Apostila de Pneumática e Hidráulica 2021-2

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INSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINA
CAMPUS JARAGUÁ DO SUL – RAU
LABORATÓRIO DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA
Prof. Stélio Jácomo Storti, Me.
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO................................................................................................
1 CONCEITOS BÁSICOS..............................................................................
2 PRODUÇÃO E PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO............................
2.1 COMPRESSORES.........................................................................................
3 ATUADORES PNEUMÁTICOS...................................................................
4 VÁLVULAS..................................................................................................
4.1 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL...........................................................
4.2 VÁLVULAS DE BLOQUEIO..............................................................................
4.3 VÁLVULAS DE CONTROLE DE FLUXO..............................................................
4.4 VÁLVULAS DE PRESSÃO...............................................................................
5 CIRCUITOS PNEUMÁTICOS INDUSTRIAIS..............................................
6.ELETROPNEUMÁTICA..............................................................................
7 RELÉS.........................................................................................................
8 FINS DE CURSO.........................................................................................
9 RELÉ DE TEMPO......................................................................................
10 SENSORES..............................................................................................
11 HIDRÁULICA...........................................................................................
12 RESERVATÓRIOS HIDRÁULICOS........................................................
13 RESFRIADORES.....................................................................................
14 ACUMULADORES HIDRÁULICOS........................................................
15 FILTROS HIDRÁULICOS........................................................................
16 BOMBAS HIDRÁULICAS........................................................................
17 VÁLVULAS HIDRÁULICAS....................................................................
18 CILINDROS E PISTÕES HIDRÁULICOS................................................
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS............................................................. 
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INTRODUÇÃO
Força e movimento podem ser transmitidos por vários meios. O meio mais
conhecido é a transmissão mecânica direta. Quando há uma grande distância entre
o ponto de geração de força e o de sua aplicação, surge a necessidade de
transformar a energia mecânica através de geradores em energia elétrica, que após
ser transportada por cabos elétricos, e transformada novamente em energia
mecânica.
Quando as distâncias forem relativamente pequenas, mas existir problemas
de mudança de direção, espaço, peso e de versatilidade, um dos meios mais
utilizados é a energia pneumática.
A energia pneumática, por incrível que pareça, a milhares de anos. Já no ano
2500 a.C., aproximadamente, foram feitas utilizações do ar comprimido na forma de
foles. Mais tarde o ar comprimido foi utilizado em órgãos, mineração e em usinas
siderúrgicas. Porém somente no século 19, o ar comprimido foi utilizado
sistematicamente para a tecnologia. Ferramentas, perfuratrizes, correio de tubo,
locomotivas e outros dispositivos acionados por ar comprimido, são exemplos do
largo espectro do desenvolvimento.
O termo, Pneumática, derivou da raiz grega ‘Pneuma’, que tem o significado
de fôlego, respiração.
O conceito Pneumática descreve a utilização do ar comprimido para a
tecnologia de acionamento e comando.
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1 CONCEITOS BÁSICOS
1.1 CARACTERÍSTICAS DO AR COMPRIMIDO
 Quantidade: O ar a ser comprimido encontra-se e quantidade ilimitada, 
praticamente em todos os lugares.
 Transporte: O ar comprimido é facilmente transportável por tubulações, 
mesmo para grandes distâncias. Não há a necessidade de se preocupar com o 
retorno do ar.
 Armazenamento: O ar pode ser armazenado em um reservatório e, 
posteriormente, tirado de lá, ou seja, não é necessário que o compressor esteja em 
funcionamento contínuo.
 Temperatura: O trabalho realizado com o ar comprimido é insensível às 
oscilações de temperatura. Isto garante, também em situações extremas, um 
funcionamento seguro.
 Segurança: Não existe o perigo de explosão ou de incêndio. 
 Limpeza: O ar comprimido é limpo. O ar de retorno que escapa pelas vias 
de retorno não polui o ambiente.
 Construção: Os elementos de trabalho são de construção simples e, 
portanto de custo vantajoso.
 Velocidade: O ar comprimido é um meio muito veloz, e permite alcançar 
altas velocidades.
 Preparação: O ar comprimido requer uma boa preparação. Impureza e 
umidade devem ser evitadas, pois provocam desgastes nos elementos pneumáticos.
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 Escape de ar: O escape de ar é ruidoso, mas com o desenvolvimento de 
silenciadores, este problema está minimizado.
 Custos: O ar comprimido é uma fonte de energia muito custosa. Porém, o 
alto custo de energia será, em grande parte, compensado pelos elementos de preço 
vantajoso e pela grande rentabilidade do ciclo de trabalho.
1.2 PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR
1.2.1 Compressibilidade
O ar contido em um recipiente fechado permite reduzir o seu volume quando
sujeito a ação de uma força externa. (figura 1)
Figura 1 – Compressibilidade
1.2.2 Elasticidade
Possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinta a força 
responsável pela redução de volume. (figura 2)
Figura 2 - Elasticidade
1.2.3 Expansibilidade
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Possibilita ao ar ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente,
adquirindo seu formato. (figura 3)
Figura 3 - Expansibilidade
1.2.4 Difusibilidade
Permite ao ar misturar-se homogeneamente com qualquer outro meio gasoso
que não esteja saturado. (figura 4)
Figura 4 - Difusibilidade
1.3 PRESSÃO
É o resultado de uma força agindo em uma determinada área.
P = F/A
As unidades de pressão mais comuns são:
 Atmosfera [atm];
 Quilogramas força por centímetro quadrado [kgf/cm2];
 Bar [bar];
  Libra força por polegada quadrada [lbf/pol2] ou PSI
  Pascal; newton por metro quadrado [N/m2].
Os fatores de conversão entre estas unidades estão na tabela 1.
Tabela 1 – Fatores de conversão entre unidades de pressão
10
para converter em multiplicar por
PSI atm 0,06804
PSI bar 0.0671
PSI kg/cm² 0,07031
atm PSI 14,7
atm bar 1,013
atm kg/cm² 1,033
bar PSI 14,50
bar atm 0,9869
bar kg/cm² 1,02
kg/cm² bar 0,9807
kg/cm² PSI 14,22
kg/cm² atm 0,9678
1.3.1 Pressão de um Gás
 Figura 5 – Movimentação de moléculas de um gás
O choque das moléculas em movimento de um gás contra a parede de um
recipiente fechado produz uma força (figura 5). Esta força dividida pela área interna
do recipiente resultara no que chama-se pressão de um gás, ou seja, quanto mais
ar, maior a quantidade de moléculas em movimento, maior a força e maior será a
pressão.
1.3.2 Pressão Manométrica
É a pressão interna de um recipiente fechado indicada nos instrumentos de
medição, como manômetros.
1.3.3 Pressão Atmosférica
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É a pressão produzida pelo peso das camadas de ar que em envolvem o
globo terrestre. A pressão atmosférica varia com a altitude, pois em grandes alturas,
a massa de ar é menor do que ao nível do mar (tabela 2). No nível do mar a pressão
atmosférica é considerada 1atm.
Tabela 2 – Variação de pressão em relação com a altitude
Altitude
em M
Pressão
em
kg/cm²
Altitude
em M
Pressão
em
kg/cm²
0 1.033 1.000 0.915
100 1.021 2.000 0.810
200 1.008 3.000 0.715
300 0.996 4.000 0.629
400 0.985 5.000 0.552
500 0.973 6.0000.481
600 0.960 7. 000 0.419
700 0.948 8.000 0.363
800 0.936 9.000 0.313
900 0.925 10.000 0.270
1.3.4 Pressão Absoluta
A pressão absoluta é a soma da pressão manométrica com a atmosférica.
Esta pressão considera o zero absoluto da pressão ou a ausência de pressão.
1.4 VAZÃO
A vazão de um fluido representa o volume deslocado do mesmo por unidade
de tempo.
Q = V/ t
As principais unidades de vazão são:
 Litros por segundo [l/s];
 Litros por minuto [l/min];
 Metros cúbicos por minuto [m3/min];
 Pés cúbicos por minuto [pcm];
 ‘Cubic feet for minute’ [cfm].
Os fatores de conversão entre estes fatores estão na tabela 3.
Tabela 3 – Fatores de conversão entre unidades de vazão
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para converter em Multiplicar por
Pcm cfm 1
Pcm L/s 0,4720
Pcm m³/min 0,02832
Pcm m³/h 1,69923
L/s m³/min 0,06
L/s pcm 2,1186
m³/min pcm 35,31
1.5 PRINCÍPIO DE PASCAL
O ar é muito compressível sob a ação de pequenas forças. Quando contido
em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em
todos os sentidos.
Por Blaise Pascal temos: “A pressão exercida em um líquido confinado em
forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade,
 exercendo forças iguais em áreas iguais”. (figura 6)
Figura 6 – Princípio de Pascal
Exercício 01: Um cilindro é acionado por ar comprimido.
 êmbolo = 63 mm
 haste = 20 mm
Pressão de trabalho = 6 bar
Curso efetivo = 200 mm
Calcular a força de avanço (Fa) e a força de retorno (Fr) gerada pelo cilindro.
Qual a quantidade de ar necessária para um ciclo completo?
Lembrando: bar para Kgf/cm² multiplica por 1,02
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2 PRODUÇÃO E PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO
2.1 COMPRESSORES
São máquinas destinadas a elevar a pressão de certo volume de ar, admitido
nas condições atmosféricas, até uma determinada pressão, exigida na execução dos
trabalhos realizados pelo ar comprimido.
Os compressores se baseiam em dois princípios de aumento da pressão:
 1º tipo: Baseia-se no princípio da redução de volume, ou seja, consegue-se
a compressão emitindo o ar para dentro de um recipiente fechado e diminuindo
posteriormente este recipiente pressurizando o ar. Também denominado
compressor de deslocamento positivo.
 2º tipo: Baseia-se no princípio de fluxo, succionando o ar de um lado e
comprimindo de outro, por aceleração de massa, ou seja, a elevação de pressão é
obtida por meio de conversão de energia cinética em pressão durante a passagem
do ar através do compressor (turbina).
Existem dois grandes grupos de compressores baseados no tipo construtivo.
(figura 7)
Figura 7 – Tipos de compressores
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2.1.1 Compressores de Pistão ou (êmbolo)
Neste compressor o movimento alternativo é transmitido para o pistão através
de um sistema biela-manivela (virabrequim e biela), fazendo assim movimento de
subida e de descida. Iniciando o movimento descendente, o ar é aspirado por meio
de válvulas de admissão, preenchendo a câmara de compressão. A compressão do
ar tem início com o movimento de subida; após obter-se pressão suficiente para
abrir a válvula de descarga, o ar é expulso para o sistema. (figura 8)
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Figura 8 – Compressor de êmbolo (ou pistão)
Para compressão a pressões mais elevadas, são necessários compressores
de vários estágios, melhorando assim a eficiência da compressão. (figura 9)
Figura 9 – Compressão em dois estágios
2.1.2 Compressor de Membrana
Mediante uma membrana, o êmbolo fica separado da câmara de sucção e
compressão, ou seja, o ar não terá contato com as partes deslizantes. O ar,
portanto, ficará livre de resíduos do óleo utilizado para lubrificação. (figura 10)
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Figura 10 – Compressor de Membrana
2.1.4 Compressor de Parafusos
Este compressor é dotado de uma carcaça onde giram dois rotores helicoidais
em sentido opostos. Um dos rotores possui lóbulos convexos, o outro uma
depressão com côncava e são denominados, respectivamente, rotor macho e
fêmea. Os rotores são acionados por engrenagens ou um rotor aciona o outro.
O ar à pressão atmosférica ocupa o espaço entre os rotores e, conforme eles 
giram, o volume compreendido entre os mesmos é isolado da admissão. Em seguida
começa a decrescer, dando início a compressão. Esta prossegue até uma posição 
tal que a descarga é descoberta e o ar é descarregado continuamente, livre de 
pulsações. (figura 12)
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Figura 12 – Compressor de Parafusos
2.2 RESFRIADOR POSTERIOR DE AR
Instalado, normalmente, logo após o compressor, este equipamento tem
como função principal a redução da temperatura do ar que sai do compressor muito
aquecido. Esta redução, no entanto, provoca a condensação do vapor de água
existente no ar, sendo eliminada logo a seguir por um separador de condensados.
(figura 14)
 Figura 14 – Resfriador posterior e separador de condensados
2.3 RESERVATÓRIO
A principal função do reservatório é armazenar o ar comprimido, mas também
serve para a estabilização da distribuição do ar comprimido, eliminar as oscilações
de pressão na rede distribuidora e quando há momentaneamente alto consumo do
ar, é uma garantia de reserva.
A superfície metálica do reservatório troca calor com o ar, por isso ajuda a
condensar uma parte da umidade contida no ar. (Fig.15)
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FIGURA 15 – RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO
EQUIPAMENTOS MÍNIMOS QUE UM RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO DEVE TER
1- DRENO
2- PRESSOSTATO
3- MANÔMETRO
4- VÁLVULA DE SEGURANÇA / ALÍVIO OU ESCAPE
2.4 SECADORES DE AR COMPRIMIDO
O ar seco industrial não é aquele totalmente isento de água; é o ar, que após
um processo de desidratação, flui com um conteúdo de umidade residual de tal
ordem que possa ser utilizado sem qualquer inconveniente.
2.4.1 Secagem por Absorção
A secagem por absorção é um processo puramente químico. Neste processo,
o ar comprimido passa sobre uma camada solta de um elemento secador. A água ou
vapor de água que entra em contato com esse elemento, combina-se quimicamente
com ele e se dilui na forma de uma combinação elemento secador/água. (figura 15)
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Figura 15 – Secagem por absorção
O processo de absorção caracteriza-se por:
 montagem simples da instalação;
 desgaste mecânico mínimo já que o secador não possui peças móveis;
 não necessita de energia externa.
** As pastilhas são de Cloreto de Cálcio ou Cloreto de Lítio.
2.4.2 Secagem por Adsorção
A secagem por adsorção está baseada num processo físico. O elemento
secador é um material granulado com arestas ou em forma de pérolas. Este
elemento secador está formado de quase 100% de dióxido de silício. Em geral é
conhecido pelo nome “GEL” (sílica gel). O ar comprimido úmido é conduzido através
da camada de “GEL”. O elemento secador segura a umidade do ar comprimido.
Uma vez que o elemento secador estiver saturado, poderá ser regenerado de uma
maneira fácil: basta soprar ar quente da camada saturada que este irá absorver a
umidade do elemento secador. (figura 16)
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Figura 16 – Secador por adsorção
2.4.3 Secagem por resfriamento
O ar comprimido a ser secado entra no secador, passando primeiro pelo
denominado trocador de calor a ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador
de calor é esfriado o ar quente que está entrando. Este resfriamento provoca a
condensação do vapor de água contido no ar que é eliminado na saída do trocador
de calor por um separador de condensado. (figura 17)
Figura 17 – Secador por resfriamento
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2.5 DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO
A rede de distribuição de ar comprimido compreende todas as tubulações que
saem do reservatório passando pelo secador e que unidas, orientam o ar
comprimido até os pontos individuais de utilização.
A rede possui duas funções básicas:
 Funcionar como um reservatório para atender as exigências locais; 
 Comunicar a fonte com os equipamentos consumidores.
Numa rede distribuidora, para que haja eficiência, segurança e economia, são
importantes três pontos:
 Baixa quedade pressão entre a instalação do compressor e os pontos de
utilizações;
 Apresentar o mínimo vazamento;
 Boa capacidade se separação do condensado em todo o sistema.
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2.6 UNIDADE DE CONSERVAÇÃO DO AR COMPRIMIDO
Após passar por todo o processo de produção, tratamento e distribuição, o ar
comprimido deve sofrer um último condicionamento, antes de ser utilizado nos
equipamentos. Neste caso o beneficiamento do ar comprimido consiste no seguinte:
filtragem, regulagem da pressão e lubrificação. Esta unidade é composta
basicamente da combinação de: filtro de ar comprimido, regulador de pressão do ar
comprimido com manômetro e lubrificador de ar comprimido. (figura 18)
Figura 18 – Unidade de conservação do ar comprimido
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2.6.1 Filtro de ar comprimido
O ar comprimido, ao entrar no copo é forçado a um movimento de rotação por
meio de “rasgos direcionais”. Com isso, separam-se as impurezas maiores, bem
como as gotículas de água, por meio de força centrífuga e depositam-se então no
fundo do copo. O condensado acumulado no fundo é eliminado por um dreno
localizado na parte inferior do mesmo. Em seguida o ar passa pelo elemento
filtrante, as partículas sólidas, maiores que a porosidade do filtro são retidas por
este, porosidade dos filtros encontra-se entre 3 a 70μ. (figura 19)
Figura 19 – Filtro de ar comprimido
2.6.2 Regulador de pressão
O regulador tem por função manter constante a pressão de trabalho
(secundária) independente da pressão da rede (primária) e consumo do ar. A
pressão primária tem que ser sempre maior que a secundária. A pressão é regulada
por meio de uma membrana.
Uma das faces da membrana é submetida à pressão de trabalho. Do outro
lado, atua uma mola cuja pressão é ajustável por meio de um parafuso de
regulagem.
Com aumento da pressão de trabalho a membrana se movimenta contra a
força mola. Com isso, a secção nominal de passagem na sede da válvula diminui
progressivamente, ou se fecha totalmente. Isto significa que a pressão é regulada
pelo fluxo.
Na ocasião do consumo a pressão diminui e a força da mola reabre a válvula.
Com isso, o manter da pressão regulada se torna um constante abrir a fechar da
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válvula. Para evitar a ocorrência de uma vibração indesejável, sobre o prato da
válvula é constituído um amortecimento por mola ou ar. A pressão de trabalho é
indicada por um manômetro.
Se a pressão crescer demasiado do lado secundário, a membrana é
pressionada contra a mola. Com isso, abre-se a parte central da membrana e o ar
em excesso sai pelo furo de escape para a atmosfera. (figura 20)
Figura 20 – Regulador de Pressão
2.6.3 Manômetro tipo tubo de Bourdon
Consiste em uma escala circular sobre a qual gira um ponteiro indicador
ligado a um jogo de engrenagens e alavancas; este conjunto é ligado a um tubo
recurvado, fechado em uma extremidade e aberto em outra que está ligada com a
entrada de pressão.
Aplicando-se pressão na entrada, o tubo tende a endireitar-se, articulando as
alavancas com a engrenagem, transmitindo movimento para o indicador e
registrando a pressão sobre a escala. (figura 21)
25
Figura 21- Manômetro tubo de Bourdon
2.6.4 Lubrificador
A corrente de ar no lubrificador vai da entrada A para a saída B. A válvula de
regulagem desvia o ar através de um bocal para o ambiente do reservatório. O óleo
sobe pelo tubo pescador devido a pressão o ar, caindo na parte superior. Com um
parafuso de regulagem é dada a possibilidade de regular as gotas de óleo por
unidade de tempo. O desvio do ar, enriquecido com óleo, é feito por intermédio de
uma bucha. Somente a neblina ar-óleo chega através de um canal, para a saída B.
Figura 22 - Lubrificador
26
3 ATUADORES PNEUMÁTICOS
São elementos que convertem, diretamente, a energia do ar comprimido em
energia mecânica.
3.1 ATUADORES LINEARES
Os atuadores pneumáticos transformam energia pneumática em movimento
retilíneos.
3.1.1 Atuador linear de simples ação
Os atuadores de ação simples são acionados por ar comprimido de um só
lado, portanto, trabalham só em uma direção. O retrocesso efetua-se mediante uma
mola ou por uma força externa. (figura 23)
Figura 23 – Atuador de simples ação
3.1.2 Cilindro Sem Haste
O cilindro sem haste é a solução ideal para aplicações que necessitam
economizar espaço no transporte linear de cargas. A grande vantagem cilindro sem
haste é justamente o fato de não possuir haste, o que ocuparia praticamente a
metade do espaço que os cilindros convencionais ocupam. (figura 24)
Figura 24 – Cilindro de membrana plana
27
3.1.3 Cilindro Tandem
Nesta construção se trata de dois atuadores de dupla ação, os quais formam
uma só unidade. Desta forma, com simultânea carga nos dois êmbolos, a força é
uma soma das forças dos dois atuadores. O uso desta construção é necessário para
obter grande força, quando o diâmetro do atuador, é problemático (espaço
pequeno). (figura 25)
Figura 25 – Cilindro Tandem
3.1.4 Cilindro de dupla ação com amortecimento
A força do ar comprimido movimenta o pistão do atuador de ação dupla em
duas direções. Será produzida uma determinada força no avanço, bem como no
retrocesso. Atuadores de ação dupla são utilizados especialmente onde é
necessário também em retrocesso, exercer uma função de trabalho. O curso, em
princípio, é ilimitado, porém é importante levar em consideração a deformação da
haste por flexão e flambagem. A vedação aqui, efetua-se mediante um êmbolo
(pistão de dupla vedação).
28
Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um atuador,
emprega-se um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou até
danificações. Antes de alcançar a posição final, um êmbolo de amortecimento
interrompe o escape direto do ar, deixando somente uma passagem pequena,
geralmente regulável. Com o escape de ar restringindo-se ocorre uma sobrepressão
que, para ser vencida absorve grande parte da energia e resulta em perda da
velocidade nos fins de curso. Invertendo o movimento do êmbolo, o ar entra sem
impedimento pelas válvulas no atuador e o êmbolo pode, com força e velocidade
total, retroceder. (figura 26)
Figura 26 – Cilindro de dupla ação com amortecimento
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3.1.5 Cilindro de posições múltiplas
O atuador linear de posição múltipla é formado de dois ou mais atuadores de
dupla ação. Estes elementos estão, como ilustrados, unidos um ao outro. Os
atuadores movimentam-se, conforme o lado de pressão, individualmente. Com dois
cilindros de cursos diferentes obtém-se quatro posições. (figura 27)
Figura 27 – Cilindro de posições múltiplas
3.2 ATUADORES ROTATIVOS
Os atuadores rotativos transformam energia do ar comprimido em movimento
de giro. Os osciladores pneumáticos tem campo angular limitado, já os motores tem
campo angular ilimitado.
30
3.2.1 Cilindro rotativo
Na execução com atuadores de ação dupla, a haste de êmbolo tem um perfil
dentado (cremalheira). A haste de êmbolo aciona com esta cremalheira uma
engrenagem, transformando o movimento linear em um movimento rotativo à
esquerda ou à direita, sempre segundo a direção do curso. (figura 28)
Figura 28 – Cilindro rotativo
3.2.2 Cilindro de aleta giratória
Como nos atuadores rotativos já descritos, também nos de aleta giratória é
possível um giro angular limitado. O movimento angular raramente vai além de 300º.
A vedação é problemática, o diâmetro em relação à largura, em muitos casos
somente possibilita pequenos momentos de torção (torque). (figura 29)
31
Figura 29 – Cilindro de aleta giratória
3.2.3 Motor de pistão
Este tipo está sub-classificado em motores de pistão radial e axial. Por pistões
em movimento inverso, o ar, através de uma biela, aciona o eixo de motor. Para que
seja garantido um movimento sem golpes e vibraçõessão necessários vários
pistões. A capacidade dos motores depende da pressão de entrada, número de
pistões, área dos pistões e do curso dos mesmos.
O modo de trabalho dos motores de pistão axial é similar ao dos motores de
pistão radial. Um disco oscilante transforma a força de 5 cilindros, axialmente
posicionados, em movimento giratório. Dois pistões são alimentados
simultaneamente com ar comprimido. Com isto obter-se-á um momento de inércia
equilibrada, garantindo um movimento uniforme e sem vibrações. (figura 30)
Figura 30 – Motor de pistões
3.2.4 Motor de palhetas
32
O rotor está fixado excentricamente em um espaço cilíndrico. O rotor é dotado
de ranhuras. As palhetas colocadas nas ranhuras serão, pela força centrífuga,
afastadas contra a parede interna do cilindro. A vedação individual das câmaras é
garantida.
Por meio de pequenas quantidades de ar, as palhetas serão afastadas contra
a parede interna do cilindro, já antes de acionar o motor.
Em tipos de construção diferente, o encosto das palhetas é feito por pressão
de molas. Motores desta execução tem geralmente entre três a dez palhetas. Estas
formam no motor câmaras de trabalho, nas quais o ar pode atuar , sempre de
acordo com o tamanho da área de ataque das palhetas. O ar entra na câmara
menor, se expandindo na medida do aumento da câmara. (figura 31)
Figura 31 – Motor de Palhetas
33
4 VÁLVULAS PNEUMÁTICAS
4.1 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL (VCD)
As válvulas de controle direcional consistem de um corpo com passagens
internas que são conectadas e desconectadas por uma parte móvel. Nas válvulas
direcionais, e na maior parte das válvulas hidráulicas e pneumáticas industriais,
conforme já vimos, a parte móvel é o carretel. As válvulas de carretel são os tipos
mais comuns de válvulas direcionais usados em hidráulica industrial.
São as válvulas direcionais que influenciam o percurso do fluxo de ar,
principalmente nas partidas, nas paradas e na direção do fluxo.
4.1.1 Identificação de uma válvula de controle direcional
As válvulas de controle direcional são representadas nos circuitos hidráulicos
através de símbolos gráficos. Para identificação da simbologia devemos considerar:
 Número de posições;
 Número de vias;
 Posição normal;
 Tipo de acionamento;
  Tipo de centro.
4.1.1.1 Número de posições
As válvulas são representadas graficamente por retângulo. O número de
quadrados unidos representa o número de posições ou manobras distintas que uma
válvula pode assumir. (figura 32)
Figura 32 – Número de posições de válvulas direcionais
34
4.1.1.2 Número de vias
O número de vias de uma válvula de controle direcional corresponde ao
número de conexões úteis que válvula pode possuir. Nos quadrados representativos
de posição podemos encontrar vias de passagem, vias de bloqueio ou a combinação
de ambas. (figura 33)
Figura 33 – Número de vias e tipos.
4.1.1.3 Identificação das vias
Para garantir a identificação e a ligação correta das válvulas, marcam-se as
vias com letras maiúsculas ou números. (tabela 4)
Tabela 4 – Normas para identificação de vias
Orifício Norma DIN 24300 Norma ISO 1219
Pressão P 1
Utilização A B C 2 4 6
Escape R S T 3 5 7
Pilotagem X Y Z 10 12 14
4.1.1.4 Posição Normal
Posição normal ou ‘de repouso’ de uma válvula de controle direcional é a
posição em que se encontram os elementos internos quando a mesma na foi
acionada. Esta posição geralmente é mantida por força de uma mola.
4.1.1.5 Tipo de acionamento
O tipo de acionamento de uma válvula de controle direcional define a sua
aplicação no circuito, estes acionamentos podem ocorrer por força muscular,
mecânica, pneumática, hidráulica ou elétrica. (figura 34)
35
Figura 34 – Tipos de acionamento utilizados para válvulas direcionais.
4.2 VÁLVULAS DE BLOQUEIO
São válvulas que interferem no fluxo, causando um bloqueio. Dependendo da
válvula, este bloqueio pode ser proporcionado de maneiras diferentes.
4.2.1 Válvula de Isolamento (função lógica OU)
Esta válvula tem duas entradas, X e Y, e uma saída, A. Entrando ar
comprimido em X, a esfera fecha a entrada Y e o ar flui de X para A. Em sentido
contrário, quando o ar flui de Y para A, a entrada X será fechada.
No retorno do ar, quer dizer, quando um lado de um cilindro ou de uma válvula entra
em exaustão, a esfera permanece na posição em que se encontrava antes do
retorno do ar. Resumindo: Uma saída em A é possível quando existe um sinal
em X "OU" Y. (figura 35)
Figura 35 – Válvula isolamento
4.2.2 Válvula de Simultaneidade (função lógica “E”)
36
Esta válvula tem duas entradas, X e Y e uma saída, A. Só haverá uma saída
em A, quando existirem os dois sinais de entrada X "E" Y. Um sinal de entrada em X
ou Y impede o fluxo para A, em virtude das forças diferenciais no pistão corrediço.
Existindo diferença de tempo nos sinais de entrada, o sinal atrasado vai para a
saída. Quando há diferença de pressão dos sinais de entrada, a pressão maior
fecha um lado da válvula, e a pressão menor vai para a saída A. (figura 36)
 
Figura 36 – Válvula de Simultaneidade
4.2.3 Válvula de escape rápido
Válvulas de escape rápido se prestam para aumentar a velocidade dos
êmbolos dos atuadores. Tempos de retorno elevados, especialmente em cilindros de
ação simples, podem ser eliminados dessa forma.
A válvula está provida de conexão de pressão P e conexão de escape R
bloqueáveis. Se tivermos pressão em P, o elemento de vedação desloca-se ao
assento do escape. Dessa forma, o ar atinge a saída pela conexão de utilização A.
Quando a pressão em P deixa de existir, o ar, que agora retorna pela conexão
A, movimenta o elemento de vedação contra a conexão P, e provoca seu bloqueio.
Dessa forma, o ar pode escapar por R, rapidamente, para a atmosfera. (figura 37)
Figura 37 – Válvula de escape rápido
4.2.4 Válvula de retenção
37
Válvulas de bloqueio liberam o fluxo preferencialmente em um só sentido e
bloqueiam o sentido inverso.
4.3 VÁLVULAS DE CONTROLE DE FLUXO
São válvulas que controlam o fluxo (vazão) dos fluidos. Seu principal emprego
é na regulagem da velocidade dos elementos de trabalho (atuadores).
4.3.1 Válvula reguladora de fluxo bidirecional
Estas válvulas têm influência sobre a quantidade de ar comprimido que flui
por uma tubulação. A vazão será regulada em ambas as direções do fluxo. (figura
38)
Figura 38 – Válvula reguladora de fluxo bidirecional
38
4.3.2 Válvula reguladora de fluxo unidirecional
Também conhecida como "válvula reguladora de velocidade". Nesta válvula, a
regulagem do fluxo é feita somente em uma direção. Uma válvula de retenção fecha
a passagem numa direção e o ar pode fluir somente através da área regulada.
Em sentido contrário, o ar passa livre através da válvula de retenção aberta.
Empregam-se estas válvulas para regulagem da velocidade em atuadores
pneumáticos. (figura 39)
Figura 39 – Válvula reguladora de fluxo unidirecional
4.4 VÁLVULAS DE CONTROLE DE PRESSÃO
4.4.1 Válvula limitadora de pressão
É formada por uma vedação de assento cônico, mola e um parafuso de
ajuste. Quando a pressão em P assume um valor que corresponde à tensão da
mola, o cone de vedação se desloca de seu assento e libera o caminho ao escape.
A fim de evitar defeitos oscilatórios devido as pequenas variações de pressão, existe
um volume maior antes do cone de vedação, que possui um escape para A apenas
por um ponto de estrangulamento.
São também conhecidas como válvulas de sobrepressão ou válvulas de
segurança. (figura 42)
Figura 42 – Válvula limitadora de pressão
39
5 CIRCUITOS PNEUMÁTICOS INDUSTRIAIS
Para realizar o projeto de circuitos pneumáticos para as atividades industriais
deve-se seguir alguns passos. Utilizando o exemplo da figura 44, será demonstrada
a seqüência de projeto de um circuito industrial.Figura 44 – Exemplo de aplicação industrial
 
5.1 REPRESENTAÇÃO DE COMANDOS SEQUENCIAIS
Nesta primeira etapa do projeto representa-se qual será a seqüência de
movimentação dos atuadores através de uma seqüência algébrica. A letra maiúscula
representa o atuador, enquanto que o sinal algébrico representa o movimento. Sinal
positivo (+) para o avanço e negativo (-) para o retorno. A representação para o
exemplo da figura 44 é: A+B+A-B-, ou seja: o cilindro A avança, o cilindro B avança,
o cilindro A recua e o cilindro B recua.
5.2 PROJETO DO ESQUEMA DE COMANDO
O projeto do esquema de comando define os componentes utilizados para a
realização do comando e as ligações que serão realizadas entre eles. A figura 45
mostra o projeto do esquema de comando do exemplo da figura 44.
40
Figura 45 - Projeto do esquema de comando
5.3 DIAGRAMA TRAJETO-PASSO
Nesta etapa do projeto representa-se através de um gráfico a seqüência de
operação de um elemento de trabalho levando-se em conta o valor percorrido pelo
atuador a cada passo da seqüência. Para o cilindro recuado atribui-se o valor 0 e
para o cilindro avançado atribui-se o valor 1. (figura 46)
Figura 46 – Posições possíveis de um atuador linear
41
Cilindro A Cilindro B
R1 R2 R3 R4
B0
0 1
Os passos da seqüência são representados por intervalos entre linha
verticais, enquanto as posições de cada um dos atuadores são representadas por
linhas horizontais. (figura 47).
Figura 47 – Diagrama Trajeto-Passo
42
6 ELETROPNEUMÁTICA
Conceito: é a união de sinais de comando elétrico com a realização d trabalho
utilizando a energia pneumática.
6.1 SOLENÓIDES
Um solenóide é simplesmente um tipo especial de eletromagneto. Quando a
corrente elétrica passa através de um fio condutor, cria um campo em volta do
mesmo. (figura 52)
Figura 52 – Campo magnético em volta de um condutor
Se for criada uma bobina com várias espiras de fio, o campo tornar-se-á
muitas vezes mais forte, circulando em torno da bobina e através do centro. Cria-se,
então, um eletroímã. (figura 53)
Figura 53 – Criação de um eletroímã
43
 
Embora um campo magnético possa circular no ar, ele circula mais facilmente
através do ferro ou do aço. Assim, se for colocada em volta da bobina uma
armadura de ferro, o magnetismo será concentrado onde nos interessar. (figura 54)
Figura 54 - Armadura
Se, além disso, coloca-se um contato de aço em forma de "T" (também chamado
núcleo) no centro da bobina, o magnetismo concentrar-se-á ainda mais. (figura 55)
Figura 55 – Núcleo em forma de T
Pelo fato de ser o ferro excelente condutor e o ar péssimo, o "T" de aço é
atraído pelo campo magnético para uma determinada posição, na qual 100% do
magnetismo trabalha e circula através do metal condutor.
Tem-se, então, construído o solenóide completo que é constituído
basicamente da armadura, bobina e entreferro ou núcleo em forma de “T”. (figura
56)
44
Figura 56 – Solenóide completo
7 RELÉS
Na maioria dos comandos, os relés são utilizados para o processamento de
sinais e também, para o controle remoto de circuitos que transportam correntes
elevadas. 
Os relés consistem em chaves eletro-magnéticas que tem por função abrir ou
fechar contatos a fim de conectar ou interromper circuitos elétricos. A bobina do relé
recebe a codificação A1 e A2. Os contatos abertos tem numeração terminada em 3
e 4, enquanto os contatos fechado tem numeração terminada em 1 e 2. (figura 57)
Figura 57 – Exemplo de relé
Os relés são também chamados de contatoras ou contactoras.
45
13 21 33 43
13 22 34 44
A1
A2
K1
8 FINS DE CURSO
São chaves elétricas acionadas mecanicamente através do contato entre
atuadores e roletes, pinos e gatilhos dos fins de curso. 
A figura 59 mostra como fica a representação de fins de curso em circuitos
elétricos.
Figura 59 – Representação de fins de curso
9 RELÉS DE TEMPO
Os relés de tempo eletrônicos ou eletromecânicos são aparelhos industriais
que efetuam funções temporizadas em circuitos de comando elétrico. A
denominação "Relés de Tempo" e genérica e abrange desde circuitos simples
baseados no tempo de descarga (ou carga) de um capacitor, até circuitos digitais
que utilizam a frequência da rede como base do tempo. São chaves elétricas
acionadas eletricamente respeitando um temporizador interno. (figura 70)
Rt
a
b
15
16 18
Figura 70 – Relé de tempo e seus contatos
9.1 RELÉ DE TEMPO COM RETARDO NA ENERGIZAÇÃO
Alimentando-se o aparelho, a temporização se inicia. Após transcorrido o
tempo selecionado na escala o relé de saída é energizado, comutando seus
contatos, abrindo o contato normalmente fechado (NF) e fechando o normalmente
aberto (NA). (figura 71)
46
NA
NF
Fins de curso não acionados
NF
NA
Fins de curso acionados
M1
M2 M2
M1
Figura 71 – Gráfico de tempo e simbologia
9.2 RELÉ DE TEMPO COM RETARDO NA DESENERGIZAÇÃO
Alimentando-se o aparelho, seus contatos mudam de estado
instantaneamente, ao retirar-se sua alimentação inicia-se a temporização, para
novamente alterar o estado dos contatos. (figura 72)
Figura 72 – Gráfico e simbologia
Pressostatos
Os pressostatos, também conhecidos como sensores de pressão, são chaves
elétricas acionadas por um piloto hidráulico ou pneumático.Os pressostatos são
montados em linhas de pressão hidráulica e/ou pneumática e registram tanto o
acréscimo como a queda de pressão nessas linhas, invertendo seus contatos toda
vez em que a pressão do óleo ou do ar comprimido ultrapassar o valor ajustado na
mola de reposição. Se a mola de regulagem deste pressostato for ajustada com uma
pressão de, por exemplo, 7 bar, enquanto a pressão na linha for inferior a esse valor,
seu contato 11/12 permanece fechado, ao mesmo tempo em que o contato 13/14 se
mantém aberto. Quando a pressão na linha ultrapassar os 7 bar ajustados na mola,
os contatos se invertem, abrindo 11/12 e fechando 13/14.
47
Alimentação
Saída
tempo
RT
Alimentação
Saída
tempo
RT
Contadores Predeterminadores
Este contador predeterminador registra em seu displayo número de vezes que sua
bobina for energizada ou receber um pulso elétrico de um elemento de entrada de
sinal, geralmente de um sensor ou chave fim de curso. Através de uma chave
seletora manual, é possível programar o número de pulsos que o relé deve contar,
de maneira que, quando a contagem de pulsos for igual ao valor programado na
chave seletora, o relé inverte seu contato comutador, abrindo 11/12 e fechando
11/14.
Os relés contadores registram a quantidade de pulsos elétricos a eles enviados pelo
circuito e emitem sinais ao comando quando a contagem desses pulsos for igual ao
valor neles programados. Sua aplicação em circuitos elétricos de comando é de
grande utilidade, não somente para contar e registrar o número de ciclos de
movimentos efetuados por uma máquina mas, principalmente, para controlar o
número de peças a serem produzidas, interrompendo ou encerrando a produção
quando sua contagem atingir o valor neles determinado.
 
48
11_HIDRÁULICA
Ciência que estuda líquidos em escoamento e sob pressão. 
O termo Hidráulica derivou-se da palavra grega Hidro, que significa água.
O início do emprego da potência fluida, foi nas rodas d’água. Os romanos na Grécia
antiga, já utilizavam sistemas de armazenamento de água e transmissão, por meio
de canais ou dutos, com o objetivo de abastecer casas de banhos ou fontes
decorativas.
Na evolução dos tempos, foi substituída a água pelo óleo mineral, nos sistemas
hidráulicos, onde se necessitava de transmissão de força.
Nossos estudos serão voltados para sistemas óleo-hidráulico que é um ramo da
hidráulica que utiliza o óleo como fluido.
A hidráulica encontra-se em todos os segmentos industriais, e seu estudo e
aplicaçãofoi decisivo para o progresso da automação industrial em se tratando de
controles de movimentos.
Líquido
Substância diferente dos gases, suas moléculas são atraídas umas as outras, mas
não se atraem ao ponto de possuir formato rígido como os sólidos.
Suas moléculas encontram-se sempre em movimento e deslizam umas sobre as
outras constantemente, mesmo quando o líquido encontra-se em repouso. Devido a
este fator os líquidos tomam a forma dos recipientes onde estiverem alojados.
Viscosidade
Se medirmos a resistência ao fluxo das moléculas de um líquido estando estas
deslizando umas sobre as outras, encontraremos a medida de sua viscosidade.
Viscosidade á a resistência de fluido a escoar.
Se um fluido escoa facilmente, sua viscosidade é baixa. Pode-se dizer que o fluido é
fino ou pouco encorpado.
Um fluido que escoa com dificuldade tem alta viscosidade. É grosso ou muito
encorpado.
A medida de sua viscosidade se dá pela grandeza: SSU – Segundo Saybolt
Universal.
49
Fluido
Substância capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que o contém. 
Cada tipo de fluido tem seu grau de viscosidade.
O fluido pode ser líquido ou gasoso. O fluido predominante de nossos estudos será
o óleo hidráulico. 
Sistemas óleo-hidráulico
São sistemas transmissores de potência ou movimento, utilizando como elemento
transmissor o óleo que, sob pressão, é praticamente incompressível. Os sistemas
óleo-hidráulico podem ser classificados de duas formas: estáticos ou cinéticos.
Sistemas Estáticos óleo-hidráulico
São sistemas onde a energia utilizada é a potencial, com o fluido sob alta pressão e
baixa velocidade. Em relação à pressão, chega-se a atingir até 1000atm.
Sistemas óleo-hidráulico Cinéticos
São sistemas onde a energia utilizada é a cinética, para a transmissão de potência.
Utiliza-se o fluido a altas velocidades, em torno de 50m/s.
Estaremos tratando de sistemas óleo-hidráulico estáticos aplicados.
Esses sistemas são utilizados, por exemplo, em: prensas, guindastes, máquinas
ferramenta, injetoras, estrusoras, entre outros sistemas industriais ou não.
Classificação
1 _ O sistemas óleo-hidráulico de acordo com a pressão podem ser classificados da
seguinte forma:
 Baixa pressão – 0 a 14 atm
 Média pressão – 14 a 35 atm
 Médio-alta pressão – 35 a 84 atm
 Alta pressão – 84 a 210 atm
 Extra-alta pressão – acima de 210 atm
50
2 _ De acordo com a sua aplicação são classificados em sistemas de pressão
contínua ou intermitentes.
3 _ De acordo com o tipo de bomba são classificados em sistemas de vazão
constante ou vazão variável.
4 _ De acordo com o controle de direção:
Sistemas de uma via (controlado por válvulas) ou de duas vias (com bombas
reversíveis)
Sistema Hidráulico
 Sistema de geração: constituído pelo reservatório, filtros, bombas, motores,
acumuladores e outros acessórios.
 Sistema de distribuição e controle: constituído por válvulas de controle direcional,
válvulas controladoras de fluxo, válvulas controladoras de pressão, entre outras.
 Sistema de aplicação de energia: constituídos pelos atuadores que são os
cilindros, motores hidráulicos, osciladores, entre outros.
Sistema Gerador __ transmissão __ Sistema de Controle __ transmissão __ Atuadores
Vantagens 
Os sistemas hidráulicos são empregados quando não se é possível empregar
sistemas mecânicos ou elétricos, ou quando estes sistemas são indesejados.
 Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo grande flexibilidade,
inclusive em espaços reduzidos.
 Permitem uma rápida e suave inversão de movimentos.
 Possibilitam a baixos custos um sistema com variações micrométricas na
velocidade.
 São sistemas autolubrificantes.
 Tem pequeno peso e tamanho em relação à potência consumida.
 Permite paradas instantâneas dos atuadores.
51
Desvantagens
 Alto custo de fabricação dos componentes.
 Vazamentos internos na maioria dos componentes.
 Atritos internos e externos.
 Contaminação do ambiente.
 Perigo de incêndio.
 Necessidade da manutenção e controle do fluido, gerando custos.
Comparando com Sistemas Pneumáticos.
Os sistemas hidráulicos possuem um controle de pressão e vazão mais eficiente do
que os sistemas pneumáticos, além de permitirem trabalho sob pressões bem mais
elevadas, possibilitando assim uma maior transmissão de potência. Perdem no
custo, onde os sistemas pneumáticos apresentam um investimento menor e na
flexibilidade de montagem onde nos sistemas pneumáticos a facilidade é evidente,
pois na maioria das vezes as ligações entre componentes são efetuados por
mangueiras leves com auxílio de engates rápidos.
Grandezas Físicas
Pressão
No dia a dia é comum confundirmos o termo força com pressão, mas ambas as
grandezas se correlacionam. Em se tratando de pressão, a ciência nos explica que
52
pressão é igual à força sobre a área. Pressão é a força que está atuando em uma
determinada área.
Pressão igual à Força dividida pela Área: P= F/A 
Força igual à Pressão multiplicada pela Área: F= PxA
As pressões no interior dos líquidos confinados terão o mesmo valor de pressão em
qualquer ponto, não dependendo do formato do recipiente.
Em 1648, Blaise Pascal, enunciou a lei que rege os princípios hidráulicos: 
“A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático confinado é a
mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais”.
As unidades de medida de pressão mais utilizadas:
 Atmosfera: atm.
 Quilograma por centímetro quadrado: Kgf / cm².
 Bar: Bar.
 Libras por polegada ao quadrado: Kgf / pol² ou Psi.
 Pascal : N / m²
Vazão
Quantidade de líquido que flui através de uma seção (tubo ou mangueira) por
unidade de tempo. Quantidade de líquido é medida em unidades de massa, peso ou
de volume, normalmente utilizamos volume. A unidade de medida mais usual para
volume é Volume por Unidade de Tempo.
VAZÃO = ÁREA x VELOCIDADE
Unidades de medida:
 Metros cúbicos por hora: m³/h.
 Litros por hora: l/h.
 Litros por minuto: l/m.
 Litros por segundo: l/s.
 Galões por minuto: gpm.
 Galões por hora: gph.
53
Velocidade
Velocidade média de escoamento de um líquido através de uma seção. Determina-
se dividindo a vazão pela área da seção considerada.
VELOCIDADE = VAZÃO / ÁREA 
As unidades de medida mais usuais são:
 Metros por minuto: m/min.
 Metros por segundo: m/s.
 Pés por segundo: ft/s.
Trabalho
Trabalho é igual ao produto da força pela distância percorrida na direção da força.
Quando aplicamos força a um determinado corpo e este se desloca na direção desta
força.
TRABALHO = FORÇA x DISTÂNCIA
Temos como unidade de trabalho o Newton Metro: Nm
Potência
Potência é o trabalho realizado em um determinado tempo ou por unidade de tempo.
POTÊNCIA = TRABALHO / TEMPO
As unidades mais usuais de medida são: 
 Cavalo Vapor: cv (1cv =745,7 Nm/s)
 Watt: W
 Newton metros por segundo: Nm/s
12_Reservatórios Hidráulicos
Um reservatório hidráulico possui muitas funções. A mais evidente delas é como
depósito do fluido a ser utilizado no sistema. Outras funções importantes são a ajuda
que ele fornece ao sistema no resfriamento do fluido e à precipitação das impurezas.
54
Funções
O fluido utilizado em um sistema hidráulico deve ser armazenado de tal forma que
ele nunca seja insuficiente ou excessivo. O reservatório deve suprir tanto as
necessidades mínimas com as máximas do sistema.
Dimensionamento
Uma regra prática de dimensionamento de reservatório é fazer-se com que o seu
volume seja igual ou maior a três vezes a vazão da bomba que alimenta o sistema.
Essa regra, entretanto, nem sempre pode ser aplicada, pois em sistemas mais
complexos, com muitos cilindros e linhas de transmissões grandes, devemos
estudá-los como um caso particular, levando sempre em consideração que não
podemos ter nem fluido a maisou a menos.
Altura da linha de sucção
Se a linha de sucção não estiver completamente submerso no fluido, irá ser
introduzida uma grande quantidade de ar no sistema. Se a linha de sucção estiver
mergulhada a uma altura muito pequena, podemos ter a formação de redemoinhos
na sucção, o que também resultará na entrada de ar.
55
Resfriamento do Fluido
A geração de calor em um sistema hidráulico é evidente e pode ser devido a vários
fatores, como por exemplo, restrições nas linhas devido a curvas mal projetadas ou
introdução de válvulas, tais como reguladoras de pressão e de vazão.
Grande quantidade desse calor gerado é levado para o reservatório, através do
próprio fluxo do fluido.
Esse calor gerado pelo sistema hidráulico pode ser dissipado pelas paredes dos
cilindros, pelas paredes das tubulações e principalmente pelas paredes do
reservatório.
Em contato com as paredes do tanque, o calor do fluido é trocado através da
condução e radiação. O calor é transmitido de um corpo mais quente, para outro
mais frio. O corpo mais quente, neste caso, é o fluido e o mais frio é o ar.
Um fator importante a ser levado em consideração é de nunca se colocar o duto de
retorno próximo do duto de sucção, pois o fluido que retorna ao reservatório volta
imediatamente para o circuito, sem efetuar a troca de calor. Como conseqüência,
teremos um sistema superaquecido e em pouco tempo o equipamento entrará em
falha.
Par evitar o superaquecimento, um artifício muito utilizado, é a introdução de
chicanas verticais, que obrigam a circulação do fluido. Ao retornar ao reservatório, o
mesmo é obrigado a percorrer pelo interior do reservatório até chegar ao duto de
sucção. Ao percorrer todo este caminho, o calor contido no fluido vai se dissipando
pelas paredes do reservatório.
56
Quando não conseguimos uma boa troca de calor e redução de temperatura a um
nível satisfatório, devemos utilizar dispositivos auxiliares chamados de trocadores de
calor.
Precipitação de Impurezas
Quando o fluido retorna ao reservatório, sua velocidade decresce a valores bem
baixos. Dessa maneira, se faz a precipitação das impurezas no fundo do tanque.
Essas impurezas precipitadas formam uma espécie de borra que seria um meio
termo entre o pixe asfáltico e um óleo sujo de alta viscosidade. Para efetuarmos a
limpeza no momento da troca do fluido, devemos utilizar um jato de óleo diesel a alta
pressão e panos limpos.
Circulação Interna de Ar
Os reservatórios de óleo devem possuir um respiro na base superior. Quando
succionamos fluido para o sistema, o nível decresce e aquele espaço antes ocupado
pelo fluido, deve ser ocupado por algo, pois, do contrário, teremos a formação de
uma pressão negativa e não iremos conseguir o retorno do fluido para o
reservatório.
Na condição oposta, quando ocorre o retorno do fluido ao reservatório, o nível irá se
elevar no tanque e teremos que desocupar algum espaço para que o fluido possa
ocupar, do contrário, teremos uma contrapressão na linha de retorno.
O espaço vazio deve ser ocupado ou desocupado pelo ar atmosférico, e assim fica
evidente a utilização do respiro.
A pressão interna do reservatório deverá ser sempre igual à pressão atmosférica.
Essa regra não é válida para reservatórios pressurizados.
Assessórios
Respiro
O respiro deve ter a forma de um capacete que impeça a precipitação de impurezas
sobre a tomada de ar. No interior do respiro existe um sistema que filtra o ar que
entra no reservatório e um sistema by pass que permite a livre saída do ar do interior
do tanque.
57
Reservatórios de grande capacidade necessitam de vários respiros, para que seja
mantida a pressão atmosférica em seus interiores.
Bocal de Enchimento
Tem a função de acesso para o preenchimento de óleo no tanque hidráulico. Essa
peça pode vir acompanhada de um filtro de tela, com abertura entre as malhas de,
aproximadamente 200 mícron (0,2mm). A função deste filtro é evitar que qualquer
objeto sólido entre no reservatório, pois caso o sistema não tenha filtro de sucção ou
tenha sido retirado, esse objeto será succionado pela bomba, danificando-a de
forma expressiva.
Indicadores de Nível
Os indicadores de nível de fluido devem estar localizados de tal forma que indiquem
o nível mínimo, máximo e intermediário de forma correta.
Para o visor, recomenda-se o uso de vidro pirex, que resiste melhor a variação de
temperatura.
Muitos dos indicadores de nível possuem acoplados ao mesmo corpo um
termômetro, utilizado para efetuar a leitura da temperatura do fluido.
Magnetos
São hastes com imãs fixados no interior do reservatório, utilizados para a captação
de limalhas contidas no fluido, provenientes do desgaste do equipamento hidráulico
ou mesmo, de um ambiente contaminado com este tipo de impureza.
13_Resfriadores
Todos os sistemas hidráulicos aquecem o fluido. Se o reservatório não for suficiente
para manter o fluido a temperatura normal, haverá um superaquecimento.
Para evitar isso são utilizados trocadores de calor. Os modelos mais comuns são à
ar e à água.
Resfriadores à Ar
Nos resfriadores a ar, o fluido é bombeado através de tubos aletados.
Para dissipar o calor, se faz o sopro por ventilador sobre os tubos e aletas.
58
Os resfriadores a ar são geralmente usados onde a água não está disponível
facilmente.
Resfriadores à Água
O resfriador à água consiste basicamente de um feixe de tubos encaixados num
invólucro metálico.
Neste resfriador, o fluido do sistema hidráulico é geralmente bombeado através do
invólucro e sobre os tubos que são refrigerados com água fria.
59
14_Acumuladores Hidráulicos
Componentes auxiliares ao sistema hidráulico.
Sua função é armazenar certo volume de fluido sob pressão para fornecer está
pressão extra ao sistema quando necessário.
Outras funções:
 Como equipamento auxiliar de emergência.
 Como amortecedor de choques hidráulicos.
 Para aumentar a velocidade de um atuador.
Tipos:
 Acumuladores de:
 peso pistão mola membrana bexiga
15_Filtros Hidráulicos
O fluido hidráulico deve estar livre de impurezas, pois do contrário, encurtaremos a
vida útil do sistema hidráulico. A função do filtro é livrar o fluido dessas impurezas
para assegurar o bom funcionamento do circuito.
A utilização de filtros mecânicos é decisiva e obrigatória em todos os sistemas
hidráulicos.
O filtro mecânico é constituído por uma série de malhas ou poros. É realizado
através destes uma filtragem sucessiva em que a abertura dos poros vai diminuindo
e retendo partículas cada vez menores, até efetuar a filtragem total ou praticamente
total do fluido. Quando a maioria dos poros estiver com acumulo excessivo de
impurezas, o filtro estará obstruído e deverá ser limpo ou trocado, dependendo do
caso.
Se a obstrução for ao filtro de sucção, a bomba succionará uma quantidade de fluido
menor do que aquela requerida, comprometendo assim sua vida útil.
60
Usualmente se escolhe um filtro que permita uma vazão máxima igual a três vezes a
vazão da bomba.
Existem vários tamanhos de filtros, cada qual para uma vazão máxima. Se o sistema
exigir uma vazão muito maior, podemos utilizar filtros dispostos em paralelo.
É comum encontrarmos filtros que possuem incorporados uma válvula em paralelo
ao seu sistema. Esta válvula de simples retenção é responsável por deixar que o
fluido passe livre sem ser filtrado, caso haja a saturação do filtro. O fluido vence a
força da mola da válvula e passa livremente. Esta válvula evita que o filtro entupido
se desmanche pelo esforço do fluido.
É recomendado que se instale filtros com indicador de contaminação. Estes
indicadores podem ser mecânicos, sendo apenas visuais, ou elétricos, enviando um
sinal de emergência aos controladores do sistema.
Existem alguns tipos de filtros mecânicos: Filtros de Linha de Pressão: é utilizado, individualmente, quando se
necessita uma perfeita limpeza do fluido a ser introduzido em um determinado
componente do sistema, a fim de se prolongar o máximo possível sua vida
útil.
 Filtros de Sucção: se encontra instalado no reservatório, abaixo do nível do
fluido (mergulhado). Sua função é impedir que corpos sólidos sejam
succionados pela bomba, danificando-a totalmente. As malhas desse filtro
61
devem ser maiores que as malhas dos filtros de pressão e retorno, pois não
devemos obstruir demasiadamente a linha de sucção.
 Filtros de Retorno: este filtro é o responsável pela filtragem de todo o fluido
que retorna ao tanque, carregado de impurezas que foram absorvidas no ciclo
de trabalho. É constituído basicamente de três partes: a caneca ou copo, o
elemento filtrante e o corpo superior, onde se encontra a válvula de retenção
simples operando como uma válvula protetora do elemento filtrante. O fluido
que retorna ao reservatório é obrigado a passar pelo elemento filtrante
confeccionado a partir de um papel poroso especial.
62
16_Bombas hidráulicas
As bombas são utilizadas nos circuitos hidráulicos para converter energia mecânica
em energia hidráulica.
São responsáveis em dar fluxo ao fluido, no caso, o óleo hidráulico.
A bomba hidráulica fornece vazão ao sistema, a pressão resultará de dois fatores:
 Carga sobre o atuador.
 Restricão na tubulação ou no sistema.
A ação da bomba cria um vácuo parcial na entrada da bomba, o que permite que a
pressão atmosférica force o fluido do tanque, através da linha de sucção, a penetrar
na bomba.
A bomba passará o fluido para a abertura de descarga, forçando-o através do
sistema hidráulico.
As bombas são geralmente especificadas pela capacidade de pressão máxima de
operação e pelo seu deslocamento em litros por minuto, em uma determinada
rotação por minuto.
As bombas hidráulicas atualmente em uso, em sua maioria, são do tipo rotativo, ou
seja, um conjunto rotativo transporta o fluido da abertura de entrada para a saída.
De acordo co o tipo de elemento que produz a transferência do fluido, as bombas
rotativas podem ser do tipo de engrenagens, de palhetas ou de pistões.
As bombas são classificadas em dois tipos: Hidrodinâmicas e hidrostáticas.
Bombas Hidrodinâmicas
São bombas de deslocamento não positivo, usadas para transferir fluidos e cuja
resistência é criada pelo peso do fluido e pelo atrito.
63
Essas bombas raramente são usadas em sistemas hidráulicos, porque seu poder de
deslocamento de fluido se reduz quando aumenta a resistência e porque é possível
bloquear completamente sua saída em pleno regime de funcionamento.
Bombas hidrostáticas
São bombas de deslocamento positivo, que fornecem determinada quantidade de
fluido a cada rotação ou ciclo.
A saída do fluido independe da pressão, com exceção de perdas e vazamentos.
Praticamente todas as bombas necessárias para transmitir força hidráulica em
equipamentos industriais, em máquinas de construção, em equipamentos de
aviação, são hidrostáticas.
Esse tipo de bomba produz fluxos de forma pulsativa, porém, sem variação de
pressão no sistema.
Tipos de bombas quando a função:
 Bomba simples, deslocamento fixo.
 
 Bomba simples, deslocamento variável.
 
 Bomba reversível, com dois sentidos de fluxo.
 
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Aeração
Quando a bomba hidráulica realiza sucção do óleo e juntamente a este é succionado
ar em forma de bolhas dá-se a Aeração. As bolhas se encontrarão no líquido sem
estar dissolvidas no mesmo.
Na maioria das vezes o ar retido está presente no sistema devido a vazamentos na
linha de sucção. Aberturas indesejadas na região da sucção fará com que o ar entre
no sistema e se direcione para a bomba hidráulica. Estas bolhas de ar quando
pressionadas pelo sistema da bomba causam danos a mesma e conseqüentemente
ao sistema hidráulico.
Cavitação
Cavitação á evaporação de óleo à baixa pressão na linha de sucção. São bolhas
que se formam por todo o líquido na linha de sucção. Estas bolhas interferem na
lubrificação da bomba e destroem a superfície metálica da mesma desprendendo
partículas que serão prejudiciais ao sistema alimentado, ocasionando falhas.
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Tipos de Válvulas em Função das Posições e Vias
Válvula de controle direcional 4/2 vias - Dotadas de 4 orifícios: pressão, tanque e
duas utilizações. Possui duas posições distintas.
Centros de Válvulas de 4 Vias
As válvulas hidráulicas industriais de 4 vias são geralmente de 3 posições, sendo
que as duas posições das extremidades são responsáveis pelo direcionamento do
movimento do atuador a ser comandado. A posição central é projetada para
satisfazer uma necessidade do sistema. Neste tipo de válvula a posição inicial será a
posição central, e estará assim centrada por esforço de molas posicionadas nos
extremos de seu carretel.
Tipos de Centros de Válvulas Direcionais de 4 Vias
 Centro Aberto – As passagens ou vias estão todas interligadas na posição
central. P, T, A e B.
 
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 Centro Fechado – As passagens ou vias estão bloqueadas na posição
central. P, T, A e B.
 
 Centro em Tandem – As vias P e T estão interligadas e as vias A e B estão
bloqueadas na posição central. A vantagem do centro em Tandem é que
quando o sistema hidráulico estiver em repouso, a passagem livre entre as
vias P e T, fará com que a bomba hidráulica fique descarregada, a sua carga
é liberada para tanque, teremos basicamente apenas fluxo
Nota: Em válvulas com centro em Tandem quando se comanda o carretel
para o lado direito da válvula, o fluxo de óleo passa da via P para a via A,
sendo que normalmente em outros tipos de válvulas, neste caso, o fluxo é da
via P para a via B.
 Entre outros tipos de centros de válvulas.
Dreno
As válvulas hidráulicas que possuem comando por pressão piloto, utilizam o dreno
como via de esgotamento desta pressão para tanque, após a utilização.
Possui dreno interno à válvula, onde a saída a tanque se dá pelo interior do corpo da
válvula.
Dreno externo á válvula se dá, utilizando uma via com acesso periférico até o
tanque.
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Pressão piloto externa
Válvulas hidráulicas operadas por pressão piloto, na maioria das vezes utilizam para
pilotagem a pressão hidráulica do sistema, aquela que alimenta a via de conexão P.
Mas em alguns casos este sistema é indesejável. No caso em que o valor da
pressão de trabalho flutua a valores com muita diferença entre um e outro. Estes
valores quando muito elevados ou muito baixos fazem com que o carretel da válvula
não opere de forma correta.
Para corrigir e evitar este problema é feito uma alimentação de pressão piloto
externa, dependente de outra bomba hidráulica ou um acumulador.
Registros
Válvula que como função isolar parte do circuito hidráulico. São de acionamento
demorado, manual e cansativo. Na grande maioria, não podem ser usados quando a
resposta a um acionamento tem que ser rápida e precisa.
Tipos:
 Registro de esfera.
 Registro de Agulha.
 Registro globo.
 Registro de gaveta.
Válvulas de bloqueio
São também chamadas de válvulas de retenção e bloqueiam a passagem do fluxo
do fluido em um sentido, permitindo fluxo reverso livre.
Tipos:
 Válvula de retenção simples.
 Válvula de retenção com mola.
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 Válvula de retenção pilotada.
Válvulas reguladoras de vazão (fluxo)
São usadas para controlar a velocidade dos atuadores.
Tipos:
 Válvula reguladora de vazão fixa.
 Válvula reguladora de vazão variável.
 
 Válvula reguladora de vazão com retorno livre (unidirecional).
 
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Métodos de controle:
 Controle na entrada: controla-se o fluxo de óleo que entra no atuador. É
usado onde a carga resiste ao movimento do atuador.
 Controlena saída: controla-se o fluxo que sai do atuador. É usado onde a
carga tende a fugir do atuador ou deslocar-se na mesma direção destes.
 Controle em desvio: a válvula é instalada na linha de pressão através de uma
conexão tipo “T” e a velocidade é controlada desviando-se parte do fluxo da
bomba ao tanque. Tem a vantagem de não sobrecarregar a bomba.
Válvula de desaceleração
Válvula de duas vias operada por rolete, com um carretel chanfrado.
O came de posicionamento fixado á máquina vai pressionando o rolete, enquanto o
fluxo de óleo através da válvula é cortado proporcionalmente. Permite que a carga
em movimento, ligada ao atuador hidráulico seja desacelerada, antes que alcance
os amortecedores internos do atuador. Auxiliam na frenagem principalmente de
cargas pesadas.
Válvulas reguladoras de pressão
Controlam a pressão do sistema.
A maioria destes tipos de válvula são de posicionamento infinito, podem assumir
diversas posições (regulagens) desde totalmente aberta até totalmente fechadas.
Tipos:
 Válvula de alívio ou segurança.
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 Válvula de descarga.
 Válvula de seqüência.
 Válvula redutora de pressão.
 Válvula de contrabalanço.
Em funcionamento as válvulas reguladoras de pressão basicamente funcionam da
seguinte forma:
A pressão de trabalho age contra um elemento de vedação que é mantido
pressionado contra a sede por meio de uma mola.
Quando a pressão de trabalho for maior do que a força da mola, o elemento de
vedação se afasta da sede deslocando o excesso de pressão ao tanque.
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18_Cilindros ou Pistões Hidráulicos
É no sistema de aplicação da hidráulica que encontramos os atuadores hidráulicos.
O cilindro hidráulico é um atuador linear. O movimento e a força que ele executa são
transmitidos retilineamente.
Por se tratar de um atuador, a função básica de um cilindro hidráulico é transformar
a energia hidráulica em energia mecânica.
A utilização de um cilindro hidráulico pode ser a mais variada possível. No
maquinário podemos encontrá-lo acionando prensas, guilhotinas, injetoras,
sopradoras, extrusoras, máquinas operatrizes, basculamento de fornos, guindastes,
escavadeiras e em uma infinidade de outros equipamentos.
Para a utilização, o que mais nos interessa em um cilindro, são a força que ele pode
fornecer, assim como a velocidade de trabalho ou o tempo de avanço e retorno.
O cilindro hidráulico é composto por diversas partes:
 Camisa do cilindro;
 Tampa traseira;
 Tampa de saída da haste;
 Haste;
 Mancal da haste e retentor;
 Êmbolo; 
 Vedações do êmbolo;
 Tomadas ou vias de utilização.
Cilindro de simples ação ou simples efeito
O cilindro de simples ação ou simples efeito é assim denominado em virtude de ter
em um sentido, o movimento por efeito de pressão e vazão hidráulica e, no outro
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sentido, por outro agente qualquer, que não seja o fluido hidráulico. Na maioria dos
casos este outro agente se dá pelo esforço de mola ou pela ação da gravidade.
Cilindro de dupla ação ou duplo efeito
Esse cilindro é assim denominado, pois, o movimento do pistão é feito através da
entrada do fluido, em qualquer uma das tomadas a uma determinada vazão e
pressão.
Cilindro de haste dupla
Geralmente o cilindro de haste dupla é de duplo efeito. O cilindro de haste dupla é,
normalmente utilizado, quando se quer efetuar trabalho tanto no movimento de
avanço como de retorno, ou ainda, quando se quer a mesma força e velocidade
nestes mesmos movimentos para uma dada pressão e vazão do fluido hidráulico.
Cilindros telescópio
Utilizado quando precisamos fazer com que o curso do cilindro seja grande quando
estendido e quando retraído ocupe o menor espaço possível.
Sua utilização se dá em guindastes hidráulicos e outros equipamentos da linha
móbile.
Nestes cilindros, quanto maior o número de estágios, maior será sua extensão de
trabalho.
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Vedações nos Cilindros
Em um cilindro hidráulico, temos normalmente, duas partes trabalhando a pressões
diferentes (cilindro de dupla ação), ou a somente uma (cilindro de simples ação).
Caso não houver uma perfeita vedação entre estas partes ou mesmo, entre a parte
interna do cilindro e o ambiente, teremos uma perda de pressão e vazão muito
grande que não permitirá o perfeito funcionamento do sistema, além de um consumo
de energia desnecessário e em muitas vezes perda de fluido.
Dentre os inúmeros tipos de vedações podemos citar:
 Anéis de segmento;
 Anéis tipo “O” Ring;
 Anéis em “V”;
 Anéis em “U”;
 Anéis tipo “copo”;
 Anéis tipo “lábio”.
Vazamentos Internos
Devemos sempre estar alertas para que os vazamentos no circuito hidráulico sejam
mantidos a um nível mínimo, utilizando sempre vedações corretas, nunca
excedendo a temperatura de trabalho do fluido recomendada pelo fabricante, além
de utilizar o fluido recomendado.
Como conseqüências de vazamentos, podemos ter tanto queda de pressão, como
perda de velocidade no cilindro.
Amortecimento de avanço e recuo
Quando fornecemos uma vazão elevada para um cilindro, suas velocidades de
avanço e retorno também serão grandes. Como conseqüência, no momento em que
o cilindro chega no avanço ou no recuo, sentimos um impacto no sistema que será
tanto mais violento quanto mais elevada for a vazão.
Devemos sempre que possível, evitar estes impactos, pois trata-se de uma vibração
violenta que afetará todo o maquinário onde o cilindro estiver aplicado.
Para evitarmos estes impactos, utilizamos cilindros com amortecimentos no avanço
e no recuo, ou em apenas um dos sentidos, dependendo da aplicação. Este
amortecimento pode ser fixo ou variável. No amortecimento variável, sua regulagem
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é feita através de válvulas de controle de vazão incorporadas nas tampas dos
cilindros.
Cilindro de dupla ação com duplo amortecimento:
Cilindro de dupla ação com duplo amortecimento regulável:
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Mannesmann Resroth Automação Ltda, 1990.
UGGIONI, Natalino; CAMARGO, Guilherme de Oliveira. Pneumática Básica. 2ed.
Florianópolis: SENAI/CTAI, 1998.
Close-Loop Pneumatics. Germany: Festo Didatic, 1993.
Hidráulica Proporcional. São Paulo: Festo Didatic, [199-]
CAMARGO, Guilherme de Oliveira. Eletro-pneumática. Florianópolis, SENAI/CTAI,
1999.
SENAI/CTAI. Hidráulica Proporcional. Florianópolis: SENAI/CTAI, 1998.
IFM Electronics. São Paulo: Técnica e utilização de sensores, 2000.
Parker Hannifin Corporation. São Paulo: Tecnologia Hidráulica Industrial, 1998.
Parker Hannifin Corporation. São Paulo: Tecnologia Hidráulica Industrial, 1999.
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