Curso de Hidraulica PARTE 01 2012

CURSOS DE HIDRÙLICA INDUSTRIAL

HIDRÙLICA B`SICAHIDRHIDR` ULICA BULICA B ` SICASICA

CONVENCIONALCONVENCIONALCONVENCIONAL

PROPORCIONALPROPORCIONAL SERVOSERVOSERVO

HIDRÙLICA HIDRÙLICA

ELETROHIDRÙLICAELETROHIDRÙLICA

AVANADAAVANAVAN ADAADA

CONVENCIONALCONVENCIONAL

+,5+,5+,5+,58/,&$%8/,&$%8/,&$%8/,&$%6,&$6,&$6,&$6,&$

AGENDAAGENDA

IntroduIntrodu oo

-- PrincPrinc pios pios BBsicos sicos (Fundamentos F(Fundamentos F sicos)sicos)

Circuitos hidrCircuitos hidr ulicos ulicos -- Estrutura e composiEstrutura e composi oo

-- Elementos de potncia Elementos de potncia (Grupo de acionamento)(Grupo de acionamento)

. . bomba, vbomba, vlvula de seguranlvula de seguran a, reservata, reservat rio, fluidos erio, fluidos e

acessacess rios.rios.

-- ElementosElementos dde e ccomandoomando ee ccontroleontrole

. . vvlvulas direcionais, vlvulas direcionais, vlvulas de retenlvulas de reten o, vo, v lvulas delvulas de

presso, vpresso, v lvula de vazolvula de vazo . .

-- Elementos de trabalhoElementos de trabalho (atuadores)(atuadores)

. . cilindro e motorescilindro e motores

HIDRHIDR` ULICA ULICA BB ` SICASICA

DO PONTO DE VISTA TCNICO INDUSTRIAL ENTENDE-SE POR SISTEMA HIDR `ULICO UM CONJUNTO DE ELEMENTOS FSICOS CONVENIENTEMENTE ASSOCIADOS QUE, UTILIZANDO UM FLUIDO (LQUIDO) COMO MEIO DE TRANSFERNCIA DE ENERGIA, PERMITE A TRANSMISSO, O CONTROLE DE FOR AS E MOVIMENTOS.

DEFINICO

UM SISTEMA HIDR`ULICO , PORTANTO UMMEIO DE TRANSMITIR POTNCIA ENTRE O LUGAR ONDE GERAD A E O PONTO DE UTILIZA O, ATRAVS DE UM FLUIDO (LQUIDO) SOB PRESSO.

DEFINICO

TURBINA GASTURBINA GASALTERNATIVAALTERNATIVA

COMBUSTO INTERNACOMBUSTO INTERNAMOTOR ELTRICOMOTOR ELTRICO

FONTES DE POTNCIA

ADAPTAO DA FONTE DE POTNCIA

Uso de energiaUso de energia

??

Fonte de energiaFonte de energia


Acionamento

Motor eltricoou a exploso

Bomba hidrulica Elementos decomando eregulagem

Consumidor

Cilindros emotores

hidrulicos

Ao elemento de trabalho a ser

acionado

Energia eltrica ou trmica Energia

mecnicaEnergia

hidrulicaEnergia

hidrulicaEnergia

mecnica

CONVERSO DE ENERGIA EM INSTALAES HIDR`ULICAS

PARADAPARADA

PARTIDAPARTIDA VELOCIDADEVELOCIDADE

DIREODIREO POSIOPOSIO

ACELERAOACELERAO

CONTROLECONTROLE


CARACTERSTICAS ESPECIAIS QUE DESTACAM A HIDR`ULICA

-Grandes foras e torques produzidas em reduzidos es paos de montagens (baixa relao peso/potncia).

- Movimentos rpidos controlados, assim como para mo vimentos de preciso extremamente lentos.

- O movimento pode ser iniciado mesmo em plena carga .

- Ajuste contnuo de regulagem de velocidade, moment o de giro, fora, etc., so facilmente obtidos.

- Proteo simples contra sobrecargas atravs do uso de vlvulas limitadoras de presso.

- Armazenamento de energia relativamente simples por meio de gases.

- Possibilidades de sistema de acionamento centraliz ado com transformao descentralizada de energia mecnica, proporcionando grande economia.

- Componentes lubrificados pelo prprio fluido de tra balho .


CARACTERSTICAS DOS SISTEMAS HIDR`ULICOS

LIMITALIMITA ES DOS SISTEMAS HIDRES DOS SISTEMAS HIDR ` ULICOSULICOS-Perda de potncia (baixo rendimento) devida dissipao de energia po r atrito viscoso, isto , perdas de carga nas canalizaes e componentes, o que limita a velocidade do fluido e, como conseqncia, a velocidade dos atuadores hidrulicos;

-Perdas por vazamentos internos e possibilidade de vazamentos externos, devidos a folgas, que diminuem a eficincia dos sistemas e comprometem a preciso dos movimentos;

-Custo elevado em relao aos sistemas mecnicos e eltricos compatveis;

-A compressibilidade do fluido hidrulico, embora pequena, da mesma forma que os vazamentos variveis, exige a utilizao de sistemas especiais para a sincronizao de movimento de dois ou mais a tuadores (motores lineares ou rotativos);

-Elevada dependncia da temperatura . Alteraes na temperatura do fluido, devidas s condies ambientais e/ou dissip ao de energia, provocam alterao da viscosidade e, por conseqnc ia, alteram-se as perdas por vazamentos e as condies operacionais d o sistema. Esses efeitos devero ser corrigidos por meio de trocador es de calor ou sistemas de controle de temperatura.

CAMPOS DE APLICAO

Os sistemas hidrulicos encontram aplicao em praticamente todos os ramos de atividade, da extrao mineral ind stria aeroespacial, bem como em aplicaes de uso cotidiano, como em veculos de transporte e passeio, equipamentos odontolgicos e m dico-hospitalares, constru o civil, etc.

HIDR`ULICA ESTACION`RIA

CAMPOS DE APLICAO

CAMPOS DE APLICAO

HIDR`ULICA ESTACION`RIA

CAMPOS DE APLICAO

HIDR`ULICA M BIL

PRINCPRINCPIOS BPIOS B ` SICOSSICOS

Fundamentos fsicos

PRINCPRINCPIOS BPIOS B ` SICOSSICOS (Fundamentos fsicos)

CONHECER FUNDAMENTOS FSICOS DA HIDROST`TICA EDA HIDRODINMICA;

CONHECER AS UNIDADES E GRANDEZAS FSICASDA HIDRÙLICA;

CONHECER OS ELEMENTOS HIDRÙLICOS E AATUAO CONJUNTA EM SISTEMAS HIDRÙLICOS.

SO REQUISITOS FUNDAMENTAIS PARA APLICAR A HIDRÙLICA

1. COMPRIMENTO Metro (m)

2. MASSA Quilograma (kg)

3. TEMPO Segundo (s)

4. TEMPERATURA Kelvin (K)ou OC

GRANDEZAS FSICAS IMPORTANTES HIDR`ULICAU(si)GRANDEZAS FSICAS

DELAS ORIGINAM-SE AS DEMAIS GRANDEZAS TAIS COMO: SUPERFCIE, VELOCIDADE, VOLUME, VAZO, FORA, PRESSO.



FORA

A fora que pode parar ou retardar o movimentode um corpo uma resistncia. Exemplos de resistncia so: o atrito e a inrcia.

Ao fixar a unidade de massa e combina-l com a acelerao da gravidade se determina a unidade de FORA.

Neste caso se trata da fora produzida pelo peso.

Fora qualquer influncia capaz de produzir deformao ou alterao no movimento de um corpo.

Kg.ms2= = NF = m.g


A resistncia por atrito ocorre sempre que dois objetosestejam em contato e que as suas superfcies semovam uma contra a outra.

O Atrito como Resistncia


A inrcia a relutncia de um corpo em aceitaruma alterao no seu movimento. A inrcia estdiretamente relacionada quantidade de matriano corpo. Quanto maior a massa ou a matria emum corpo, mais pesado este e,consequentemente, mais difcil mov-lo.

A Inrcia como Resistncia

`REA`REA

PRESSOPRESSO

FORAFORA

PRESSO = FORA `REAPRESSO = FORA `REA

FORA = PRESSO x `REAFORA = PRESSO x `REA

PRESSO

Kg.ms2= = NF = m.g

P = Nm2 = Pa


Chamamos de presso a razo entre a fora exercida por um corpo sobre uma superfcie e a rea de contato desse corp o com a superfcie.


Fatores de Converso de Unidades de Presso

ALTAPRESSO

ALTAPRESSO

1 kg1 kg

BAIXAPRESSO

BAIXAPRESSO

1 kg1 kg

ALTAPRESSO

ALTAPRESSO

1 kg1 kg

Foras iguaispodemresultar

empressesdiferentes?



PRESSO ATMOSFRICA

A presso atmosfrica a presso da atmosfera na superfcie da terra. Tal fato foi evidenciado por Torricelli .


Torricelli encheu com mercrio, at a borda, um tubo de vidro. Tampou a extremidade aberta e inverteu o tubo num recipiente contendo mercrio. Ao destapar o tubo verificou que a coluna de mercrio atingia a altura de 76 cm, restando o vcuo acima do mercrio, regio esta denominada cmara baromtrica.

Torricelli concluiu da experincia que a presso do ar sobre a superfcie livre do mercrio no recipiente era a presso dos 76 cm de mercrio contido no tubo.

Experincia de Torricelli


Presso Efetiva e Presso Absoluta

A presso efetiva tambm conhecida como presso manomtrica , devido ao costume de efetuar a medida de presso atravs de manmetros.

A presso em um ponto tambm pode ser calculada a p artir do zero absoluto (vcuo perfeito total), obtendo-se neste caso, a presso absoluta .

presso efetiva (sobre-presso) presso absoluta

depresso

ponto zero absoluto (vcuo)

Nvel altervel da

presso

ZERORESISTNCIA

AO FLUXO

ZERO PRESSO NO

SISTEMA

A PRESSO NO SISTEMA HIDR`ULICO RESULTADO DAS RESISTNCIAS AO ESCOAMENTO.

PRINCPIOS B`SICOS (Fundamentos fsicos)

CRIANDO PRESSO

PRESSO CRIADA POR

CARGA.

PRESSO CRIADA POR RESTRIO AO

FLUXO.


HIDROST`TICALQUIDO EM REPOUSO



PRESSO HIDROST`TICA (presso de coluna de lquido)

Tomando recipientes de formas diferentes, cheios com o mesmo fluido, a presso em um determinado ponto, dentro do fluido, depende apenas da altura da coluna acima do ponto.

Caso a presso atua sobre superfcies iguais (A1 = A2 = A3), as foras resultantes sero tambm iguais. (F1 = F2 = F3).

O valor da presso esttica depende exclusivamente da altura h, independente do volume do fluido e da forma do recipiente.

A1 A2A3F1 F2 F3

P1 P2 P3

A presso exercida em um ponto qualquer de lquido confinado e esttico a mesma em todas as direes e exerce foras iguais em reas iguais.

PRESSO POR FORA EXTERNA

LEI DE PASCAL



INTENSIFICADOR DE FORA

INTENSIFICADOR DE PRESSO



&DYLWD&DYLWD&DYLWD&DYLWD''''RRRR a formao e colapso

de cavidades no fluido, provocadas pela mudana de fases lquido/vapor/lquido.

presso atmosfrica, a gua vaporiza a 100 C, ou seja, a presso de vapor 1,013 bar abs. Se a presso reduzida para 0,074 barabs, a vaporizao ocorrer temperatura de 40 C. A evaporao, nesse caso, no causada por aquecimento, mas ocorre porque o lquido alcanou uma presso atmosfrica absoluta muito baixa.


Fenmeno da Cavitao

Conforme essas cavidades so expostas alta presso, a temperatura constante, as paredes das cavidades se rompem e geram toneladas de fora por centmetro quadrado.

O desprendimento dessa energia gerada pelo colapso das cavidades desgasta as superfcies do metal, aumenta a temperatura do fluido produzindo a oxidao, forma o de resinas e escrias, o que causa reduo de desempen ho do sistema.

Os leos minerais possuem presso de vapor bem infe rior da gua, tipicamente da ordem de 6 10---- 7 barabs a 40 C.

PRINCPRINCPIOS BPIOS B ` SICOS SICOS (Fundamentos fsicos)

Fenmeno da Cavitao

A cavitao ocorre nas linhas de suco de bombas e em pontos de estreitamento de vlvulas.

- Na cmara de suco de bombas , devido elevada perda de carga na canalizao de suco. Elevadas perdas de ca rga podem ocorrer devido dimensionamento incorreto da sec o transversal da canalizao, excessiva altura de suc o, alta viscosidade e/ou baixa temperatura, conexes e filtros .

- No restante do sistema , devido transformao de energia de presso em energia cintica nas restries ao escoam ento, como em vlvulas reguladoras de vazo, curvas, mudan as de direo, orifcios de controle, redues bruscas de seco, etc.


Fenmeno da Cavitao

Conseqncias:

- Em bombas , a eroso das paredes e rotores, o elevado nvel de rudo e pulso de presso, com conseqente reduo da eficincia.

- Nas restries ao escoamento , elevado nvel de rudo, instabilidade operacional dos elementos de controle, formao de espuma no reservatrio devida mistura gs/lquido que permanece nas linha s de retorno (de baixa presso) aps uma restrio, desgaste por eroso da s superfcies a jusante da restrio.

Solues:

a) Estabelecimento da faixa de temperatura.

b) Dimensionamento adequado da canalizao de suc o da bomba. Garantir que a velocidade do fluido na canalizao de suco seja baixa.

c) Utilizao de materiais resistentes eroso por cavitao.

d) Reduo do gradiente de presso por restrio.

f) Projeto adequado do reservatrio, permitindo que o gs misturado ao lquido que retorna do sistema seja liberado para a atmosfera antes de ser succionado pela bomba.


PRESSO x RESTRIPRESSO x RESTRI OO


ESCOAMENTO EM PARALELO


Circuito seq encial


ESCOAMENTO EM SRIE

? ?? ?

Circuitos hidrCircuitos hidr ulicos ulicos -- Estrutura e composiEstrutura e composi o o

CIRCUITOS ABERTOSCIRCUITOS ABERTOSCIRCUITOS FECHADOS

(Transmisso hidrosttica)CIRCUITOS FECHADOS

(Transmisso hidrosttica)

ESTRUTURA DOS CIRCUITOS HIDR`ULICOS

CIRCUITOS HIDR`ULICOS

Circuitos hidrCircuitos hidr ulicos ulicos -- EstruturaEstrutura

Num acionamento com circuito fechado, o fluxo de sada do motor direcionado diretamente suco da bomba.

&,5&8,726)(&+$26&,5&8,726)(&+$26&,5&8,726)(&+$26&,5&8,726)(&+$26

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7UDQVPLVVRKLGURVW7UDQVPLVVRKLGURVW7UDQVPLVVRKLGURVW7UDQVPLVVRKLGURVWWLFDWLFDWLFDWLFD


Devido aos vazamentos internos, a quantidade de lq uido que retorna suco da bomba ser sempre inferior a da sada, o que iria produzir vcuo ou cavitao na bomba. As sim, uma conexo ao tanque, permitir que uma bomba auxiliar succioneo fluido faltante e recoloque no sistema, eliminand o o problema de cavitao.


5HSUHVHQWD'RDWUDYVGHVLPERORJLDIXQFLRQDO


Em um circuito aberto, a bomba puxa leo do reserva trio, o qual direcionado para um atuador hidrulico e desc arregado deste para o reservatrio.

CIRCUITOS ABERTOCIRCUITOS ABERTO

ELEMENTOS DEPOTNCIA

(GRUPO DE ACIONAMENTO)

ELEMENTOS DEPOTNCIA

(GRUPO DE ACIONAMENTO)

ELEMENTOS DE COMANDO ECONTROLE

ELEMENTOS DE COMANDO ECONTROLE

ELEMENTOS DE TRABALHO

ELEMENTOS DE TRABALHO

Circuito Aberto Circuito Aberto Estrutura TEstrutura T picapica

HIDR`ULICA I (CONVENCIONAL)

GRUPO DE ACIONAMENTO

Circuitos hidrCircuitos hidr ulicos ulicos ComposiComposi o (grupo de acionamento)o (grupo de acionamento)

GRUPO DE ACIONAMENTO (simbologia funcional)


M

MOTOR DE ACIONAMENTO


M

Motor Trmico

Motor Eltrico

M

Bomba Hidrulicas


BOMBA HIDR`ULICA

$V ERPEDV VR FODVVLILFDGDV EDVLFDPHQWH HP GRLV WLSRV$V ERPEDV VR FODVVLILFDGDV EDVLFDPHQWH HP GRLV WLSRV$V ERPEDV VR FODVVLILFDGDV EDVLFDPHQWH HP GRLV WLSRV$V ERPEDV VR FODVVLILFDGDV EDVLFDPHQWH HP GRLV WLSRVKLGURGLQPLFDVKLGURGLQPLFDVKLGURGLQPLFDVKLGURGLQPLFDVGHVORFDPHQWR QR SRVLWLYR HGHVORFDPHQWR QR SRVLWLYR HGHVORFDPHQWR QR SRVLWLYR HGHVORFDPHQWR QR SRVLWLYR HKLGURVWKLGURVWKLGURVWKLGURVWWLFDVWLFDVWLFDVWLFDVGHVORFDPHQWRSRVLWLYRGHVORFDPHQWRSRVLWLYRGHVORFDPHQWRSRVLWLYRGHVORFDPHQWRSRVLWLYR


BOMBAS HIDR`ULICAS

Classificao quanto ao deslocamento

BOMBAS HIDRODINMICAS

So bombas de deslocamentono-positivo, usadas paratransferir fluidos cuja nicaresistncia a criada pelopeso do fluido e pelo atrito.

Essas bombas raramente sousadas em sistemashidrulicos, porque seu poderde deslocamento de fluido se reduz quando aumenta a resistncia e tambm porque possvel bloquear-se completamente seu prtico de sada em pleno regime defuncionamento da bomba.



BOMBAS HIDROST`TICAS

So bombas de deslocamento positivo que fornecem uma dada quantidade de fluido para cada rotao ou ciclo.

A sada de fluido, com exceo de perdas por vazamento, independente da presso, tornando-as adequadas para transmitir fora.

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BOMBASHIDR`ULICAS

DESLOCAMENTO FIXO DESLOCAMENTO VARI`VEL

ENGRENAGENS PALHETAS PISTES PALHETAS PISTES

EXTERNAS INTERNAS

AXIAIS RADIAIS

VAZO REVERSVEL

COM OU SEMCOMPENSAO DE

FORAS

SEM COMPENSAO DE FORAS


BOMBA DE ENGRENAGEM

So bombas de deslocamento fixo;

Aplicao limitada em funo da presso e vazo mximas de trabalho.

Bombas desse tipo so as mais utilizadas em sistema s hidrulicos em geral, devido principalmente robust ez, adaptao a grandes variaes de viscosidade, insensibilidade presena de partculas slidas normalmente presentes no fluido hidrulico, facilid ade de montagem em qualquer posio, elevada gama de rotaes permissveis em regime contnuo de opera o (500 a 5000 rpm) e, no caso de bombas, facilidade d e suco.

Em virtude da distribuio assimtrica da presso, as bombas de engrenagens esto sujeitas foras resultantes axiais e radiais, as quais provocam aum ento nas folgas (vazamentos), elevao da temperatura do leo, deformao de eixos e desgaste acentuado e n o uniforme das peas.

Externa

Interna


BOMBAS DE PALHETAS - DESLOCAMENTO FIXO

Podem ser de deslocamento fixo ou varivel, com um ou dois sentidos de escoamento, rotao reversvel e possuir ou no compensao de foras.

So constitudas de um rotor cilndrico com ranhuras, onde se alojam palhetas retangulares mveis, sendo o conjunto montado no interior de um anel estator de geometria apropriada.

As palhetas so projetas contra a superfcie interna do estator pela fora centrfuga, pela presso atuante na base da palheta ou pela ao de molas montadas na base das palhetas (bombas com rotao reversveis e com dois sentidos de escoamento).

COM COMPENSAO DE FORAS

SEM COMPENSAO DE FORAS


BOMBA DE PALHETAS - DESLOCAMENTO VARI`VEL


BOMBA DE PISTES AXIAIS - DESLOCAMENTO FIXO

QQ


BOMBA DE PISTES AXIAIS - DESLOCAMENTO VARI`VEL


STROKESTROKE

QQ



QQ

STROKESTROKE



QQ

BOMBA DE PISTES AXIAIS - DESLOCAMENTO VARI`VEL -VAZO REVERSVEL


BOMBA DE DESLOCAMENTO VARI`VEL COM VAZO REVERSVEL - APLICAO

PP


BOMBA DE PISTES RADIAIS - DESLOCAMENTO VARI`VEL


M

9999OYXODGHVHJXUDQOYXODGHVHJXUDQOYXODGHVHJXUDQOYXODGHVHJXUDQ''''DDDD

V`LVULA LIMITADORA DE PRESSO


LIMITADORA DE PRESSO COMO V`LVULA DE SEGURANA


A vlvula de segurana est presente em praticamente todos os sistemas hidrulicos.

uma vlvula normalmente fechada, situada entre a l inha de presso (sada da bomba) e o reservatrio.

Sua funo a de limitar a presso no sistema a um ajuste mximo predeterminado, pelo desvio de uma parte ou de toda a vazo da bomba ao tanque quando o ajuste da vlvula alcanado.


LIMITADORA DE PRESSO COMO V`LVULA DE SEGURANA

V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE SIMPLES EST`GIO


As verses mais simples, sem mbolo de amortecimento ,pode ser nada mais que uma esfera ou cone segura no a ssento do corpo por uma mola forte. Enquanto a presso na ent rada no for suficiente para vencer a fora da mola. A vlvul a permanece fechada.

So empregadas para pequenas vazes, como vlvulas-pil oto e como vlvulas de segurana.

Alm de ser usada como vlvula segurana , as vlvulas limitadoras de presso tm muitas aplicaes num sistema hidrulico. Pode ser utilizada em circuito s sequenciais ou tambm ser usada para contrabalancear foras mecnicas externas que atuam no sistema.

V`LVULA LIMITADORA DE PRESSO


So vlvulas normalmente fechadas.

Podem assumir vrias posies, entre os limites de totalmente fechada a totalmente aberta.


V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE SIMPLES EST`GIO (com amortecimento)

Vlvulas limitadoras de presso freqentemente incorporampistes de amotercimento ou vlvulas de controle de fluxo. O dispositivo de amortecimento mostrado prev abertura rpid a e fechamento lento da vlvula. Isto previne dano causado po rchoques de presso.

V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE SIMPLES EST`GIO (com pisto auxiliar e amortecimento)


Com opo para pilotagem externa em sistema dual (vlvula de descarga)

200l/min

100l/min

40 bar

120 bar

300 l/min

V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE SIMPLES EST`GIO (com pisto auxiliar e amortecimento)


Drenagem externa, sendo empregada como vlvula de seqncia

Possui adicionalmente uma vlvula de reteno, sendo empregada para reteno de carga por meio de cilindro vertical (vlvula de contrapresso) ;

V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE SIMPLES EST`GIO


Sobre-pressoA presso em que a vlvula comea a abrir para desv iar o fluxo chamada presso de ruptura. Conforme o fluxo vai au mentando atravs da vlvula, o pisto forado mais para for a do assento aumentando assim a compresso da mola.Portanto, quando a vlvula est admitindo a passagem de volume mximo, a presso ser consideravelmente maior que a de ruptura.A diferena entre a presso de passagem total e a p resso de ruptura a sobrepresso . Algumas vezes esta sobrepresso pode ser tolerada. Em outros casos, ela ocasiona um desp erdcio de energia devido a perda de fluido atravs da vlvula antes de se atingir o ajuste mximo, podendo inclusive permitir que a presso mxima exceda as faixas dos outros componentes. Ond e desejvel diminuir esta sobre-presso, deve-se usar uma vlvula de duplo estgio.

Esta vlvula opera em dois estgios. O estgio pilo to no corpo superior contm a vlvula limitadora de presso e um pequeno pisto mantido no assento por uma mola ajustvel.

Os prticos se encontram no corpo inferior, e o des vio do fluxo total conseguido devido ao deslocamento de um pisto bala nceado localizado neste corpo.

V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE DUPLO EST`GIO


CONTROLE DE PRESSO

Pisto balanceado

O pisto balanceado assim chamado porque em opera o normal (vista A), esthidraulicamente balanceado.

A presso na entrada, agindo por debaixo do pisto, est presente tambm na parte superior atravs de um furo no prprio pisto.

Para qualquer presso inferior quela predeterminad a, o pisto se assenta com a ajuda de uma mola fraca. Quando a presso alcana o ajuste d a mola, o pisto forado para fora de seu assento, limitando a presso na cmara superior .

0 fluxo, restringido, provoca um aumento de presso na cmara inferior. Isto cria um desequilbrio de foras hidrulicas e o leo levant a o pisto de seu assento. Quando a diferena em presses entre as cmaras superior e i nferior for suficiente para vencer a tenso da mola (aproximadamente 1,5 kg /cm 2) o pisto maior (do estgio inferior) forado par a fora do seu assento permitindo que o fluxo passe para o tanque.

Quanto maior o fluxo, mais levantado o pisto de seu assento, porm como a compresso feita apenas em uma mola fraca, a sobre-presso m nima.



V`LVULA LIMITADORAS DE PRESSO DE DUPLO EST`GIO

Maiores vazes e presses

As oscilaes do sistema so absorvidas pela vlvula atravs do estgio piloto, com correspondente desvio da vazo

O gicleur, responsvel pela queda de presso no pisto principal, funciona tambm como sistema de amortecime nto

Controle remoto atravs de outras vlvulas

M 5HVHUYDW5HVHUYDW5HVHUYDW5HVHUYDWULRULRULRULR

RESERVATRIO



RESERVATRIO

Funes do reservatrio :1- armazenamento do leo2- resfriamento do leo3- precipitao de impurezas

Todas as linhas de retornodevem estar localizadasabaixo do nvel do fluido e no lado do defletor oposto linha de suco.

Volume do reservatrio : 3 a 5 vezes a vazo da bomba (instalaes estacionrias) ou 1 a 2 vezes a vazo da bomba (instalaes mveis).

M

MANMETRO



FLUIDOS HIDR`ULICOS

A princpio qualquer lquido pode ser utilizado para tr ansmitir energia de presso. Porm, o lquido utilizado em um sistema hidrulico tem que cumprir certas condies adicionai s, sem as quais no poder atender as exigncias requeridas p elos sistemas e equipamentos hidrulicos. A gua, por exe mplo, gera problemas de corroso, evaporao, congelamento e viscosidade.

Os lquidos elaborados a base de leo mineral cumprem com praticamente todos os requisitos normais exigidos pelo s sistemas hidrulicos. Por isto, so os mais utiliza dos.

Uma caracterstica inconveniente do fluido provenient e do petrleo que ele inflam vel. No seguro us-lo perto de superfcies quentes ou de chama. Por esta razo, fora m desenvolvidos vrios tipos de fluidos resistentes ao fogo.


FLUIDOS HIDR`ULICOS

Os fluidos utilizados em sistemas hidrulicos tm qu e cumprir funes muito diversas.

Transmisso da presso;

Lubrificar as partes m veis dos equipamentos hidrulicos;

Trocar calor, ou seja, refrigerar o sistema;

Amortecer vibraes causadas por picos de presso;

Proteger os sistemas contra corroso;

Eliminar partculas metlicas provenientes de desgaste do equipamento

Transmitir sinais de presso

Funes Dos Fluidos Hidrulicos

Os dois tipos de fluidos (leo mineral e resistente ao fogo) que encontramos com maior freqncia nos sistemas hidrulicos, se c lassificam em diversos tipos que possuem diferentes caractersticas.Estas caractersticas so transmitidas basicamente p elo fluido puro ou por pequenas quantidades de aditivos.Segundo as normas DIN 51524 e DIN 51525 , os fluidos hidrulicos se classificam em 3 tipos, segundo suas propriedades e composio.

Fluido hidrulico HLPossui Proteo anticorrosiva e elevada resistncia ao envelhecimento. So utilizados em equipamentos que possuem elevados esf oros trmicos ou em casos onde possvel a corroso devido entrada de gua no sistema.

Fluidos hidrulicos HLPleo mineral com grande resistncia ao desgaste, ap licados nos mesmos campos dos fluidos HL, porm sujeitos maiores esfo ros de presso.

Fluidos Hidrulicos HVFluidos onde a influncia da temperatura sobre a vi scosidade mnima. Utilizados onde as oscilaes considerveis de temp eratura esto presentes ou em trabalho, a temperaturas ambiente baixas.


Tipos De Fluidos

Exemplo de interpretao das caractersticas dos fluid os hidrulicos:

Fluido HLP 68

H = fluido hidrulicoL = com aditivo para maior proteo contra corroso e envelhecimentoP = aditivos para aumentar ou diminuir a resistncia68 = coeficiente de viscosidade segundo DIN 51517


Tipos De Fluidos


Classificao segundo a norma ISO 6743 / parte 4, e AFNOR NF 48-602 , da seguinte maneira:

HH - leos minerais refinados no inibidos (sem adit ivos);

HL - leos minerais refinados com aditivos antiferru gem e antioxidao;

HM - leos do tipo HL, com aditivos antidesgastantes ;

HR - leos do tipo HL, com ampliadores do ndice de viscosidade;

HV - leos do tipo HM, com ampliadores do ndice de viscosidade;

HG - leos do tipo HM, possuindo propriedades antiad erentes.

Na mesma classificao, so considerados ainda os f luidos sintticos que no possuem quaisquer propriedades de resistnc ia combusto, identificados por HS.

Os fluidos do tipo HG so utilizados principalmente em equipamentos que operam a baixas velocidades de translao, prev enindo contra o aparecimento de vibraes e movimentos no uniforme s e pulsantes

Tipos De Fluidos


viscosidade

- Se a viscosidade for muito alta (ou a temperatura mu ito baixa), o sistema ter dificuldades no incio de ope rao, como, por exemplo, alta resistncia ao escoamento na linha de suco de bombas, gerando baixas presses na entrad a.

- Se a viscosidade for muito baixa (ou a temperatura mu ito elevada), o sistema estar sujeito a elevadas fugas de fluido por vazamentos internos e a desgaste prematuro das part es mveis por lubrificao inadequada, o que aumenta o consumo de energia e pode causar instabilidade operaci onal.

- A relao de dependncia entre viscosidade e temperat ura chamada ndice de Viscosidade (IV) , que corresponde inclinao das curvas nnnn versus T. Um ndice de viscosidade alto indica pequena variao da viscosidade com a temperatura, o que conveniente quando se empregam sistemas sem controle de temperatura.

O ndice de viscosidade varia com o tipo de fluido hidrulico e mtodo de refino, podendo ser ampliado pelo acrscimo de aditivos.

Valores tpicos do ndice de viscosidade (Back, 198 8):

- leo mineral (HL) IV - 80 a 105;

- leo mineral com ampliador do IV (HV) IV < 300;

- soluo aquosa de polmeros (HFC) IV - 150 a 160;

- fluidos sintticos sem gua (HFD) IV < zero a 45.


ndice de Viscosidade (IV)

Fluido hidrulico HL ISO-VG 32: leo mineral grupo v iscoso (VG) 32 (nnnn = 32 cSt a 40 C) com aditivos antiferrugem e antioxidao.

Temperatura de operao: 35 a 50 C


Classificao segundo a viscosidade:

Fluidos especiais

Fluidos base de gua e sintticos so produzidos c om o propsito de serem resistentes combusto.

Podemos classific-los em fluidos sintticos em emul ses aquosas e fluidos anidros (livres de gua). A estrutura qumi ca dos fluidos sintticos impede a inflamao dos mesmos.

Os fluidos sintticos anidros se mostram mais adequa dos que os fluidos base de gua em sistemas submetidos a limi tes extremos de temperatura (alta e baixa). Entretanto, bom desempe nho a baixa temperatura pode ser obtido por meio de solues g ua-glicol, a um custo bem inferior.

Os fluidos sintticos requerem um processo de obten o mais sofisticado, portanto, apresentam custo muito mais elevado, no podendo ser considerados como alternativas, mas, es sencialmente,solues para problemas especiais.

Existem excees possveis, como para sistemas que utilizam pequenos volumes de fluido, onde o elevado custo p ouco significativo.


Os fluidos resistentes ao fogo constituem uma alternativa para os sistemas hidrulicos industriais de alta presso que operam prximos a fontes de alta temperatura ou em ambientes perigosos, onde o risco de fogo e/ou explos o deve ser reduzido ao m nimo.

Outra aplicao importante para os sistemas hidrulico s de aeronaves, onde as presses so normalmente altas e a s conseqncias da combusto so drsticas.

O risco principal, em todos os casos, o rompimento de parte de um sistema, que pode provocar a ejeo de fluido na forma de spray .

Desvantagens : elevado custo, perdas de algumas propriedades lubrificantes e problemas de compatibilida de com vedaes.

Fluidos especiais


Caractersticas bsicas dos fluidos resistentes ao fo go conforme as normas 24317 e 24320 da VDMA.

HFA - Segundo a VDMA 24320 este fluido composto de 80 a 98% de gua emulsionada em leo. E tambm chamada de emulso de leo em gua.

HFB - Pela VDMA 24317 esta emulso de gua em leo possui em sua composio 40% de gua.

HFC - Solues aquosas ou tambm chamadas de solues gua-glicol com 35 a 55% de gua segundo VDMA 24317

HFD - Fluidos anidros ou tambm chamados de ster-fosfato sem a presena de gua, segundo a VDMA 24317 .

Fluidos especiais



FILTRAGEM DE FLUIDOS HIDR `ULICOS

A contaminao um dos maiores inimigos dos sistemas hidrulicos industriais. O seu controle po deria significar a eliminao de mais da metade de todas a s avarias dos sistemas hidrulicos.

H Y D R A U L IC S Y S TE M FA ILU R E S

Entre 70 e 90% das falhas nossistemas hidrulicos proveniente da contaminao do fluido.

Filtragem De Fluidos Hidrulicos (contaminantes)



Os contaminantes em um sistema hidrulico podem ser constitudos de slidas, lquidos ou gases, ou aind a da combinao destes. Os contaminantes slidos insolv eis, areia, poeira, partculas de metal, apresentam o maio r problema por serem os que predominam e os mais prejudiciais.So numerosas as fontes de contaminao, mas todas e las recaem em trs categorias bsicas: 1- original (introduzida na montagem original do sistem a), 2- gerada (introduzida durante o processo de funcionamen to),3- externa (introduzida externamente).




Introduzidos externamente (leo novo)



Introduzidos externamente (Manuteno)



Introduzidos externamente durante o processo de fun cionamento( )



Gerados durante o processo de funcionamento



Problemas Ocasionados Pelos Contaminantes

Qualquer que seja a origem, os contaminantes tendem a multiplicar-se numa reao em cadeia, piorando os p roblemas.Duas substncias solveis podem combinar-se, forman do um lodo resinoso ou um cido que corroi um orifcio de uma vlvula, por exemplo. A areia mida pode arrancar p artculas dentro do sistema. Essas, por sua vez, desgastam-se ainda mais por esmerilhamento. Descontrolada, a contaminao m ultiplica-se rapidamente. melhor comear a partir de um sist ema muito limpo e depois conserv-lo, para evitar o incio do ciclo gerador de contaminao.

Os danos provocados pela contaminao so dispendio sos, podendo por em perigo vidas humanas e a do equipame nto. Muitas vezes, ela difcil de ser controlada. Freq entemente, o primeiro sinal a avaria.



Problemas Ocasionados Pelos Contaminantes

Muitos elementos so suscetveis contaminao, le o sujo pode provocar o desgaste prematuro de bombas e causar o emperramento de solenides. Basicamente, os contami nantes causam problemas desgastando e entupindo passagens internas, e assim, prejudicando o desempenho do sistema.

Tanto os tamanhos quanto a densidade dos contaminan tes so importantes. Alis, muitas vezes as partculas meno res so as que causam os maiores danos devido sua ao erosiva e a dificuldade encontrada em remov-las.

Em casos extremos, a contaminao pode provocar ava ria sbita ou perda de controle.

O desgaste de peas internas pode aumentar o vazame nto da bomba e do sistema e degradar a eficincia operacio nal.


Filtragem De Fluidos Hidrulicos (contaminantes)Problemas Ocasionados Pelos Contaminantes (desgaste de peas internas)

5m

5m


Filtragem De Fluidos Hidrulicos (contaminantes)Problemas Ocasionados Pelos Contaminantes (entupimento de passagens internas)


FILTRO HIDR`ULICO


FILTRO HIDR`ULICO

Elemento By-pass


Elemento By-pass


Filtro Com Indicador

Filtro de Suco Interno

So os mais simples e mais utilizados. Tm a formacilndrica com tela metlicacom malha de 74 a 150mcrons, no possuemcarcaa e so instaladosdentro do reservatrio, abaixo, do nvel do fluido. Apesar de serem chamadosde filtro, impedem apenas apassagem de grandespartculas (na lngua inglesaso chamados de strainer, que significa peneira).



Vantagens :

1. Protegem a bomba da contaminao do reservatrio.

2. Por no terem carcaa so filtros baratos.

Desvantagens :

1. So de difcil manuteno, especialmente se o fluidoest quente.

2. No possuem indicador.

3. Podem bloquear o fluxo de fluido e prejudicar a bomba se no estiverem dimensionados corretamente, ou se noconservados adequadamente.

4. No protegem os elementos do sistema das partculasgeradas pela bomba.

Filtro de Suco Interno

Filtro de Suco externo

Pelo fato de possurem carcaa estesfiltros so instaladosdiretamente na linha de suco fora doreservatrio. Existemmodelos que soinstalados no topo ou nalateral dos reservatrios. Estes filtros possuemmalha de filtragem de 3 a 238 mcrons.



Vantagens :

1. Protegem a bomba da contaminao do reservatrio.

2. Indicador mostra quando o elemento est sujo.

3. Podem ser trocados sem a desmontagem da linha de sucodo reservatrio.

Desvantagens :

1. Podem bloquear o fluxo de fluido e prejudicar a bomba se noestiverem dimensionados corretamente, ou se noconservados adequadamente.

2. No protegem os elementos do sistema das partculas geradaspela bomba.

Filtro de Suco externo


Filtro de Presso

Um filtro de presso posicionado no circuito, entre a bomba e um componente do sistema.

A malha de filtragem dos filtros de presso de 3 a 40mcrons.

Um filtro de pressopode tambm ser posicionado entre oscomponentes do sistema.

Vantagens :

1. Filtram partculas muito finas visto que a presso do sistema pode impulsionar o fluido atravs do element o.

2. Pode proteger um componente especfico contra o peri go de contaminao por partculas.

Desvantagens :

1. A carcaa de um filtro de presso deve ser projetada para alta presso.

2. So caros porque devem ser reforados para suportar alt as presses, choques hidrulicos e diferencial de press o.

Filtro de Presso



Filtro de Linha de Retorno

Est posicionado nocircuito prximo do reservatrio.

A dimensohabitualmenteencontrada nosfiltros de retorno de 5 a 40 mcrons.

Circuitos hidrulicos Composio (grupo de acionam ento)

Vantagens :

1. Retm contaminao no sistema antes que ela entre noreservatrio.

2. A carcaa do filtro no opera sob presso plena de sis tema, poresta razo mais barata do que um filtro de presso.

3. O fluido pode ter filtragem fina, visto que a presso do sistemapode impulsionar o fluido atravs do elemento.

Desvantagens :

1. No h proteo direta para os componentes do circuito.

2. Em filtros de retorno, de fluxo pleno, o fluxo que surge dadescarga dos cilindros, dos atuadores e dos acumuladores podeser considerado quando dimensionado.

3. Alguns componentes do sistema podem ser afetados pelacontrapresso gerada por um filtro de retorno.

Filtro de Linha de Retorno

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Curso de Hidraulica PARTE 01 2012