou baseado na sensação não pode confirmar a carga de renderização. O coeficiente de atrito muda com a contaminação, temperatura e desgaste, portanto o único método confiável é um teste de carga medido. Ajustar pelo tato pode deixar o freio muito apertado para renderizar ou muito solto para segurar, e ambas as condições são inseguras.
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