2 folhas por página
Contents
1. Na maioria das vezes as linhas de drenagem e piloto n o s o diferenciadas porque s o facilmente identificadas devido s suas aplica es Uma linha de drenagem sempre tem uma representa o do reservat rio Uma v lvula de reten o consiste de uma esfera ou carretel que mantida fechada pela a o de uma mola Verificar representa o o Fluxo Livre A v lvula de reten o pode ser pilotada remotamente Neste caso o piloto usado o Te para retirar do assento a esfera e permitir a O passagem de fluido no sentido normalmente La am fechado da v lvula A v lvula conhecida E como v lvula de reten o pilotada nvelope Similarmente o piloto pode ser empregado para evitar que a v lvula abra Caso a press o que a v lvula de reten o dever abrir seja cr tica para o funcionamento do circuito a mola que mant m a v lvula de reten o fechada dever ser representada V lvulas de controle direcional s o representadas com uma quantidade de ret ngulos se existirem dois ret ngulos a v lvula tem dois est gios ou posi es que ela pode assumir A representa o da linha da tubula o de trabalho deve ser representada em apenas um dos ret ngulos ela representada naquela posi o em que a v lvula fica inoperante Uma v lvula com duas tomadas tem duas conex es e pode ser aberta ou fechada Observar as duas formas de representa o ns Duas pos2. es movimentam se juntas at que sendo a parte mais interna a ltima a deslocar se A Para uma mesma quantidade de vaz o que chega no cilindro a velocidade de avan o vai aumentando conforme cada sucessiva se o geralmente denominada de est gio atinge seu final de curso Similarmente para uma press o m xima a capacidade de mover uma carga vai reduzindo 3 1 2 Cilindro de simples a o Esses cilindros podem ser acionados em uma nica dire o ou avan a ou recua por for as hidr ulicas o movimento de retorno realizado ou pela a o de uma mola ligada na haste do cilindro ou por outro tipo de for a externa Para existir uma boa veda o no pist o a c mara cilindro deve ter um bom acabamento superficial brunimento O lado do pist o n o tocado pelo leo deve ser drenada para n o aprisionar leo e reduzir o curso til do cilindro Figura 8 Formas de liga o de mola com a haste 3 1 3 Cilindro de dupla a o Esse tipo de cilindro acionado tanto para avan o quanto para recuo pelo fornecimento de fluido da bomba para um lado apropriado do cilindro O cilindro consiste de um tubo com tampas nas extremidades as quais podem ser soldadas roscadas ou presas por tirantes com roscas nas pontas Esse cilindro pode ter uma ou duas hastes e neste caso pelo menos uma das tampas ter uma bucha de veda o para servir de apoio para a haste 21 E O mais empregado um cilindro de
3. o Nenhuma forma o de subst ncias pegajosas O fluido hidr ulico durante os tempos de parada da instala o hidr ulica ou durante a opera o assim como no aquecimento e resfriamento e tamb m atrav s do envelhecimento n o deve formar subst ncias que levem ades o de pe as m veis dos componentes hidr ulicos Facilidade para filtragem O fluido hidr ulico de um equipamento hidr ulico filtrado permanentemente durante a opera o na entrada ou retorno ou nos dois sentidos para retirar as part culas s lidas do fluido hidr ulico O fluido hidr ulico e sua viscosidade tem influ ncia sobre o tamanho do filtro e o material da malha do filtro Com o aumento da viscosidade aumenta a contra press o Ap Com isto dever ser previsto um filtro maior Para os fluidos hidr ulicos agressivos necessita se de materiais especiais para o elemento filtrante 10 Os aditivos contidos nos fluidos hidr ulicos n o devem sedimentar se nos filtros Se nos equipamentos forem usados filtros bem finos de 5 m de abertura de malha ou menores deve se analisar o fluido hidr ulico quanto sua aptid o para estas condi es de aplica o Compatibilidade para troca com outros fluidos hidr ulicos troca de leo Atrav s de mudan a ou modifica o da linha de produtos condi es ambientais alteradas ou novas leis poder ser necess rio proceder a troca do fluido hidr ulico Nestes casos os fabricantes d
4. o na c mara do cilindro Essa contrapress o provoca a frenagem do mbolo 23 3 1 6 Tipos de fixa o dos cilindros hidr ulicos A fixa o dos cilindros pode ser feita de v rias maneiras como mostra a tabela a seguir 1 articula o paralela 2 Articula o esf rica 3 Flange dianteiro 4 Flange traseiro 5 Basculamento central 6 Fixa o por p s Quando a haste encontra se em um ambiente com muito p a mesma dever ser protegida com um fole que se distende e se retrai Outros tipos de cilindro assim como importantes par metro para correta aplica o e utiliza o dos cilindros ser o tratadas em outro material espec fico para projeto de sistemas hidr ulicos 3 2 Motores hidr ulicos Da mesma forma que os cilindros os motores hidr ulicos t m como fun o b sica transformar a energia hidr ulica em energia mec nica sob a forma de torque e rota o para movimentar uma carga Construtivamente o motor assemelha se a uma bomba hidr ulica apenas tem uma fun o inversa 24 3 2 1 Classifica o dos motores hidr ulicos Assim como as bombas e cilindros os motores podem uni ou bidirecionais girar em um ou dois sentidos Podem ser de vaz o fixa ou vari vel conforme possibilidade de altera o de seu deslocamento Os de vaz o fixa mais empregados s o de engrenagens de palhetas e de pist es radiais ou axiais Os constru dos para ajuste no deslocamento s
5. ulicas A capacidade das bombas pode ser indicada de alguma das seguintes formas atrav s da vaz o fornecida e a correspondente rota o e press o Atrav s do deslocamento da bomba valor te rico referindo se diretamente geometria da bomba ou atrav s de uma s rie de curvas caracter sticas relacionando diferentes vaz es com rota o e press o A quantidade de fluido fornecido diminuir se os desgastes na bomba forem altos Tem se Dp x Q Dpg xng rs o PB 21 Vaz o real Qg Dg xPB Nvol E E Ohm E e Vaz o te rica Dpxnp 27X Tp QB xpB Mot 7 Nvol X Nhm 2nxnp X Tp Onde Dg deslocamento da bomba por rota o Ng rota o do eixo pe press o de sa da Q vaz o te rica Qe vaz o real Ty torque de entrada te rico Ts torque de entrada real vol rendimento volum trico Nnm rendimento hidromec nico Not rendimento total 17 1 3 Reservat rio A fun o de um reservat rio de fluido num sistema hidr ulico s o as seguintes e Fornecer uma c mara na qual qualquer varia o em volume de fluido no circuito hidr ulico possa ser acomodado Quando um cilindro avan a ocorre um aumento no volume de fluido no circuito e consequentemente existe uma redu o n vel do reservat rio e Suprir o fluido perdido por algum vazamento que tenha ocorrido no sistema e Servir como local de enchimento de fluido ao sistema e Favorecer a troca de calor de calor com o amb
6. Rendimento mec nico a rela o entre o rendimento global e o rendimento volum trico Perdas mec nicas ocorrem devido principalmente aos atritos internos e compress o do fluido Outra considera o a ser feita para determinar a sele o correta da bomba a sua compatibilidade com o fluido a ser bombeado Durante muito tempo o leo mineral foi o fluido utilizado pelos sistemas hidr ulicos Por m hoje em dia em fun o das considera es de seguran a e legisla es governamentais est o sendo empregados fluidos hidr ulicos resistentes ao fogo Neste caso as veda es utilizadas nas bombas podem n o ser compat veis com o tipo de fluido Outra quest o diz respeito a uma redu o no limite de press o que a bomba pode operar uma vez que a capacidade lubrificante desses fluidos resistentes ao fogo baixa Outra caracter stica importante das bombas que deve ser utilizada pelo projetista a sua rela o pot ncia peso Numa aplica o para rea aeron utica automotiva e mar tima interessa lhes um conjunto de acionamento leve quando comparada com uma aplaca o industrial Geralmente os efeitos da temperatura ambiente e da altitude afetam o rendimento e independem do tipo de bomba Os limites para opera o satisfat ria s o estabelecidos primariamente pelos efeitos do ambiente sobre o fluido do que pelo tipo de a o do bombeamento Em caso de um fluido muito quente o rendimento 13 volum trico di
7. para a c mara do cilindro Quando a carga tenderia a descer a press o piloto perdida e a se o de contrabalan o cria uma contrapress o Quando a press o de trabalho surge a v lvula pilotada removendo a contrapress o press LA s CL A A Tomada da v lvula rea do pist o Tomada piloto Similarmente para uma aplica o com um motor hidr ulico a mesma v lvula far a frenagem de uma massa movimentada por um guindaste por exemplo e quando a v lvula direcional for para sua posi o central teremos e A massa ser mantida em sua posi o e A massa n o descer por a o da gravidade e O motor freia suavemente A rela o entre as reas da linha piloto e a de contra press o situam se entre 2 1 a 10 1 conforme o tipo de aplica o 30 4 1 4 V lvula de seq ncia S o v lvulas usadas para determinar a sequ ncia de opera o das m quinas quando o sensoriamento da press o maior que um valor de m ximo A v lvula normalmente fechada permite o fluxo entre a tomada prim ria entrada e a secund ria sa da quando a press o atinge um n vel pr ajustado tendo geralmente incorporada uma v lvula de reten o quando o sentido de escoamento inverte se Geralmente uma v lvula de sequ ncia tem dois ou mais carret is que devem ser atuados antes que o fluxo possa passar pela v lvula Tipicamente uma mudan a de sinal ao carretel de controle assegura que certa press o m nima tenha
8. que se estivessem separadamente com o reservat rio constru do pelo usu rio Mas os mesmos garantem que esse custo adicional compensado pelo fato do usu rio n o precisar selecionar os componentes projetar o sistema constru lo ou preocupar se com ele Eles asseguram que uma unidade hidr ulica com os componentes compat veis fornecidos por esse fabricante para uma necessidade espec fica geralmente garante o m ximo rendimento do sistema confiabilidade e disponibilidade com um m nimo de ru do O cora o do sistema hidr ulico bomba Portanto a correta sele o da mesma at para um sistema simples garantir a tranquilidade de todos os envolvidos com a m quina hidr ulica Para projetar uma unidade de acionamento hidr ulico o engenheiro projetista deve conhecer uma quantidade de outros assuntos e Tipo de m quina ou aplica o e Trabalho a ser desempenhado e For a m xima e press o de trabalho necess rias e Velocidades m xima e m nima para o trabalho e Tamanho e peso das partes m veis da m quina e Tipo fun o e precis o dos controles e Tipo de ciclo de servi o e Tipo de energia prim ria dispon vel para acionamento da unidade hidr ulica e Espa o dispon vel e M todo necess rio para troca de calor com leo e Especifica o de ru do e Alguma condi o de aplica o n o comumente usada exig ncias especiais ou condi es ambientais 3 Atuadores Hidr ulicos S o respo
9. sido desenvolvida em uma parte do circuito antes que o fluido possa passar para outra parte 4 2 V lvulas para controle na vaz o fluxo O fluxo pode ser controlado atrav s de um estrangulamento restri o ou uma deriva o O estrangulamento nada mais do que uma redu o de uma rea de passagem at a condi o de fluxo zero por deriva o significa alterar a rota do fluxo de maneira que o atuador recebe apenas uma parte do fluxo total para movimentar se Quando o controle do fluxo feito atrav s da vaz o que entra no atuador o circuito conhecido como sistema meter in ou controle na entrada Caso o controle seja realizado na vaz o induzida sa da do atuador denominado de meter out controle na sa da Quando uma parte do fluxo dirigido ao reservat rio ou at mesmo para outro ramo do circuito a ser controlado chamado de sistema bleed off em sangria cl Figura 1 1 estrangulamento 2 orif cio 31 Figura 2 Sistema meter in Figura 3 Sistema meter out Figura 4 Sistema bleed off 4 2 1 V lvula de controle de fluxo n o compensada S o as v lvulas mais simples controlam a vaz o atrav s de um estrangulamento ou restri o A quantidade de vaz o que passa atrav s de um orif cio e a perda de carga nele est o diretamente relacionadas Se a press o aumenta o fluxo na v lvula aumenta Figura 5 Formas de passagem do fluxo 32 As v lvul
10. tamanho da bomba como a vaz o volum trica de sa da em litros por minuto l min Outras formas de referir se a mesma capacidade fluxo A quantidade de vaz o de uma bomba est baseada no seu desempenho em condi es espec ficas Por exemplo bombas com aplica es em ve culos tratores escavadeiras etc s o geralmente testadas em 1 200 rpm sob uma press o de sa da de 100bar e press o atmosf rica na entrada Os fabricantes fornecem em seus cat logos os dados de desempenho das bombas em formas de tabelas ou gr ficos indicando as condi es do leo viscosidade e temperatura rota o e press o Rota o A terceira considera o a taxa de rota o do eixo de acionamento a qual limitada pela habilidade da bomba trabalhar sem cavitar ou por outras considera es mec nicas A faixa de rota o m nima e m xima assim como a press o na entrada s o claramente fornecidos pelo fabricante para facilitar a sele o da bomba numa necessidade de projeto Rendimento A qualidade da bomba indicada em termos de rendimento sendo tr s os rendimentos comumente utilizados para isso Rendimento volum trico a rela o entre a vaz o real e vaz o te rica da bomba A diferen a entre a vaz o real e a te rica normalmente devido ao vazamento interno necess rio para a lubrificar a bomba Rendimento global a rela o entre a pot ncia hidr ulica na sa da e a pot ncia mec nica na entrada da bomba
11. Instala es hidr ulicas tamb m s o aplicadas em locais mornos e quentes com locais de produ o que operam com chama viva ou temperaturas bem altas Para calcular o risco de ruptura de tubos e ou mangueiras Nestes casos de aplica o s o utilizados fluidos hidr ulicos com alto ponto de igni o de dif cil inflamabilidade ou fluidos n o inflam veis Fluido n o venenoso baixa toxidade quanto ao vapor e ap s a sua decomposi o Para evitar periculosidade da sa de e do ambiente atrav s dos fluidos hidr ulico devem ser observadas as instru es espec ficas na documenta o dos fabricantes de fluidos hidr ulicos Boa prote o contra a corros o Os fabricantes de bombas v lvulas motores e cilindros testam os mesmos com leo mineral que provocam nos componentes uma prote o anti corros o A capacidade de prote o anti corros o de leos minerais obtida atrav s de aditivos qu micos que formam uma pel cula repelente gua nas superf cies met licas e quando do envelhecimento do leo mineral neutralizam os produtos de decomposi o corrosiva Ap s o teste dos componentes hidr ulicos o leo mineral restante conduzido ao reservat rio A pel cula de leo mineral nos componentes protege os mesmos contra a corros o at a coloca o em opera o Numa estocagem mais prolongada dos componentes devem ser tomadas provid ncias especiais contra a corros o por ex atrav s de leos de conserva
12. Introdu o hidr ulica Prof Edir dos Santos Alves FengPUC RS 1 Simbologia Os componentes hidr ulicos s o representados por s mbolos para facilitar o desenho de circuitos hidr ulicos Na maioria da bibliografia liga ind stria os s mbolos s o baseados em normas conforme a nacionalidade da publica o mas em geral usada a norma ISO 1219 O objetivo dos s mbolos mostrar o tipo ou fun o da conex o de componentes e trajet rias de fluidos S mbolos b sicos podem ser combinados para formar um s mbolo composto Eles n o d o a indica o do tamanho e n o s o orientados numa dire o particular Onde um elemento de controle mostrado sobre um componente este n o representa a sua localiza o f sica verdadeira E usual representar os s mbolos em sua condi o de n o funcionamento parado Uma seta transversal sobre um elemento hidr ulico indica ajuste ou varia o F Uma linha cheia representa uma linha de fluxo ela n o d uma indica o da press o na linha Pode ser uma linha de suc o press o ou retorno ao tanque Uma linha de drenagem aquela que representa uma tomada O o im qu qu n do elemento para que o fluido retorne para o reservat rio representa por linha tracejada com tra o curto Uma linha piloto ou seja que usada para transmitir um sinal a de press o de um ponto a outro com vaz o m nima representada com linha tracejada com tra o longo
13. a press o pr determinada quando um acumulador carregado at um determinado n vel espec fico a bomba pode ser aliviada com o descarregamento de toda sua vaz o ao tanque A press o de descarregamento desse tipo de v lvula geralmente determinada atrav s de um carretel carregado por uma mola a qual pode ser ajustada para variar a press o de descarregamento V lvula de Reten o Descarga piloto Sa da a Entrada Carretel Principal Controle 29 Uma outra aplica o desse tipo de v lvula em sistemas com duas bombas bombas geminadas sistema alta baixa descarregando a bomba secundaria quando a o circuito da bomba principal atinge uma press o pr determinada abaixo da ajustada na v lvula de al vio 4 1 3 V lvula de contrabalan o A v lvula deve resistir ao movimento ou equilibrar a carga que est sendo mantida pelo cilindro ou motor hidr ulico Essas v lvulas atrav s de um controle na press o permitem um excelente controle din mico Se uma carga deve ser mantida por longo intervalo de tempo recomenda se a utiliza o em s rie de uma v lvula de reten o pilotada Deve se ajustar a v lvula com 30 acima da press o necess ria para equilibrar a carga Uma v lvula de contrabalan o pilotada ou v lvula de frenagem apresenta uma vantagem por requer uma press o de abertura menor Uma press o relativamente baixa na se o piloto far a abertura da v lvula removendo a contrapress o
14. ade precisa ser observada no planejamento de instala es hidr ulicas Com aproximadamente 400 bar j pode ser alcan ado um valor dobrado da viscosidade 2 3 Caracter sticas importantes A seguir ser o destacadas as qualidades e exig ncias para um fluido hidr ulico num sistema hidr ulico exigente Compatibilidade com materiais O fluido hidr ulico deve apresentar uma alta compatibilidade com outros materiais utilizados em instala es hidr ulicas como materiais para mancais veda es pinturas etc Este tamb m o caso que o fluido hidr ulico esteja vazando da instala o hidr ulica e entre em contato com outras partes como cabos el tricos pe as mec nicas etc Resist ncia contra solicita o t rmica O fluido hidr ulico poder aquecer se durante a opera o da instala o se poss vel n o acima de 80 C Nos tempos de parada o fluido hidr ulico esfria novamente Estes processos repetidos influem sobre a vida til do fluido hidr ulico Por isso em muitas instala es a temperatura de opera o do fluido hidr ulico mantida constante com trocadores de calor aquecimento e ou resfriamento A vantagem uma curva caracter stica de viscosidade est vel e uma maior vida til do fluido hidr ulico Como desvantagens devem ser citadas aqui os maiores custos de aquisi o e opera o energia para aquecimento e gua ar para o resfriamento Resist ncia oxida o O processo de envelhecimento
15. ala o hidr ulica e utiliza o de fluidos hidr ulicos n o apropriados poder ocorrer desgaste por corros o Forma se a ferrugem por atua o da umidade sobre as reas de deslizamento e isto conduz ao desgaste acentuado dos componentes 2 2 Viscosidade Como viscosidade entende se a propriedade de um fluido hidr ulico resist ncia contra o deslocamento laminar de duas camadas vizinhas do fluido hidr ulico A caracter stica mais importante na escolha de um fluido hidr ulico a viscosidade Ela n o caracteriza a qualidade de um fluido hidr ulico mas define o seu comportamento numa determinada temperatura de refer ncia Para a escolha de componentes hidr ulicos importante considerar os valores m ximos e m nimos de viscosidade indicados nos cat logos dos fabricantes de componentes hidr ulicos devido ao limite de capacidade dos mesmos O fluido hidr ulico tamb m n o deve mesmo num extenso campo ficar mais viscoso ou menos viscoso no caso de varia es de temperatura caso contr rio iria variar a vaz o em pontos de estrangulamento altera o da velocidade dos consumidores Fluidos hidr ulico com alto ndice de viscosidade s o necess rios sobretudo em utiliza es sujeitas altas varia es de temperatura como m quinas de trabalho m bil ve culos e avi es A viscosidade de fluidos hidr ulicos altera se com o aumento da press o Nas press es acima de 200 bar esta propried
16. as de agulha de controle vari vel s o os tipos mais comuns de v lvulas n o compensadas a vaz o sobre a mesma varia conforme a varia o de viscosidade e press o Geralmente esse tipo de v lvula tem junto uma v lvula de reten o para permitir um nico sentido de controle da vaz o A liga o em paralelo permite fluxo controlado em um sentido e livre em outro Para algumas tarefas a possibilidade de ajuste ou pouco importante ou n o potencialmente nocivo Nesses casos uma v lvula com restri o fixa pode ser empregada Basicamente ela consiste de uma v lvula de reten o com um estrangulamento incorporado Figura 6 1 corpo 2 escala 3 entrada 4 ajuste 5 buj o 6 trava Tanto a v lvula de estrangulamento fixo quanto vari vel s o simples confi veis e baratas Elas n o oferecem precis o caso ocorra alguma altera o no valor da viscosidade ou da carga Elas podem ser empregadas em qualquer circuito em diferentes formas de liga o Recomenda se utiliz las quando n o exige se precis o importante quando o calor gerado durante a perda de carga pode ser tolerado ou seja a gravidade de pouca import ncia logo cumprem um bom papel 10 0S Loc Figura 7 Relacionamento dos ajustes 33 4 2 2 V lvulas de controle de fluxo compensadas As v lvulas de controle de fluxo compensada mant m intimamente constante o valor da vaz o independente das varia es de press o no circui
17. chada depender da fun o da v lvula Mola Ajust vel Normalmente Normalmente Aberta Piloto Fechada Uma mola ajust vel mant m a v lvula de controle de press o em sua condi o normal Um sinal piloto atua contra a mola para mudar o estado da v lvula quando a press o piloto excede o valor de ajuste fixado na v lvula pela mola de controle O piloto pode ser estar localizado internamente ao corpo da v lvula ou de uma fonte remota Linha de Dreno s a pE l i j k mad Ee s 4 lt Im Piloto Piloto Interno Reservat rio Externo Uma v lvula de controle de fluxo mostrada como uma restri o na linha de fluxo Se o controle do fluxo ajust vel o mesmo indicado por uma seta transversal As mesmas podem controlar o fluxo em apenas uma dire o ou ter a capacidade de efetuar o controle do fluxo independente da press o e viscosidade chamada de v lvula de controle de fluxo compensada Bidirecional Unidirecional Fluxo Controlado 4 Fluxo Livre Controle de Fluxo Compensada i Um s mbolo formado por um circulo representa uma unidade rotacional bomba hidr ulica ou motor hidr ulico Um tri ngulo preenchido mostra a dire o que o fluido escoa para fora da unidade uma bomba e para dentro um motor Bomba hidr ulica unidirecional de deslocamento fixo Eixo do me i Fornecimento Motor a ss Suc o Linha de Ps q 4 5 Dreno La Entrada Eix
18. da bomba b Para a determina o da for a dispon vel na haste de um cilindro de dupla a o com haste simples devem considerar dois tipos de for a Muitos autores fazem a distin o entre for a est tica e for a din mica sendo a for a din mica 0 9 vezes a for a est tica Outras considera es podem ser levadas a efeito tais como atritos in rcia atrito interno no mbolo devido a veda o usualmente de 5 bar etc 22 A for a est tica desenvolvida por um cilindro hidr ulico o produto da press o pela rea Durante o avan o teremos Di P a TD rdi 4 4 5 x 2D3 R D3 dio E A 4 4 x 2 D ai ADL Durante o recuo II st ef 5 T 4 E Me 3 1 4 Tamanhos padronizados de cilindros A tabela a seguir apresenta o di metro da gaste para alguns atuadores de um determinado fabricante Di metro do Di metro dahaste Pequena Grande 20 28 28 36 36 45 80 45 56 100 56 70 125 70 90 90 100 100 110 180 110 125 200 125 140 140 160 250 160 180 280 180 200 320 200 220 3 1 5 Amortecimento de fim de curso Para evitar os choques nos finais do curso os cilindros hidr ulicos t m sempre amortecimento de fim de curso A partir de um determinado deslocamento da haste do cilindro uma quantidade de leo for ada a passar por um estrangulamento geralmente vari vel provando uma perda de carga criando um contra press
19. de leos minerais sofre a influ ncia do oxig nio calor luz e cataliza o Um leo mineral com alta resist ncia ao envelhecimento possui inibidores de oxida o que evitam uma r pida recep o do oxig nio Um aumento na recep o do oxig nio favorecer adicionalmente a corros o de pe as construtivas Cobre chumbo bronze lat o e a o tem efeito catal tico especialmente alto e influem sobre a vida do fluido hidr ulico Estes materiais ou combina es de materiais encontram se muitas vezes nos elementos construtivos hidr ulicos Baixa compressibilidade o ar sol vel transportado num fluido hidr ulico condiciona a compress o da coluna do fluido hidr ulico Esta caracter stica tem influ ncia na precis o de acionamentos hidr ulicos Nos processos de comando e regula o a compressibilidade influi nos tempos de resposta Se grandes volumes sob press o forem abertos rapidamente ocorrem golpes de descarga na instala o A compressibilidade do fluido hidr ulico o mesmo aumenta com temperatura ascendente e diminui com press o ascendente Como valor te rico para leo mineral para c lculos pr ticos pode se adotar um fator de compressibilidade de 0 7 a 0 8 por 100 bar Para o fluido gua pode se adotar um fator de 0 45 por 100 bar A compressibilidade sobe consideravelmente quando transportado ar n o solubilizado bolhas de ar Atrav s de tamanho incorreto do reservat rio e constru o errada do
20. do para tornar se inoperante atrav s de duas formas pela libera o da press o piloto ventagem ou atrav s de uma liga o com um piloto externo A ventagem poss vel atrav s da utiliza o de uma v lvula de al vio de dois est gios onde existe uma via na v lvula secund ria que ao ser ligada com o tanque libera a press o de fechamento da v lvula principal A ventagem provoca um desbalanceamento no carretel da v lvula principal abrindo a numa press o muito baixa fazendo com que toda a vaz o da bomba passe pela v lvula ao tanque A vaz o passando pela v lvula principal grande mas pela via de ventagem bastante pequeno 28 w Um piloto externo desempenhar a mesma fun o de descarregamento de uma v lvula de atua o direta Quando a for a hidr ulica da linha piloto for maior que a for a ajustada pelo controle de uma mola a v lvula de al vio se abrir totalmente passando toda a vaz o da bomba pela v lvula ao tanque A diferen a entre as duas formas de tornar inoperante a v lvula de al vio reside que a ventagem n o depende do ajuste feito na v lvula principal enquanto que atrav s de piloto externo descarregamento dependente 4 1 2 V lvula de descarga Permite a passagem livre sobre uma rea de baixa press o quando um sinal aplicado a uma via piloto Numa aplica o t pica as v lvulas de descarga podem ser utilizadas para reconhecer um sinal hidr ulico de um acumulador Num
21. dos acionamentos hidr ulicos exigem se outras fun es e propriedades dos fluidos hidr ulicos Como n o existe fluido hidr ulico ideal para todos os campos de utiliza o necess rio considerar caracter sticas espec ficas na sua escolha S assim poss vel uma opera o econ mica e sem falhas 2 1 Requisitos dos fluidos hidr ulicos O fluido hidr ulico deve estar em condi es de umedecer as pe as m veis com uma pel cula de lubrifica o que n o se rompa A pel cula de lubrifica o poder romper se devido press es altas alimenta o insuficiente de leo baixa viscosidade e movimentos lentos ou muito r pidos de deslizamento A consequ ncia desgaste por engripamento Al m do desgaste por engripamento poder haver ainda desgaste por abras o por fadiga e por corros o O desgaste por abras o ocorre quando os fluidos hidr ulicos est o sujos n o filtrados convenientemente contaminados com part culas s lidas por ex abras o por metais carepa areia etc ao separarem as pe as deslizantes entre si Do mesmo modo as part culas estranhas poder o ser transportadas por altas velocidades do fluido e causarem abras o nos componentes Atrav s da cavita o pode se alterar a estrutura nos componentes levando os ao desgaste por fadiga Desgaste profundo poder ocorrer nos mancais das bombas atrav s da contamina o do fluido hidr ulico com gua Atrav s de paradas prolongadas da inst
22. essivos ao meio ambiente n o substituem o par grafo anterior ISO 14000 Os fluidos hidr ulicos devem cumprir os seguintes requisitos e Boa degradabilidade biol gica e F cil descarte e Nenhuma toxidade para os peixes e Nenhuma toxidade bacteriol gica e Nenhuma periculosidade para gua e Nenhum perigo para os alimentos e Nenhum perigo para a forragem e Nenhuma irrita o para a pele e a mucosa atrav s do fluido em todas as tr s formas de estado s lido l quido gasoso e falta ou pelo menos cheiro agrad vel Custos e disponibilidade de compra basicamente deveriam ser utilizados fluidos hidr ulicos que tenham pre o vantajoso e que tenham alcan ado boa distribui o Isto 11 especialmente importante para locais de aplica o de equipamentos hidr ulicos em regi es n o industrializadas O cat logo de avalia o necess rio s poderia ser elaborado de modo imperfeito A escolha de um fluido hidr ulico sob pontos de vista econ micos s poder ser feita pesando se os custos de opera o e dos custos das consequ ncias Por isso importante estar informado sobre as caracter sticas f sicas e qu micas do fluido hidr ulico para evitar falhas em novos projetos reposi o ou consertos Bombas Hidr ulicas 1 Bombas hidr ulicas O elemento de convers o em energia hidr ulica o elemento chave num sistema hidr ulico a bomba hidr ulica Num sistema pneum tico a convers o em energia pne
23. fluido a ser expulso pela tubula o de descarga O deslocamento das bombas de engrenagens fixo constante n o podendo variar durante a opera o 1 1 2 Bomba de palhetas Uma bomba de palhetas constitu da por um rotor que gira ao redor de uma carca a internamente cil ndrica O rotor tem certo n mero de ranhuras dentro das quais s o colocadas com um ajuste leve as palhetas O rotor montado com uma excentricidade com rela o centro da carca a Durante a rota o por efeito da for a centr fuga e do pequeno atrito as palhetas s o mantidas em contato com a superf cie interna do corpo da bomba O espa o compreendido entre o rotor corpo da bomba e as palhetas preenche se com o fluido do reservat rio Da mesma forma como ocorre com a bomba de engrenagens na c mara que verificar se um crescimento de volume observa se uma depress o que faz a press o atmosf rica empurrar o leo do reservat rio para dentro 14 dessa c mara Por outro lado ao haver uma c mara onde ocorre uma redu o de volume o fluido expulso da bomba As bombas de palhetas simples muitas vezes chamadas de desbalanceadas permitem uma varia o na vaz o de fornecimento dentro de certos limites para rota o constante Para efetuar se essa varia o na vaz o faz se a altera o na excentricidade A vaz o nula corresponde a excentricidade nula ou seja quando o centro do rotor coincide com o centro da carca a A vaz o assu
24. fuso de ajuste para sua posi o final geralmente dispon vel Amortecimentos nos finais de seus cursos tamb m s o muitas vezes empregados Os torques de sa da poss veis nesses tipos de atuadores s o de 800 x 10 Nm sob press o de 210 bar Os atuadores semi rotativos s o empregados para movimentar objetos em ngulo controlado como por exemplo para abrir grandes v lvulas borboleta em tubula es e para dobra de barras ou tubos Eles s o controlados com as mesmas v lvulas usadas para atuadores lineares para ajustes de torque velocidade e posi o O arco percorrido pode ser limitado por dispositivos mec nicos internos ou externos de parada com amortecimento se necess rio for 26 4 V lvulas Hidr ulicas Virtualmente todo o sistema de fluido de trabalho requer algum tipo de v lvula Num sistema hidr ulico as v lvulas podem controlar a press o vaz o para um atuador ou a quantidade de fluxo permitida para um determinado ponto Em geral uma v lvula influencia em apenas uma dessas fun es Uma v lvula de al vio usada para regular a press o m xima num circuito ou em parte dele Uma v lvula direcional de quatro vias pode ser usada para alterar a dire o de rota o de um motor hidr ulico o emprego correto deve ser mudan a no sentido de movimento Uma v lvula de controle de fluxo pode alterar a velocidade de um atuador pela altera o na quantidade de vaz o at ou de um atuador hidr
25. haste nica quando se apresenta com duas hastes denominado de cilindro com haste passante A principal aplica o de um cilindro de haste passante quando se faz necess ria a mesma velocidade de avan o e recuo o que n o verifica se com o cilindro de haste nica pela exist ncia de reas diferentes Outras aplica es do cilindro de haste passante que o uma das pontas pode ser usada para sinalizar o posicionamento da outra ponto assim como este cilindro apresenta a vantagem de um bom alinhamento Figura 10 Cilindro de dupla a o com haste passante a Para a determina o da velocidade de um cilindro de dupla a o e haste nica s o consideradas Z Z a rea do pist o 2 TD 4 z 3 _ J3 rea da coroa circular tiz Aa m 4 Dp dg Quando o pist o deve avan ar a velocidade Ca Az GalAp Ag Logo Za Cal p Ag Ap Ent o quando a haste do pist o est avan ando a vaz o de fluido que sai de dentro do cilindro chamada de vaz o induzida de avan o menor do que a vaz o que est chegando da bomba Quando a haste do cilindro deve recuar assumindo q a vaz o que chega no lado da c mara da haste e Q a vaz o no outro lado do c mara do cilindro Logo a velocidade do pist o ser V gga Ap Agl Cardp Ou ent o Ca gg dp Ap Ag Portanto quando a haste do cilindro est recuando a vaz o que deixa o cilindro vaz o induzida de recuo maior do que a vaz o que vem
26. i es HEE Tr s posi es Efetuando a combina o das duas e fazendo que uma mola mantenha a v lvula aberta teremos uma representa o como mostrado na figura abaixo Duas portas Duas Portas Normalmente Normalmente Abertas Fechadas Uma forma mais conhecida de uma v lvula de controle direcional com quatro tomadas A B FF As tomadas ou portas ou orif cios s o representadas por letras P o fornecimento ou press o T retorno ou tanque A e B s o as tomadas de trabalho No ret ngulo da esquerda P est conectado com A e B ao T este muitas vezes designado como posi o paralela No lado direito do ret ngulo P est conectado com Be A com T isto inverte a conex o e algumas vezes chamado de posi o cruzada Para visualizar a opera o de uma v lvula de controle direcional imagine a tubula o de trabalho permanecendo fixa e a os ret ngulos efetuando movimento As v lvulas direcionais podem ser operadas manualmente mecanicamente eletricamente pneumaticamente ou hidraulicamente O m todo de opera o mostrado na extremidade lateral do ret ngulo ao qual a v lvula operada embora isto n o represente uma posi o f sica pe iaiia F Solen ide Uma v lvula para controle de press o pode ser normalmente aberta ou normalmente fechada Uma v lvula de controle de press o representada atrav s de um nico ret ngulo com uma passagem sobre ela A condi o de normal aberta ou fe
27. iente permitindo o arrefecimento do fluido Os reservat rios podem ser pressurizados em geral entre 0 35 e 1 4 bar exigindo m todos de controle dessa press o A capacidade do reservat rio deve atender s necessidades de volume que o sistema necessita basicamente Na maioria das vezes o par metro de refer ncia para determina o de seu volume interno m nimo a vaz o m xima poss vel de ser fornecida pela bomba Adota se na pr tica que em caso de verificar se algum vazamento no sistema hidr ulico preciso que haja um tempo suficiente para desligar o motor e durante esse espa o de tempo deve existir uma quantidade de fluido pois n o estaria ocorrendo um retorno ao reservat rio Em geral o tempo m ximo est entre 3 e 4 minutos Uma vez que a unidade de medida de vaz o mais empregada para indicar a vaz o em um sistema hidr ulico I min o volume em litros do reservat rio obtido pelo produto desse tempo pr tico e vaz o m xima da bomba Conforme for o n vel de controle empregado para detectar vazamentos no sistema esse tempo pode ser reduzindo sendo poss vel at mesmo dar o tempo de 1 minuto Isso evita um superdimensionamento do reservat rio o que n o traz vantagens econ micas em todos os sentidos Outras regras emp ricas utilizadas como ponto de partida para determina o do tamanho do reservat rio adotar se entre 2 a 5 litros por HP instalado Isso pode acarretar em um reservat rio muito grande q
28. imento global e Potencia na saida ATX Ay X Ta Fotencia hidraulica Oa X P u A rela o entre os rendimentos a mesma Te T Ty T 3 3 Osciladores hidr ulicos S o tamb m denominados de atuadores semi rotativos sendo estes dispositivos usados para converter uma energia hidr ulica fluxo sob press o em torque num 25 ngulo de giro limitado pelo projeto do atuador Para atender a qualquer situa o de projeto usual uma volta completa ngulo de giro de 360 sendo poss vel exceder esse valor ao fazer uso de atuador semi rotativo que emprega um pist o 3 3 1 Tipo palheta Consiste de uma ou duas palhetas unida a um eixo de sa da que gira quando se verifica uma varia o de press o entre as suas tomadas Um atuador com palheta nica est limitado a um ngulo de giro de 320 e com duas em 150 aproximadamente O m ximo torque mais frequente em um atuador com palheta nica de 40 x 10 Nm e para palheta dupla de 80 x 10 Nm 3 3 2 Tipo pinh o cremalheira Um cilindro hidr ulico usado para acionar a cremalheira e fazer gira a engrenagem conforme mecanismo pinh o cremaleira Esse o tipo de atuador semi rotativo mais dispon vel comercialmente para aplica es hidr ulicas havendo uma maior diversidade em aplica es pneum ticas O ngulo de rota o depende do deslocamento da cremalheira e tamanho da engrenagem na sua maioria efetuam 360 de ngulo de giro Um para
29. me seu valor m ximo quando a excentricidade m xima o rotor est tangente carca a da bomba O ajuste da vaz o feito atrav s dispositivo com parafuso e mola de compress o que sente o valor da press o na c mara de descarga modificando o valor da excentricidade automaticamente Figura 2 Bomba de palhetas 1 ajuste do deslocamento 2 ajuste do anel estator 3 ajuste da press o maxima As chamadas bombas de palhetas balanceadas t m a carca a interna na forma oval Essa forma constritiva permite que a press o n o seja unilateral onde duas for as hidr ulicas de mesma intensidade mesma dire o e sentidos contr rios n o agem sobre o mancal do rotor As bombas balanceadas n o podem ter seu deslocamento vari vel por m suportam valores mais altos de press o 1 1 3 Bombas de pist es axiais Podem ser do tipo disco inclinado ou eixo inclinado Figura 3 Bombas de pist es axiais com eixo inclinado esq e disco inclinado dir A bomba do tipo disco inclinado constitu da por um corpo rotativo contendo os cilindros com seus mbolos O corpo rotativo forma uma estrutura nica com o eixo 15 que est ligado ao motor de acionamento Ainda nesse rotor existe um anel fixo onde existem dois rasgos em forma de rim os quais se comunicam com as tubula es de descarga e suc o respectivamente Os pist es est o unidos a uma placa solid ria ao disco inclinado podendo os pist es movimentarem
30. minui A umidade apenas influencia naquelas aplica es onde a mesma fica exposta ao meio exterior 1 1 Tipos de bombas Os dispositivos mec nicos usados para a transfer ncia de fluido basicamente n o s o projetados para atender a modula o ou transfer ncia de energia mas sim para movimentar um fluido Os tipos de bomba para transfer ncia de fluido s o bombas de deslocamento positivo e bombas de deslocamento n o positivo centr fuga As bombas centr fugas n o s o recomendadas para aplica es em sistemas hidr ulicos 1 1 1 Bomba de engrenagens engrenamento externo Esta bomba constitu da de um par de engrenagens acopladas As duas engrenagens t m o mesmo n mero de dentes e o mesmo m dulo Uma engrenagem motriz e a outra a conduzida As duas engrenagens s o colocadas dentro de uma carca a que as envolve com precis o verificando se uma veda o Dentro dessa carca a observam se duas c maras que se comunicam com a tubula o de suc o e de descarga Durante a rota o as duas engrenagens est o girando em sentido contr rio na c mara de suc o verifica se uma depress o devido ao desengrenamento dos dentes O fluido contido no reservat rio empurrado pela press o atmosf rica preenche o volume entre a superf cie dos dentes e a carca a sendo arrastado por eles at a c mara de descarga Na c mara de descarga ao ocorrer o engrenamento dos dentes existe uma redu o de volume passando o
31. ns veis pela convers o da energia hidr ulica em energia mec nica para realizar um determinado trabalho Os atuadores hidr ulicos s o dispon veis em v rias formas para permitir uma a o espec fica Chamamos de cilindro os atuadores lineares pois desenvolvem um trabalho linear os motores atuadores rotativos executam um movimento rotativo cont nuo e os chamados osciladores atuadores semi rotativos executam uma volta incompleta arco um n mero limitado de voltas 3 1 Atuadores lineares Quando o fluido bombeado para o interior da c mara de um cilindro o pist o e a haste s o for ados a efetuarem um movimento empurrando ou puxando uma carga 19 Ap s o avan o o mesmo pode retornar por a o da gravidade da for a de um mola ou de um fluxo reverso de fluido proveniente da bomba Fazendo uma pequena compara o entre os cilindros empregados para sistemas pneum ticos e hidr ulicos sua forma construtiva n o apresenta muita diferen a Entretanto os cilindros hidr ulicos diferenciam se por Serem mais robustos em raz o das maiores press es de servi o material mais resistente e maiores dimens es As veda es s o mais perfeitas Os atuadores lineares podem ser divididos em tr s grupos principais e Haste s lida de deslocamento e Simples a o e Dupla a o 3 1 1 Cilindro de haste s lida Este cilindro consiste de uma haste a qual deslocada de um lado de um tubo pelo bombeamento de fluid
32. o palhetas e de pist es radiais ou axiais Como ocorre com as bombas o motor deve possuir uma linha de dreno utilizado para fazer a lubrifica o das partes com movimento relativo Procura se minimizar a contrapress o na tomada de sa da do motor o que poder reduzir sua capacidade de vencer um determinado torque Uma vez entendido o princ pio de funcionamento das bombas desse mesmo tipo seria repetitiva uma descri o da forma construtiva desses motores O diferencial maior ser observado ao efetuar se a utiliza o do mesmo pois conforme necessidade de seu emprego exigir um tipo de circuito hidr ulico adequado transmiss es hidrost ticas Para um maior aprofundamento consultar os livros recomendados os quais apresentam maior detalhamento de imagens explicativas 3 2 2 Determina o da capacidade de um motor hidr ulico Uma vez que se verifica essa similaridade entre bomba e motor as express es matem ticas das bombas s o empregadas de forma inversa A seguir ser feita sua exposi o a partir dos rendimentos volum trico mec nico e global Rendimento volum trico F Vazaoteonca Liy SHa Wazao real a Onde s vaz o fornecida pela bomba que chega ao motor Rendimento mec nico lx Trabalho de saida por rotacao nTa Trabalho teorico por rotacao Dyg XP Onde x o torque dispon vel no eixo do motor e DP ig corresponde a varia o de press o entre a entrada e a sa da do motor Rend
33. o de Sa da Sa da z z Um cilindro hidr ulico representado como corpo do cilindro pist o e haste Amortecedores s o colocados nos cilindros para suavizar as paradas ao atingirem suas posi es extremas e s o representados junto com o pist o Bomba hidr ulica revers vel com deslocamento vari vel Motor hidr ulico unidirecional de deslocamento fixo Motor el trico e motor t rmico Cilindro de dupla a o sem amortecimento Simbologia simplificada Cilindro de dupla a o com amortecimento Simbologia simplificada Acess rios de condicionamento s o representados regulares Pressostato i e Dire o do Fluxo sobre l o Filtro N L atrav s de losangos Filtro sem desvio Filtro com desvio Resfriador Aquecedor Rot metro Pressostato Estes s o alguns s mbolos mais empregados Uma vez que os princ pios b sicos est o entendidos a a fun o do elemento que eles representam ser facilmente identificada especialmente quando considerado no contexto de um circuito espec fico Fabricantes de equipamentos hidr ulicos modificam e combinam os s mbolos padronizados para indicar mais corretamente a opera o de seus produtos 2 Fluidos hidr ulicos O fluido hidr ulico numa instala o hidr ulica tem como fun o principal transmitir for as e movimentos Atrav s das v rias possibilidades de utiliza o e aplica o
34. o para o interior do tubo O volume da haste que sai de dentro do tubo igual ao volume de fluido entrando no tubo por isso algumas vezes chamado de cilindro de deslocamento Figura 6 Cilindro de haste s lida Esse cilindro projetado para que pelo menos o peso pr prio da haste execute o recuo ou outro tipo de for a externa A qualidade do acabamento da superf cie interna do tubo n o necessariamente muito alta o que reduz bastante os custos de fabrica o quando comparados com outras formas construtivas de cilindros Considerando d como sendo o di metro da haste a for a m xima a ser exercida pelo cilindro determinada pela seguinte rela o for a press o x rea da haste axa 4 Px A velocidade de avan o determinada por Vazao de fluido entrando no cilindro Area da haste do cilindro Uma varia o do cilindro de haste s lida o cilindro telesc pico Os cilindros telesc picos s o usados quando um grande deslocamento necess rio e existe uma limita o de espa o no sentido do comprimento do cilindro Eles consistem de varias hastes uma entrando na outra e funcionam pelo princ pio do deslocamento Velocidade da haste 20 bemm EXESENFAFAFAFAR a A Os tubos hastes cont m um colar na sua parte traseira onde tamb m existe passagem para o fluido e ao mesmo tempo impedem a separa o dos mesmos Quando o mesmo recebe o comando para o avan o todas as se
35. omba permitem maior flexibilidade e opera es mais eficientes reduzindo o n mero de v lvulas necess rias no circuito de controle e comando Hoje em dia o emprego de controles eletr nicos nas bombas hidr ulicas est mais f cil Um CLP PC microprocessador potenci metro ou dispositivo que forne a um sinal de controle a uma cartela eletr nica da bomba at mesmo um sinal PWM 16 Os benef cios para o emprego da eletr nica s o numerosos O fator de maior interesse a tremenda economia de energia 40 a 50 utilizando se esses controles por m o custo ainda bastante elevado 1 1 4 Bombas m ltiplas Em casos onde a demanda do sistema requeira um n mero de diferentes vaz es e press es o mesmo desempenha uma melhor opera o atrav s da combina o de duas ou mais bombas as quais s o acionadas ou n o conforme a carga existente Essas bombas s o algumas vezes denominadas de bombas geminadas Um tipo padr o dispon vel comercialmente o denominado sistema alta baixa onde as sa das das bombas s o automaticamente chaveadas com o circuito de acordo com a demanda de press o do sistema Esse sistema assim denominado por possuir duas bombas onde uma delas tem a capacidade de fornecer alta vaz o sob baixa press o enquanto a outra bomba pode fornecer baixa vaz o sob alta press o pois as duas bombas t m um rotor nico ligado ao motor de acionamento 1 2 Determina o da capacidade das bombas hidr
36. os fluidos hidr ulicos e dos componentes hidr ulicos dever o ser consultados quanto compatibilidade do fluido hidr ulico e os componentes montados no equipamento hidr ulico para as novas condi es de aplica o H casos em que todos os componentes veda es e mangueiras precisam ser completamente desmontados e limpos do fluido hidr ulico antigos Quando n o feito num procedimento correto estes casos podem levar falha total do equipamento hidr ulico Forma o de lama Os fluidos hidr ulicos e seus aditivos durante todo o tempo de opera o n o devem sedimentar se e levar forma o de lama efeitos de ades o Manutenabilidade Os fluidos hidr ulicos necessitam de altos investimentos de manuten o os quais por ex ap s tempos mais longos de parada precisam ser novamente revolvidos e misturados Fluidos hidr ulicos nos quais os aditivos perdem rapidamente suas caracter sticas ou volatizam se precisam ser controlados mais vezes qu mica ou fisicamente Por processo simples deve ser poss vel o controle do fluido hidr ulico Em situa es extremas os fabricantes do fluido hidr ulico e do filtro podem analisar amostras sobre a perman ncia ou troca do mesmo Defesa ao meio ambiente A melhor defesa para o ambiente na utiliza o de equipamentos hidr ulicos obtida pelo planejamento constru o fabrica o opera o e manuten o corretas A utiliza o de fluidos hidr ulicos n o agr
37. que normalmente indicado como a press o m xima da bomba Logo uma bomba de 200bar uma unidade que pode manter um fluxo contra uma carga de 200bar As bombas empregadas nos sistemas hidr ulicos s o as bombas de deslocamento positivo Os tipos construtivos mais comumente empregados por raz es tecno economicas s o as bombas de engrenagens engrenamento externo de palhetas e de pist es axiais Os par metros mais importantes referentes a determina o da capacidade e as caracter sticas t cnicas das bombas hidr ulicas s o press o m xima vaz o m xima rota o e rendimento Press o A faixa de press o de uma bomba geralmente limitada pela capacidade da bomba em suportar uma determinada press o sem que se verifique um indesej vel aumento de vazamentos internos e sem perigo ao conjunto mec nico mancais rotor carca a etc Em geral as bombas de engrenagens externas e de palhetas suportam uma press o m xima entre 130 a 250 bar Bombas de engrenamento interno suportam press es 12 inferiores entre 100 150 bar As bombas de pist o suportam elevadas press es chegando at 350 bar Vaz o A segunda considera o mais importante na sele o de uma bomba o seu tamanho deslocamento e o fornecimento de fluido O deslocamento significa o volume fornecido pela bomba quando a mesma realiza um volta completa em seu eixo de acionamento Geralmente expressa em cm3 rot Muitas vezes faz se refer ncia ao
38. r falhas que levam parada da instala o A gua poder invadir atrav s das veda es dos cilindros e eixos atrav s de trocadores gua n o estanques e umidade 9 do ar condensada nas paredes do reservat rio Tamb m no preenchimento do reservat rio poder estar contido no tambor do fluido hidr ulico a gua condensada Se o teor de gua for maior que 0 2 do volume total precisa ser feita a troca do fluido hidr ulico Uma separa o da gua do fluido hidr ulico poder ser realizada com o aux lio de separadores ou centr fugas durante a instala o em funcionamento principalmente em grandes instala es Em instala es que operam ao ar livre maior umidade do ar e chuva monta se um secador de ar junto com filtro de ar o qual seca o ar necess rio devido a compensa o do volume Como a gua tem um peso espec fico maior esta poder permanecer no fundo do reservat rio leo mineral e gua n o se misturam quimicamente e podem voltar a se separar Se o reservat rio tiver um indicador passante de n vel entre a superf cie livre at o fundo pode se perceber claramente a exist ncia da gua Se o registro de dreno no reservat rio for aberto cuidadosamente a gua sair primeiro Em instala es grandes muitas vezes montado um sinalizador de gua no ponto mais baixo do reservat rio que emite um sinal el trico para um n vel de gua ajust vel Dif cil igni o n o inflam vel
39. reservat rio bem como tubula o inadequada o ar n o solubilizado n o consegue separar se do fluido hidr ulico e com isto piora o fator de compressibilidade consideravelmente Baixa expans o por temperatura Se o fluido sob press o atmosf rica for aquecido aumenta o seu volume Nas instala es com grande volume de preenchimento a temperatura posterior de opera o da instala o dever ser considerada Exemplo O volume do leo mineral cresce em 0 7 a cada 10 C de aumento de temperatura Baixa forma o de espuma Pequenas bolhas de ar ascendente poder o formar espuma na superf cie do reservat rio Atrav s de uma correta montagem das tubula es de retorno no reservat rio e atrav s de correta constru o do reservat rio por ex com chicanas divis rias pode se minimizar a forma o de espuma Os leos minerais possuem aditivos qu micos que reduzem a capacidade de existirem espuma A tend ncia na forma o de espuma do fluido hidr ulico aumenta atrav s do envelhecimento contamina o e gua condensada Se a bomba succionar leo espumante poder o ocorrer pesadas falhas no sistema e a r pida danifica o da bomba Baixa absor o de ar e boa elimina o de ar O fluido hidr ulico se poss vel deve absorver e transportar pouco ar mas eliminar rapidamente o ar absorvido Aditivos qu micos favorecem grandemente esta exig ncia A capacidade de elimina o do ar piora com o aumento de temperat
40. se na dire o de seu pr prio eixo Os pist es e a placa s o induzidos a realizarem um movimento de rota o pelo eixo de acionamento Isso promove aos pist es um movimento alternativo Cada pist o preenchido com fluido quando passa por um dos rasgo volume interno crescente e esvazia se quando passa em frente ao rasgo oposto volume interno decrescente Uma vez que a vaz o fornecida pela bomba dependente do curso do cilindro essa pode assumir diferentes valores conforme a varia o do ngulo de inclina o do prato por onde deslizam os pist es Em geral esse ngulo de inclina o n o excede a 30 e quanto maior o ngulo de inclina o maior a vaz o Um ngulo de inclina o 0 significa vaz o nula em alguns tipos de sistemas hidr ulicos esse ngulo pode assumir um valor negativo o que significa uma invers o no sentido de escoamento do fluido Figura 5 Bomba com disco inclinado 1 eixo de acionamento 2 disco inclinado 3 placa 4 ponta do eixo 5 rasgos 6 anel fixo 7 pist es 8 placa de uni o dos pist es Toda a bomba que permite uma varia o no valor de seu deslocamento permitem uma aplica o mais eficiente dos sistemas hidr ulicos Em outras palavras h a possibilidade de fazer emprego de sistemas que controlam a energia hidr ulica modulando a conforme a energia mec nica necess ria pelo atuador hidr ulico Os controles eletrohidr ulicos de vaz o e press o incorporados na b
41. to Como as unidades n o compensadas elas cont m um orif cio ou estrangulamento para ajuste da vaz o A perda de carga sobre esse orif cio utilizada para movimentar um carretel balanceado contra uma mola Esse dispositivo conhecido como balan a de press o ou hidrostato O movimento desse carretel utilizado para manter constante a perda de carga sobre o orif cio o qual foi ajustado produzindo uma vaz o constante A perda de carga no orif cio relativamente baixa O hidrostato est ligado em s rie com o orif cio de ajuste e conforme o sentido do fluxo quando uma v lvula de controle de vaz o compensada usada em um sistema em sangria o hidrostato deve encontrar se ap s a restri o Deve se tomar o cuidado no momento da liga o observando atentamente o sentido correto do fluxo S o mais caras do que as n o compensadas em na maioria das vezes procura se fazer a utiliza o de uma quantidade m nima nos circuitos hidr ulicos Quando se deseja utilizar o mesmo ajuste de velocidade de uma atuador por m a linha onde estar inserida uma v lvula de controle de vaz o compensada em uma linha com duplo sentido de escoamento emprega se um arranjo com v lvulas de reten o simples denominado de retificador conforme eletrot cnica para convers o de corrente alternada em cont nua Essas v lvulas compensadas s o algumas vezes denominadas de v lvulas compensadas de duas vias havendo consequentemente a v lv
42. uando utilizado um sistema que trabalha em alta press o Outro par metro emprego para seu dimensionamento a necessidade de transferir calor pelas suas superf cies A bomba pode ser montada externa ou internamente ao reservat rio Externamente pode localizar se no topo ou lateralmente E prefer vel uma coloca o externa pois permite uma boa manutenabilidade O posicionamento lateral favorece a suc o especialmente quando empregado um fluido resistente ao fogo que cont m uma parte de gua porque tem uma densidade maior 1 4 Unidade de acionamento Algumas vezes a complexidade e a magnitude de um trabalho sugerem que um sistema hidr ulico ser dif cil de entrar em funcionamento com seus componentes montados separadamente Em tais casos uma unidade de acionamento consistindo de um reservat rio bomba motor de acionamento filtros trocador de calor e um bloco com arranjo de v lvulas b sicas pode ser empregado O controle m nimo que pode possuir uma bomba uma v lvula para ajustar a press o m xima de trabalho do sistema O reservat rio contaria com filtro na entrada todas as conex es necess rias para ligar as tubula es indicadores de n vel e temperatura do leo e tampas para 18 acesso em caso de uma limpeza geral Esse tipo de unidade de acionamento um claro exemplo de uma unidade operacional recomend vel Os fabricantes cobram mais caro por uma unidade hidr ulica com todas essas montagens do
43. ula compensada de tr s vias onde o hidrostato substitu do por uma v lvula de controle de press o com deriva o ao reservat rio Figura 9 V lvula de controle de fluxo de 2 vias com balan a de press o na sa da 34 Refer ncias http www em pucrs br edir chp Aula1 chp aula him http www em pucrs br edir chp Aula2 chp aula2 him http Anww em pucrs br edir chp Aula3 chp aula3 htm http www em pucrs br edir chp Aula4 chp aula4 him http www em pucrs br edir chp Aula4 Valvulas de vazao him 35
44. ulico Na pr tica duas ou mais v lvulas podem estar combinadas em um nico envelope corpo para formar uma v lvula composta que tem mais de uma fun o Um exemplo t pico disso onde uma v lvula de controle de vaz o e uma v lvula de reten o s o montadas juntas produzindo uma v lvula de controle unidirecional de velocidade A tend ncia atual das v lvulas para a ind stria pela miniaturiza o compatibilidade com os controles eletr nicos melhoria de desempenho e novos materiais Para as v lvulas pneum ticas est o sendo bastante empregadas constru es em pl stico para redu o de peso e imunidade corros o est o em grande desenvolvimento componentes cer micos para as v lvulas hidr ulicas visando um aumento em sua vida til elevando sua resist ncia contamina o As v lvulas s o os elementos essenciais para o controle de desempenho de sistemas hidr ulicos 4 1 V lvulas de controle de press o Uma v lvula de controle de press o pode ser usada para limitar a press o m xima v lvula de al vio ajustar uma contrapress o v lvula de contrabalan o ou fornecer um sinal quando um determinado valor de press o tenha sido atingido v lvula de sequ ncia A principal caracter stica da maioria das v lvulas de controle de press o que as for as hidr ulicas s o resistidas por molas O interesse prim rio nos circuitos hidr ulicos controlar ou o n vel de press o ou a taxa de va
45. um tica feita pelo compressor de ar A energia prim ria normalmente convertida por um motor el trico ou um motor t rmico motor de combust o interna Na ind stria mais empregado um motor el trico O motor el trico converte energia el trica em energia mec nica torque e rota o sendo seu eixo diretamente acoplado ao eixo da bomba que converte a energia mec nica em energia hidr ulica cria a vaz o A maioria das bombas recebem fluido de um reservat rio e bombe lo at um atuador carregado o de tal forma que o mesmo atuador cilindro motor hidr ulico possa desempenhar seu trabalho mec nico As bombas dispon veis comercialmente podem fornecer vaz es baix ssimas at valores superiores a 50 I min Elas s o capazes de suportar ao fornecer vaz o para o sistema faixas de press o entre 30 1000 bar na sua tomada de sa da Para aplica es industriais as press es m ximas ficam em torno de 350 450bar press es elevadas s o necess rias para dispositivos de teste ou simula o tratando se de casos especiais Importante A bomba n o cria e nem manda press o para os atuadores Ela apenas movimenta o fluido causando a vaz o A press o eleva se em fun o da dificuldade que o mesmo encontra para escoar caso n o exista carga para o atuador o fluido escoar sob press o muito baixa Como a resist ncia carga atua sobre o fluido a press o indicada na tomada de sa da da bomba eleva se at um valor
46. ura do fluido hidr ulico Alto ponto de ebuli o e baixa press o de vapor Quanto mais alto for o ponto de ebuli o do fluido hidr ulico utilizado tanto maior poder ser a temperatura m xima de opera o da instala o Alta densidade Como densidade de um fluido hidr ulico entende se a rela o de sua massa para o seu volume Preferivelmente a densidade deveria ser alta para transmitir uma pot ncia maior com o mesmo volume do fluido hidr ulico Em acionamentos hidrost ticos esta considera o menos importante do que nos acionamentos hidrodin micos A densidade dos leos minerais est entre 0 86 e 0 9g cm A densidade necess ria para a convers o da rela o viscosidade densidade viscosidade cinem tica para a viscosidade din mica ou vice versa Boa condutibilidade t rmica O calor gerado nas bombas v lvulas motores cilindros e tubula o dever o ser transportados para o reservat rio pelo fluido hidr ulico O reservat rio irradia parcialmente o calor gerado para o ambiente atrav s das paredes do mesmo Se as superf cies de irradia o n o forem suficientes precisam ser previstos adicionalmente trocadores de calor resfriadores na instala o para evitar superaquecimento da instala o e do fluido hidr ulico N o ser higrosc pio n o atrair umidade Em instala es que operam com leos minerais precisa se cuidar que o leo permane a isento de gua porque podem ocorre
47. z o Em teoria a maioria das v lvulas de controle de vaz o pode ser usada para controlar a press o Se o tamanho do orif cio fornecimento de vaz o e viscosidade do fluido s o constantes a press o permanece constante se uma das tr s varia a press o varia Tipicamente tais v lvulas produzem apenas o tipo mais bruto de controle de press o Por maior precis o de controle muitos tipos de v lvulas de controle de press o s o desenvolvidos e s o categorizadas pela sua fun o a ser desempenhada 27 4 1 1 V lvula de al vio de seguran a Desempenham o papel de um fus vel anal gico no sistema hidr ulico pois modulam suave e continuamente a vaz o para manter a press o a partir de um n vel superior de press o pr ajustada Uma v lvula de al vio normalmente fechada at que o n vel de press o atinja um valor pr ajustado Como a press o do sistema aumenta o fluxo sobre uma v lvula de al vio de um determinado tamanho aumenta at que toda a vaz o proveniente da bomba passe pela v lvula Quando a press o do sistema cai a v lvula fecha se suave e calmamente As v lvulas de al vio s o dispon veis para atua o direta ou com opera o atrav s de piloto hidr ulico dois est gios uma v lvula pequena comanda uma maior Outra forma a modula o el trica atrav s de um solen ide proporcional V lvula piloto Ventagem Carretel Principal Uma v lvula de al vio pode receber o coman
Download Pdf Manuals
Related Search