Apostila Senai Hidraulica Tecnicas de Comando

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HIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICAS
DE COMANDODE COMANDODE COMANDODE COMANDODE COMANDO
José Fernando Xavier Faraco
Presidente da FIESC
Sérgio Roberto Arruda
Diretor Regional do SENAI/SC
Antônio José Carradore
Diretor de Educação e Tecnologia do SENAI/SC
Marco Antônio Dociatti
Diretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC
HIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICASHIDRÁULICA E TÉCNICAS
 DE COMANDO DE COMANDO DE COMANDO DE COMANDO DE COMANDO
Florianópolis – 2004
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5HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
LISTLISTLISTLISTLISTA DE TA DE TA DE TA DE TA DE TABELASABELASABELASABELASABELAS
1.1 Tabela de velocidades......................................................................................19
1.2 Comprimentos equivalentes a perdas localizadas (em polegadas de canalização
retilínia).............................................................................................................23
3.1 Unidades fundamentais do Sistema Internacional................................................27
3.2 Conversão das principais unidades de pressão.....................................................27
3.3 Unidades de pressão mais utilizadas em sistemas hidráulicos.................................28
3.4 Principais unidades de capacidade ou volume.....................................................28
3.5 Principais unidades de força.............................................................................28
3.6 Principais unidades de vazão............................................................................29
5.1 Linhas de fluxo...............................................................................................31
5.2 Simbolos funcionais.......................................................................................31
5.3 Fontes de energia...........................................................................................32
5.4 Válvulas direcionais........................................................................................32
5.5 Métodos de acionamento...............................................................................32
5.6 Válvulas controladoras de vazão.......................................................................33
5.7 Válvula de retenção........................................................................................33
5.8 Válvula reguladora de pressão..........................................................................34
5.9 Reservatório..................................................................................................34
5.10 Bombas......................................................................................................35
5.11 Motores.....................................................................................................35
5.12 Cilindros.....................................................................................................36
5.13 Instrumentos e acessórios.............................................................................37
7.1 Solenóides em eletroválvulas...........................................................................49
13.1 Tabela de conversão de viscosidade.................................................................68
13.2 Comparação entre dois índices de viscosidade diferentes...................................69
1 Introdução à Hidráulica........................................................14
3 Unidades Fundamentais do Sistema Internacional...............27
5 Simbologia / Resumo...........................................................31
7 Válvulas Direcionais.............................................................45
13 Fluidos Hidráulicos.............................................................63
6HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
LISTLISTLISTLISTLISTA DE FIGURASA DE FIGURASA DE FIGURASA DE FIGURASA DE FIGURAS
1.1 Lei de Pascal..................................................................................................15
1.2 Princípio de compensação de energia................................................................15
1.3 Vazão...........................................................................................................16
1.4 Coluna de fluido............................................................................................17
1.5 Fluxo lamiar e fluxo turbulento........................................................................18
2.1 Carga sobre o atuador: sistema sem vazamento..................................................25
2.2 Carga sobre o atuador: sistema com vazamento..................................................25
2.3 Restrição na tubulação....................................................................................26
4.1 Posição do reservatório em relação à bomba.......................................................30
6.1 Bombas hidráulicas: bombas de fluxo radiais ou centrífugas...................................38
6.2 Bombas hidráulicas: bombas de fluxo radiais ou centrífugas...................................38
6.3 Bombas hidráulicas: bombas de fluxo axial..........................................................38
6.4 Bombas de engrenagens.................................................................................38
6.5 Bombas de engrenagens internas......................................................................39
6.6 Bombas de engrenagens espinha de peixe.........................................................39
6.7 Bombas de vazão fixa......................................................................................40
6.8 Bombas de vazão variável com compensação de pressão......................................40
6.9 Bombas de vazão variável com compensação de pressão......................................40
6.10 Bombas de vazão variável com compensação de pressão....................................41
6.11 Bombas de pistões axiais de eixo inclinado ou desalinhado.................................41
6.12 Bombas de pistões radiais..............................................................................41
6.13 Bombas de pistões axiais de placa ou disco inclinado..........................................42
6.14 Bombas em série.........................................................................................42
6.15 Bombas em paralelo.....................................................................................42
6.16 Exemplo de aplicação de bombas de pistões radiais............................................43
7.1 Válvula carretel..............................................................................................46
7.2 Válvula direcional com êmbolo deslizante..........................................................46
7.3 Válvula direcional com assento esférico.............................................................47
7.4 Sobreposição positiva......................................................................................47
7.5 Sobreposição negativa....................................................................................48
7.6 Esquema de solenóide....................................................................................487.7 Válvula de duplo acionamento.........................................................................49
7.8 Válvula direcional 4/3 vias, pré-acionadaspor solenóides, acionada por presão
hidráulica centrada por mola; de piloto e dreno interior..............................................50
1 Introdução à Hidráulica........................................................14
2 Fatores Resultantes da Pressão num Sistema.......................25
4 Composição dos Sistemas Hidráulicos..................................30
6 Bombas Hidráulicas.............................................................38
7 Válvulas Direcionais.............................................................45
7HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
8.1 Registros: Esfera.............................................................................................51
8.1 Registros: Agulha...........................................................................................51
8.1 Registros: Globo............................................................................................51
8.1 Registros: Gaveta...........................................................................................51
9.1 Componentes do cilindro................................................................................52
9.2 Amortecimento: Recuando ainda sem amortecimento........................................53
9.3 Amortecimento: Amortecendo........................................................................53
9.4 Anéis tipo “copo”..........................................................................................54
9.5 Anéis tipo O..................................................................................................54
9.6 Anéis tipo lábio de dupla ação..........................................................................54
10.1 Comparação entre uma bomba e um motor de engrenagem..............................55
10.2 Pinhão cremadeira.......................................................................................56
10.3 Motores oscilantes ou osciladores...................................................................56
10.4 Osciladores com cilindro...............................................................................57
10.5 Osciladores com rosca sem-fim......................................................................57
10.6 Osciladores de palheta..................................................................................57
11.1 Válvula de retenção simples..........................................................................58
11.2 Válvula de retenção pilotada geminada............................................................58
11.3 Válvula de retenção pilotada..........................................................................58
11.4 Válvula de preenchimento ou de sucção.........................................................59
12.1 Componente do reservatório........................................................................60
12.2 Altura para montagem da linha de sucção........................................................61
12.3 Bocal de enchimento com filtro.......................................................................61
12.4 Chicana horizontal.......................................................................................62
12.5 Chicana vertical...........................................................................................62
13.1 Fluidos hidráulicos transmitindo energia...........................................................63
13.2 Fluido hidráulico como lubrificante das partes móveis........................................64
13.3 A troca de calor através do fluido hidráulico......................................................64
13.4 Viscosímetro de Saybolt................................................................................67
14.1 Filtro de sucção............................................................................................70
14.2 Filtro de pressão...........................................................................................70
14.3 Filtro de retorno...........................................................................................71
14.4 Filtro de retorno com indicador óptico (mecânico) de saturação...........................71
14.5 Filtro de retorno com indicador eletro-óptico de saturação..................................71
14.6 Exemplo de materiais filtrantes.......................................................................72
15.1 Orifícios para regulagem de vazão..................................................................73
15.2 Válvulas reguladoras de vazão bidirecional........................................................73
8 Registros..............................................................................51
9 Atuadores Lineares..............................................................52
10 Atuadores Rotativos..........................................................55
11 Válvula de Bloqueio............................................................58
12 Reservatório......................................................................60
13 Fluidos Hidráulicos.............................................................63
14 Filtros................................................................................70
15 Válvulas Controladoras de Vazão (Fluxo)............................73
8HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
15.3 Válvula reguladora de vazão unidirecional........................................................74
15.4 Válvulas reguladoras de vazão unidirecional, montagem em bloco e em linha........74
15.5 Construção do tipo “A” estreitamento antes do compensador..............................75
15.6 Construção do tipo “B” estreitamento depois do compensador............................75
15.7 Método de controle de fluxo: na entrada, na saída e em desvio............................77
15.8 Exemplo de circuito com duas velocidades de avanço rápido e lento.....................78
15.9 Exemplo de circuito com três velocidades de avanço..........................................78
16.1 Princípio de funcionamento das válvulas reguladoras de pressão..........................79
16.2 Válvula de alívio...........................................................................................80
16.3 Válvula de descarga.....................................................................................80
16.4 Exemplo de circuito com duas velocidades, utilizando duas bombas em parale-
lo..................................................................................................................81
16.5 Exemplo de circuito utilizando bomba de pistões radiais.....................................81
16.6 Princípio de funcionamento e válvula de seqüência...........................................82
16.7 Circuito hidráulico seqüêncial.........................................................................82
16.8 Circuito regenerativo seqüêncial.....................................................................82
16.9 Válvula redutora de pressão...........................................................................83
16.10 Válvula redutora de pressão de operação direta...............................................83
16.11 Válvula reguladora de pressão com válvula para ventagem acoplada..................84
16.12 Controle de pressão remoto. Posição central da válvula direcional......................84
16.13 Controle de pressão remoto, solenóide “b” energizado...................................85
16.14 Controle de pressão remoto, solenóide “a” energizado...................................85
17.1 Princípio de funcionamento do elemento lógico...............................................86
17.2 Retenção de A para B....................................................................................87
17.3 Retenção de B para A....................................................................................8717.4 Possibilidade de comando por B......................................................................87
17.5 Possibilidade de comando por A......................................................................88
17.6 Possibilidade de comando por A e B................................................................88
17.7 Válvula de retenção pilotada..........................................................................88
17.8 Integração entre válvula direcional e valvula de retenção....................................89
17.9 Retenção em uma direção e controle de fluxo no sentido contrário.......................89
17.10 Integração entre válvula direcional e reguladora de vazão.................................90
17.11 Dupla retenção..........................................................................................90
17.12 Válvula limitadora de pressão.......................................................................90
17.13 Exemplo de circuito com aplicação de elementos lógicos..................................91
18.1 Trocador de calor a ar.....................................................................................92
18.2 Trocador de calor a água................................................................................92
19.1 Tipos construtivos de acumuladores................................................................93
19.2 Seqüência de funcionamento de um acumulador de membrana.........................94
19.3 Seqüência de funcionamento de um acumulador de bexiga...............................95
19.4 Circuito hidráulico industrial com aplicação de acumulador de bexiga...................95
20.1 Princípio de funcionamento de multiplicador hidráulico......................................96
16 Válvulas Reguladoras de Pressão.......................................79
17 Elemento Lógico................................................................86
18 Trocador de Calor...............................................................92
19 Acumuladores....................................................................93
20 Intensificadores de Pressão - “Boosters”............................96
9HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
21.1 Princípio de funcionamento do manômentro de bourdon...................................97
21.2 Manômentro com limites de pressão máximo e mínimo....................................97
21.3 Válvula isoladora de manômetro....................................................................98
21.4 Pressostato de êmbolo..................................................................................99
21.5 Pressostato tipo bourbon...............................................................................99
22.1 Exemplos de mangueiras hidráulicas industriais...............................................100
22.2 Esquema interno de um bloco manifold.........................................................101
22.3 Exemplo de conexões industriais..................................................................101
21 Instrumentos de Medição..................................................97
22 Elementos de Interligação, Conexão e Vedações...............100
10HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
SUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIO
1.1 Histórico..................................................................................................14
1.2 Princípio de Pascal...........................................................................15
1.3 Transmissão de Força Hidráulica...........................................................15
1.3.1 Leis da Vazão (Hidrodinâmica e Mecânica dos Fluidos)............................16
1.3.2 Conservação da Energia.....................................................................17
1.3.3 Perdas de Energia por Atrito .........................................................18
1.3.4 Regimes de Fluxos............................................................................18
1.3.5 Número de Reynolds [Re]..................................................................18
1.3.6 Resistência à passagem de fluido.........................................................20
1.3.7 Dimensionamento de tubos em função da velocidade.............................20
1.3.8 Dimensionamento em função da perda de carga....................................21
1.4 Vantagens e Desvantagens dos Sistemas Hidráulicos........................24
1.4.1 Vantagens:.......................................................................................24
1.4.2 Desvantagens:............................................................................24
1.5 Potência..................................................................................................24
1.5.1 Potência Hidráulica............................................................................24
2.1 Tipos de pressão, unidades de pressão e outras grandezas:..............26
3.1 Conversão das Principais Unidades de Pressão...................................27
3.2 Unidades de Pressão mais Utilizadas em Sistemas Hidráulicos:.........28
3.3 Principais unidades de capacidade ou volume...................................28
3.4 Principais unidades de força..................................................................28
3.5 Principais unidades de vazão................................................................29
4.1 Posição do reservatório..........................................................................30
6.1 Tipos........................................................................................................38
6.1.1 Bomba de deslocamento não positivo..................................................38
6.1.2 Bomba de deslocamento positivo........................................................38
6.1.3 Bombas de Palhetas...........................................................................40
6.1.4 Bombas de Pistões............................................................................41
6.2 Montagem e Instalação de Bombas.....................................................42
6.2.1 Cuidados na instalação de bombas.......................................................43
6.2.2 Cavitação.........................................................................................43
6.2.3 Aeração...........................................................................................43
Apresentação.........................................................................13
1 Introdução à Hidráulica........................................................14
2 Fatores Resultantes da Pressão num Sistema.......................25
3 Unidades fundamentais do Sistema Internacional...............27
4 Composição dos Sistemas Hidráulicos..................................30
5 Simbologia / Resumo...........................................................31
6 Bombas Hidráulicas.............................................................38
11HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
7.1 Sobreposição das Válvulas Direcionais................................................46
7.1.1 Tipos construtivos para válvulas............................................................46
7.1.2 Tipos de solenóides...........................................................................48
7.1.3 Válvulas direcionais pré-operadas (sanduíche de válvulas)........................49
8.1 Tipos de registros...................................................................................51
9.1 Amortecimento do fim de curso nos cilindros hidráulicos.................52
9.2 Vedações para cilindros e demais componentes................................53
11.1 Válvula de pré-enchimento ou de sucção........................................59
12.1 Componentes do reservatório...........................................................60
12.2 Montagem das linhas.........................................................................61
12.3 Chicanas...............................................................................................6213.1 Principais Fluidos Hidráulicos.............................................................64
13.1.1 Propriedades do Fluido.....................................................................65
13.1.2 Importância do controle da viscosidade...............................................65
13.1.3 Métodos para definição da viscosidade...............................................66
14.1 Tipos de filtros quanto à posição de montagem:..............................70
14.1.1 Materiais dos elementos filtrantes..................................................72
15.1 Controlar velocidade dos atuadores.................................................77
15.1.1 Exemplo de circuito hidráulico industrial com duas velocidades de avanço.........78
15.1.2 Exemplo de circuito hidráulico industrial com três velocidades de avanço...........78
16.1 Princípio básico de funcionamento das válvulas reguladoras de
pressão..........................................................................................................79
16.1.1 Válvula de seqüência de ação direta...................................................82
16.1.2 Válvula Redutora de Pressão.............................................................83
16.1.3 Válvula Redutora de Pressão de Operação Direta.................................83
16.2 Ventagem e Controle Remoto............................................................84
7 Válvulas Direcionais.............................................................45
8 Registros..............................................................................51
9 Atuadores Lineares..............................................................52
10 Atuadores Rotativos..........................................................55
11 Válvula de Bloqueio............................................................58
12 Reservatório......................................................................60
13 Fluidos Hidráulicos.............................................................63
14 Filtros................................................................................70
15 Válvulas Controladoras de Vazão (Fluxo)............................73
16 Válvulas Reguladoras de Pressão.......................................79
12HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
17.1 Alguns Exemplos de Aplicação..........................................................87
18.1 Trocador de calor a ar...........................................................................92
18.2 Trocador de calor a água.....................................................................92
19.1 Comentário sobre acumuladores......................................................94
21.1 Manômetro com sinal elétrico............................................................97
21.2 Termômetros........................................................................................98
22.1 Tubos............................................................................................100
22.2 Mangueiras.......................................................................................100
22.3 Placas de ligação e blocos manifold................................................101
22.4 Elementos de conexão................................................................101
22.4.1 Conexões por roscas......................................................................101
17 Elemento Lógico................................................................86
18 Trocador de Calor...............................................................92
19 Acumuladores....................................................................93
20 Intensificadores de Pressão - Boosters................................96
21 Instrumentos de Medição..................................................97
22 Elementos de interligação, conexão e vedações................100
Referências Bibliográficas.....................................................102
13HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
APRESENTAPRESENTAPRESENTAPRESENTAPRESENTAÇÃOAÇÃOAÇÃOAÇÃOAÇÃO
A finalidade deste material é proporcionar aos interessados, uma visão
do mundo da hidráulica. As experiências têm revelado, que atualmente a
hidráulica é indispensável como um método moderno de transmissão de ener-
gia.
O termo hidráulica é uma palavra que deriva da raiz grega HIDRO que
significa água. Hoje, entende-se por hidráulica a transmissão, controle de
forças e movimentos por meio de fluidos líquidos (óleos minerais e sintéti-
cos). Fluido é toda a substância que flui e toma a forma do recipiente no qual
está confinado.
Com a automatização os acionamentos e comandos hidráulicos ga-
nharam importância através do tempo. Grande parte das modernas e mais
produtivas máquinas e instalações são hoje parcial ou totalmente comanda-
das por sistemas hidráulicos. Apesar da multiplicidade dos campos de aplica-
ção da hidráulica, o conhecimento dessa matéria ainda não está totalmente
difundido. Como resultado disso, a aplicação do sistema hidráulico tem sido
restrita.
O conteúdo inclui a descrição de sistemas hidráulicos para a transfe-
rência de forças ou movimentos, seus princípios de funcionamento, detalhes
construtivos dos componentes e a montagem de comandos hidráulicos na
bancada, fazendo com que haja um relacionamento entre teoria e prática.
14HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Existem apenas três métodos de transmissão de energia na esfera co-
mercial: A elétrica, a mecânica e a fluídica (hidráulica e a pneumática).
Naturalmente a mecânica é a mais antiga de todas, por conseguinte é
a mais conhecida. Hoje utilizada de muitos outros artifícios mais apurados
como engrenagens, cames, polias e outros.
A elétrica, que usa geradores, motores elétricos, condutores e uma
gama muito grande de outros componentes, é um método desenvolvido nos
tempos modernos. É o único meio de transmissão de energia que pode ser
transportado a grandes distâncias.
A força fluídica tem origem, por incrível que pareça, a milhares de
anos. O marco inicial que se tem conhecimento é a utilização da roda d’água,
que emprega a energia potencial da água armazenada a uma certa altura,
para a geração de energia mecânica.
O uso do fluido sob pressão, como meio de transmissão de potência,
já é mais recente, sendo que o seu desenvolvimento ocorreu, mais precisa-
mente, após a primeira grande guerra mundial.
Os fatos mais marcantes da história da energia fluídica poderiam ser
relacionados como os seguintes:
ƒ Em 1795, um mecânico inglês, Joseph Bramah, construiu a pri-
meira prensa hidráulica, usando como meio de transmissão a água;
ƒ Em 1850, Armstrong desenvolveu o primeiro guindaste hidráuli-
co, e para fazê-lo, também desenvolveu o, primeiro acumulador hidráulico;
ƒ Em 1900, a construção da primeira bomba de pistões axiais nos
Estados Unidos, ocorreu aqui à substituição da água por óleo mineral, com
muitas vantagens.
Atualmente, com o desenvolvimento de novos metais e fluidos obti-
dos sinteticamente, a versatilidade e a dependência do uso da transmissão
de força hidráulica ou pneumática torna-se evidente, desde o seu uso para
um simples sistema de frenagem em veículos até a sua utilização para com-
plexos sistemas das eclusas, aeronaves e mísseis.
Vamos pensar um pouco, sem a energia fluídica, a tecnologia moderna
seria capaz de uma potência para elevar um container de grande tonelagem,
ou potência suficientemente pequena para prender um ovo sem quebrar a
casca?
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO1
INTRODUÇÃO ÀINTRODUÇÃO ÀINTRODUÇÃO ÀINTRODUÇÃO ÀINTRODUÇÃO À
HIDRÁULICAHIDRÁULICAHIDRÁULICAHIDRÁULICAHIDRÁULICA
1.1 Histórico
15HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Blaise Pascal, em 1648 enunciou a lei que rege os princípios hidráuli-
cos:
A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a
mesma em todas as direções, exercendo forças iguais em áreas iguais e sem-
pre perpendiculares à superfície do recipiente.Caso uma força “F” atue sobre uma área “A” sobre um fluido confina-
do, ocorrerá nesse fluido uma pressão “P”.
Pressão, conceitualmente é a força exercida por unidade de área.
Em 1795 Joseph Bramah criou a 1a prensa hidráulica manual aplicando
o princípio de Pascal.
Como a pressão se distribui uniformemente em todas as direções e
agem com a mesma intensidade em todos os pontos. Portanto, podemos
afirmar que a pressão nas áreas A e B do sistema são iguais.
Figura 1.1: Lei de Pascal
Fonte: RANCINE, 1994 - 9aed. p. 13
Figura 1.2: Princípio de compensação de energia
Fonte: RANCINE, 1994 - 9aed. p. 14
1.2 Princípio de Pascal
1.3 Transmissão de Força Hidráulica
16HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Portanto, podemos afirmar:
Além da possibilidade de calcular as forças ou áreas que envolvem o
sistema, também é possível calcular o deslocamento “S” dos êmbolos.
1.3.1 Leis da Vazão (Hidrodinâmica e Mecânica dos
Fluidos)
Se um fluido flui por um tubo com vários diâmetros, o volume que
passa em uma unidade de tempo é o mesmo independente da seção. A
velocidade do fluxo varia.
Vazão: ; Substituindo-se: V = A . s
Onde: Q = Vazão em litros por minutos
V = Volume em litros ou dm3
A = Área da seção transversal
S = Curso ou comprimento.
O curso “S” na unidade de tempo “t” é:
Velocidade ; de onde podemos ter, com Q = A . v
Equação da continuidade
Q1 = Q2 J A1. v1 = A2. v2
Figura 1.3: Vazão
Fonte: REXROTH, 1994 p.31
17HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
1.3.2 Conservação da Energia
A Lei da conservação da energia nos diz que em um fluxo a energia
permanece constante, enquanto não houver troca de energia com o exteri-
or.
Podemos dividir a energia total desta forma:
ƒ Energia de posição (energia potencial) que esta em função da
altura da coluna do fluido.
ƒ Energia de pressão que é a pressão estática.
ƒ Energia cinética que é a energia de movimento em função da
velocidade do fluxo ou pressão dinâmica.
Equação de Bernoulli para um sistema estacionário:
ñ . h . g + P +r . = Constante
Onde: P = Pressão estática;
ñ . h . g = Pressão da coluna do fluido
ñ . = Pressão dinâmica
Pela equação de Bernoulli, é possível comprovar que um fluido ao pas-
sar por uma seção transversal reduzida provocará um aumento da velocida-
de e como conseqüência um aumento da energia cinética.
Com a figura abaixo podemos observar as diferenças de pressão em
um tubo que possui um estrangulamento, a pressão é representada por uma
coluna de fluido.
A altura das colunas representa pressão, portanto, observem no es-
trangulamento.
Em uma instalação hidráulica é importante a energia de pressão ou
pressão estática. A energia de posição e a energia cinética são muito peque-
nas, portanto podemos desprezá-las.
Figura 1.4: Coluna do fluido
Fonte: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.15
18HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
1.3.3 Perdas de Energia por Atrito
Quando um fluido movimenta-se em um sistema produzindo calor por
atrito, perde-se uma parte da energia em forma de energia térmica, causan-
do perda de pressão.
A Energia hidráulica não pode ser transmitida sem perdas. A quantida-
de de energia perdida por atrito depende de:
ƒ Comprimento da tubulação;
ƒ Rugosidade interna da tubulação;
ƒ Números de conexões e derivações;
ƒ Diâmetro da tubulação;
ƒ Velocidade do fluxo.
1.3.4 Regimes de Fluxos
O fluxo em um sistema hidráulico pode ser laminar ou turbulento.
1.3.5 Número de Reynolds [Re]
Para se saber quando o fluxo é laminar ou turbulento, devemos definir
o número de Reynolds, que se obtém através da seguinte fórmula:
Onde: Re - Número de Reynolds;
 - Densidade do fluido;
v - Velocidade [cm/s];
D - Diâmetro interno do tubo [cm];
µ - Viscosidade absoluta em [poise];
v - Viscosidade cinética [cSt], para um óleo a 220SSU e
38ºC = 0,475 Stokes.
FIGURA 1.5: Fluxo lamiar e fluxo turbulento
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.15
19HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Número de Reynolds: De 0 até 2000 Re – Fluxo laminar
De 2000 até 3000 Re – Fluxo transitório
Maior que 3000 Re – Fluxo turbulento.
1.3.6 Resistência à Passagem de Fluido
Se um fluido escoa por um tubo, a pressão vai se tornado cada vez
menor em virtude da resistência à passagem.
A queda de pressão depende do atrito interno do fluido e do atrito do
fluido com as paredes. Mas, existem alguns fatores que influência, como: a
velocidade, o regime de fluxo, a viscosidade, acabamento interno do tubo,
as conexões, as válvulas, o diâmetro e comprimento do tubo.
Por exemplo, em um tubo de 1 m de comprimento escoa uma vazão
de 10 L/min. e se lê a diferença de pressão de 50 kPa se escreve:
Resistência à passagem
1.3.7 Dimensionamento de tubos em função da
velocidade
Tabela de velocidades de fluxo recomendadas no sistema oleodinâmico:
Partindo-se da velocidade recomendada, podemos dimensionar o diâ-
metro da tubulação, sabendo-se a vazão do sistema.
 Cuidado! Com as unidades das grandezas.
Onde: D = diâmetro interno do tubo;
Q = vazão; v = velocidade do fluido.
TABELA 1.1: Tabela de velocidades
20HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Exemplo em função da velocidade
Dimensionar o tubo de uma linha que trabalha com uma pressão de 80
bar e vazão de 50 l/min. A velocidade recomendada, conforme tabela acima.
Dados: Q = 50 L/min. ou Q = 833,3 cm3/s
P = 80 bar, então adotaremos velocidade v=4,5 m/s ou v=450 cm/s
Solução: D = 1,536 cm
O diâmetro interno do tubo recomendado será de 1,536 cm ou 15,36
mm, mas comercialmente 5/8 de polegada.
1.3.8 Dimensionamento em função da perda de carga
Na linha de pressão de um sistema hidráulico:
Durante o escoamento do fluido através do sistema hidráulico, pode
ocorrer uma perda de carga, que é dividida em vários fatores. Todos os fato-
res entram no calculo da perda de carga da seguinte forma:
Onde: P = Perda de carga na linha [bar];
f = Fator de fricção [adimensional];
L = L1 + Ls = Comprimento total [cm];
L1 = Comprimento da tubulação retilínea[cm];
Ls = Comprimento equivalente das singularidades [cm];
D = Diâmetro interno da tubulação [cm];
V = Velocidade de escoamento do fluido [cm/s];
y = Densidade do fluido [kg/m3] (Para o óleo SAE10 igual
a 881,1kg/m3).
21591 e 9266 = Fator de conversão para a uniformização
das unidades.
Fator de fricção “f”
Onde: X = 64 para tubos rígidos e temperaturas constates;
X = 75 para tubos rígidos e temperaturas variáveis ou para
tubos flexíveis e temperaturas constantes;
X = 90 para tubos flexíveis e temperaturas variáveis
21HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Exemplo em função da perda de carga
a) Determinar a vazão necessária no sistema em função dos atuadores;
Assumiremos uma vazão de Q = 50 L/min.
b) Determinar a velocidade em função do tipo de linha e pressão;
Assumiremos uma pressão na linha de 80 bar, portanto uma velocida-
de de v = 450 cm/s, conforme tabela de velocidade recomendável
c) Determinar o diâmetro em função da velocidade e da vazão;
Diâmetro interno do tubo D = 1,536 cm, calculado no exemplo ante-
rior.
d) Determinar número de Reynolds, conforme fórmula acima;
e) Determinar o Fator de fricção “f”.
Para um tubo flexível e temperatura variável - X = 90
f) Determinar o comprimento total “L” em função da planta e da tabe-
la de comprimentos equivalentes para as perdas localizadas.
Em nosso caso, considerar:
ƒ 4 mangueiras flexíveis;
ƒ 2 cotovelos de 90º raio curto;
ƒ 2 cotovelos de 90º raio longo.
L1 = 320 cm comprimento das 4 mangueiras do sistema
Conforme tabela de perdas localizadas nas conexões, respectivamen-
te:
Comprimento de 40 e 20 cm/unidade.
Resultando:
22HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
g) Determinar DP = Perda de carga na linha de pressão;
h) Determinar as perdas localizadas nas válvulas especiais (catálogo de
fabricante);
Uma válvula especial de retenção pilotada de 5/8" montada em linha
perde, conforme catalogo defabricante dP = 1,10 bar.
i) Determinar a perda total e subtrair da pressão fornecida e verificar
se a pressão efetiva será ou não suficiente para o sistema.
 PTOTAL = P + dP = 1,58 +1,10 = 2,68 bar
Pressão fornecida, P = 80 bar
Pressão efetiva (PE) entre os dois pontos:
PE = P - PTOTAL = 80 – 2,68 = 77,32 Bar
Conclusão:
O que podemos concluir, é que o cálculo da perda de carga no sistema
hidráulico é importantíssimo, pois a partir dele, saberemos se a pressão que
fornecemos ao sistema é suficiente para aquilo se propõe a fazer.
23HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TA
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ão
 r
et
ilí
ne
a)
24HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Os sistemas hidráulicos são utilizados quando não é possível empregar
outro sistema como mecânico, elétrico ou pneumático.
1.4.1 Vantagens:
ƒ Dimensões reduzidas e pequeno peso com relação a potência
instalada;
ƒ Reversibilidade instantânea;
ƒ Parada instantânea;
ƒ Proteção contra sobre carga;
ƒ Variação de velocidade com facilidade;
ƒ Possibilidade de comando por apalpador em copiadores hidráuli-
cos.
1.4.2 Desvantagens:
ƒ Seu custo é mais elevado que o elétrico e mecânico;
ƒ Baixo Rendimento, devido a fatores como: A transformação da
energia elétrica em mecânica e mecânica em hidráulica para,
posteriormente ser transformada em mecânica novamente. Mais
o atrito interno e externo nos componentes e os vazamentos.
Comparando-se com a pneumática os sistemas hidráulicos possuem
um controle mais apurado na força e na velocidade, além de poderem traba-
lhar com pressão bem maiores, possibilitando assim uma transmissão de po-
tência maior. Perdem no custo de instalação do sistema que é bem mais caro
que a pneumática.
1.5.1 Potência Hidráulica
Em um sistema hidráulico é convertida a energia mecânica (provenien-
te de um motor elétrico ou térmico) em uma energia hidráulica. Então te-
mos:
ƒ Potência no motor elétrico: Pel. ( Watts ) = V (Volts) . I (Ampére)
ƒ Potência no acoplamento ou mecânica: Pm = M (Nm). w (1/s)
ƒ Potência hidráulica: Ph = P (N/m2). Q (m3/s)
Rendimento - Como já vimos, existem perdas por atritos, vazamen-
tos e etc. Portanto nem toda energia fornecida ao sistema é transformada na
aplicação desejada.
htotal da bomba = 
1.5 Potência
1.4 Vantagens e Desvantagens dos Sistemas
Hidráulicos
25HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Em um sistema hidráulico a função da bomba é fornecer vazão ao sis-
tema, a pressão resultará de dois fatores:
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO2
FFFFFAAAAATORES RESULTORES RESULTORES RESULTORES RESULTORES RESULTTTTTANTESANTESANTESANTESANTES
DDDDDA PRESSÃO NUMA PRESSÃO NUMA PRESSÃO NUMA PRESSÃO NUMA PRESSÃO NUM
SISTEMASISTEMASISTEMASISTEMASISTEMA
FIGURA 2.1 e 2.2: Carga sobre o atuador
FONTE: SENAI SP, p.21
26HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
À medida que a torneira começa a ser fechada a pressão aumenta
gradativamente, devido à dificuldade de passagem pelo estrangulamento,
até atingir a pressão máxima quando ocorrerá a abertura da válvula de alívio
e toda a vazão será desviada para o reservatório.
Pressão atmosférica: É o peso da coluna de ar da atmosfera em 1 cm2
de área
Pressão relativa: É a pressão registrada no manômetro
Pressão absoluta: É a soma da pressão manométrica com a pressão
atmosférica
Para melhor compreender as leis e o comportamento dos fluidos, de-
vemos considerar as grandezas físicas e sua classificação nos sistemas de
medidas, sendo adotado nesta apostila o Sistema Internacional de Medi-
das, abreviadamente “SI”.
FIGURA 2.3: Restrição na tubulação
FONTE: SENAI. SP, p.21
2.1 Tipos de Pressão, Unidades de Pressão e
Outras Grandezas
27HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
A utilização da tabela de conversão de unidades de pressão consiste
em tomar o valor do módulo da unidade conhecida na coluna e multiplicar
pelo valor da unidade solicitada na linha.
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO3
UNIDUNIDUNIDUNIDUNIDADESADESADESADESADES
FUNDFUNDFUNDFUNDFUNDAMENTAMENTAMENTAMENTAMENTAIS DOAIS DOAIS DOAIS DOAIS DO
SISTEMA INTERNASISTEMA INTERNASISTEMA INTERNASISTEMA INTERNASISTEMA INTERNACIONALCIONALCIONALCIONALCIONAL
3.1 Conversão das Principais Unidades de
Pressão
TABELA 3.1: Unidades fundamentais do Sistema Internacional
TABELA 3.2: Conversão das principais unidades de pressão
28HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Exemplo: A pressão atmosférica ao nível do mar corresponde aproxi-
madamente a uma coluna de água com 10,13 metros de altura.
Exemplo: 1 m³ = 35,3147 ft3
3.3 Principais Unidades de Capacidade ou
Volume
3.4 Principais Unidades de Força
3.2 Unidades de Pressão mais Utilizadas em
Sistemas Hidráulicos
TABELA 3.3: Unidades de pressão mais utilizadas no sistema hidáulico
TABELA 3.4: Principais unidades de capacitação ou volume
TABELA 3.5: Principais unidades de força
29HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
3.5 Principais Unidades de Vazão
TABELA 3.6: Principais unidades de vazão
30HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Os sistemas hidráulicos compõem-se das seguintes etapas:
A geração é constituída pelo reservatório, filtros, bombas, motores,
acumuladores entre outros acessórios. O controle é constituído por válvulas
controladoras de vazão, pressão e direcionais. No sistema de atuação en-
contram-se os atuadores, que podem ser os cilindros, osciladores e motores.
4.1 Posição do reservatório
O reservatório de fluido poderá ser montado em duas posições com
relação à bomba:
Se o nível de óleo é de 30 dm acima da bomba, a pressão na entrada da
bomba é igual a 30dm. 0,96 Kgf/dm3 = 27 Kgf/dm2 = 0,27 Kgf/cm2, a
bomba esta sendo alimentada com uma pressão positiva.
Se o nível de óleo é de 30 dm abaixo da bomba, o mecanismo da
bomba gera um vácuo na sua entrada para sucçionar o óleo. O vácuo gerado
é igual a 30dm. 0,96 Kgf/dm3 = 27 Kgf/dm2 = 0,27 Kgf/cm2.
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO4
COMPOSIÇÃO DOSCOMPOSIÇÃO DOSCOMPOSIÇÃO DOSCOMPOSIÇÃO DOSCOMPOSIÇÃO DOS
SISTEMAS HIDRÁULICOSSISTEMAS HIDRÁULICOSSISTEMAS HIDRÁULICOSSISTEMAS HIDRÁULICOSSISTEMAS HIDRÁULICOS
GERAÇÃO
transmissão transmissão
CONTROLE ATUADORES
FIGURA 4.1: Posição do reservatório em relação à bomba
FONTE: SENAI. SP, p.17
31HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Símbolos gráficos mais utilizados para componentes de sistemas hidrá-
ulicos são:
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO5
SIMBOLSIMBOLSIMBOLSIMBOLSIMBOLOGIA / RESUMOOGIA / RESUMOOGIA / RESUMOOGIA / RESUMOOGIA / RESUMO
TABELA 5.1: Linhas de fluxo
TABELA 5.2: Símbolos funcionais
32HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 5.3: Fontes de energia
TABELA 5.4: Válvulas direcionais
TABELA 5.5: Métodos de acionamento
33HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 5.6: Válvulas controladoras de vazão
TABELA 5.7: Válvula de retenção
34HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 5.8: Válvula reguladora de pressão
TABELA 5.9: Reservatório
35HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 5.10: Bombas
TABELA 5.11: Motores
36HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 5.1: Cilindros
37HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 5.1: Instrumentos e acessórios
38HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Bombas hidráulicas são componentes utilizados para fornecer vazão
ao sistema, fornecendo energia necessária ao fluido.
6.1.1 Bomba de Deslocamento Não Positivo
Nestas bombas não existe vedação entre a entrada e a saída; um pe-
queno aumento da pressão reduz a vazão na saída. Exemplo: Bombas centrí-
fugas que possuem fluxo radial. Existe também as que possuem fluxo axial,
são constituídas por uma hélice rotativa.6.1.2 Bomba de Deslocamento Positivo
Bomba de Engrenagens
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO6
BOMBAS HIDRÁULICASBOMBAS HIDRÁULICASBOMBAS HIDRÁULICASBOMBAS HIDRÁULICASBOMBAS HIDRÁULICAS
6.1 Tipos
FIGURA 6.1, 6.2 e 6.3: Bombas hidráulicas
FONTE: VICKERS, 1983 p.11-1
FIGURA 6.4: Bombas de engrenagens
FONTE: RACINE, 1981 p.130
39HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Princípio de Funcionamento das Bombas de Engrenagem
Com o desengrenamento das engrenagens motora e movida, o fluido
é conduzido da entrada para a saída nos vãos formados pelos dentes das
engrenagens e as paredes internas da carcaça da bomba; com o
reengrenamento das engrenagens, o fluido é “espremido” e forçado para a
saída.
Características:
ƒ Possuem construção bem simples, pois existem, normalmente,
somente duas peças móveis;
ƒ São de fácil manutenção;
ƒ São de vazão fixa;
ƒ Preço mais baixo em relação aos outros tipos de bombas;
ƒ Pressão de operação até 250 Kgf/cm²;
ƒ Rendimento de 80 a 85%;
ƒ Elevado ruído (reduzido nas bombas de engrenagens helicoidais);
ƒ Tolerância à impurezas maior que as demais bombas.
Bomba de engrenagens internas
Bomba de Engrenagens Helicoidais
FIGURA 6.5: Bombas de engrenagens internas
FONTE: RACINE, 1981 p.132
FIGURA 6.6: Bombas de engrenagens espinha de peixe
FONTE: RACINE, 1981 p.131
40HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
6.1.3 Bombas de Palhetas
Características:
ƒ Construção simples, porém possui maior número de peças mó
veis. (Palhetas);
ƒ São de fácil manutenção;
ƒ Podem ser de vazão fixa ou variável;
ƒ Pressão de trabalho: até 210 kg/cm² para bombas de anel elíptico
(Balanceadas);
ƒ 70 kg/cm² para bombas autocompensadoras;
ƒ Rendimento 75 a 80%;
ƒ Baixo ruído;
ƒ Pouca tolerância às impurezas.
Tipos:
De Vazão Fixa (Balanceada)
De Vazão Variável com Compensação de Pressão
FIGURA 6.7: Bombas de vazão fixa
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.40
41HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
6.1.4 Bombas de Pistões
Características
ƒ Possuem construção muito precisa;
ƒ São de difícil manutenção;
ƒ Podem ser de vazão fixa ou variável (variável somente as de pis-
tões axiais);
ƒ Pressão de operação até 700 Kg/cm²;
ƒ São as que têm melhor rendimento que gira em torno de 95%;
ƒ Baixo ruído;
ƒ São as que menos toleram impurezas.
Tipos
FIGURA 6.8, 6.9 e 6.10: Bombas de vazão variável com compensação de pressão
FONTE: RANCINE, 1981 p.137
FIGURA 6.11: Bombas de pistões axiais de eixo inclinado ou desalinhado
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.56
FIGURA 6.12: Bombas de pistões radiais
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.46
42HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Bombas em série - quando a bomba hidráulica tem baixo poder de
sucção instala-se uma bomba auxiliar (bomba de carga) cuja função é ali-
mentar a bomba principal.
Bombas em paralelo - São utilizadas em casos onde se necessita de
duas velocidades em atuadores, uma rápida e outra lenta. O rápido com
pouca força e o lento com grande força, se aplica também em casos de
sistemas com circuitos independentes.
B1 = Bomba número 1 B2 = Bomba número 2
Q1= Baixa vazão Q2 = Alta vazão
P1 = Alta pressão P2 = Baixa pressão.
Sistema com vazão Q1 + Q2, a pressão é menor que P2. Sistema com
pressão maior que P2, vazão do sistema igual a Q1 até atingir a pressão P1.
6.2 Montagem e Instalação de Bombas
FIGURA 6.13: Bombas de pistões axiais de placa ou disco inclinado
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.52
FIGURA 6.14: Bombas em série
FIGURA 6.15: Bombas em paralelo
43HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
6.2.1 Cuidados na instalação de bombas
Como qualquer equipamento elétrico ou mecânico, requer uma série
de cuidados para garantir uma vida útil mais longa. Para isso, devemos alinhar
corretamente o motor de acionamento à bomba, tanto no sentido axial no
como angular. Indicado a utilização de acoplamentos flexíveis, porque, mes-
mo com instrumentos de precisão sempre haverá um pequeno
desalinhamento.
O sentido de rotação e a escorva (preencher a bomba) deverá ser
observado com atenção, pois se instalado com rotação contraria e sem óleo
irá aquecer rapidamente, levando a inutilização da mesma.
6.2.2 Cavitação
Entende-se por cavitação a formação temporária de espaços vazios ou
bolhas, devido a quedas de pressão no fluido, chegando a ponto de vapori-
zação. Com aumento da pressão as bolhas desfazem-se repentinamente,
implodindo e cavando material das superfícies (estalando como pipocas) que
estava em contato com a bolha “Ocorre o efeito diesel”, além de interferir
na lubrificação.
Quando há cavitação, as medidas a ser tomadas são:
ƒ Verificar filtros e respiro do reservatório, se não estão entupi
dos.
ƒ Verificar se a viscosidade é a recomenda pelo fabricante;
ƒ Verificar se as dimensões das linhas estão corretas;
ƒ Escorvar (preencher) a bomba com óleo no princípio do funcio
namento;
ƒ Se a pressão barométrica está conforme especificação do fabri
cante.
6.2.3 Aeração
O fenômeno da aeração é similar ao da cavitação, inclusive seus efei-
tos sobre a bomba e demais componentes do sistema.
A condição de aeração também é detectada pelo elevado ruído metá-
lico.
FIGURA 6.16: Exemplo de aplicação de bombas de pistões radiais
44HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Sua causa, entretanto é distinta, ocorre em função da entrada de ar
pela linha de sucção, e não em função da evaporação.
Quando há aeração, as medidas a ser tomadas são:
ƒ Verificar as ligações entre os componentes da linha de sucção se
estão bem vedadas;
ƒ Evitar que a bomba arraste fluido com bolhas de ar do reservató-
rio (pseudocavitação), por não estar associado com a pressão de
vapor.
45HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Válvulas direcionais são responsáveis pelo direcionamento do fluido.
Suas características principais são:
ƒ Nº de posições: contadas a partir do nº de quadrados da
simbologia.
ƒ Nº de vias: contadas a partir do nº de tomadas que a válvula
possui. (em apenas uma posição).
Tipos de acionamento: Pode ser manual ou automático:
Tipo de centro: podem ser aberto ou fechado.
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO7
VÁLVÁLVÁLVÁLVÁLVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAISVULAS DIRECIONAIS
46HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
As vantagens do centro aberto são:
ƒ Menor desgaste da bomba;
ƒ Menor aquecimento do óleo;
ƒ Menor consumo de energia.
Exemplo de operação de uma válvula de carretel (Spool) deslizante:
7.1.1 Tipos Construtivos para Válvulas
As válvulas direcionais, conforme aplicação, são válvulas de assento ou
de corrediça (com êmbolo ou placas deslizantes).
Na hidráulica são predominantes as de êmbolo deslizante, para pres-
são até 300 bar. Porém, os êmbolos metálicos com o corpo da válvula apre-
sentam uma folga de poucos microns (mm), mesmo assim, há ocorrência de
vazamento interno da conexão de maior pressão para a de menor pressão.
As válvulas direcionais de assento diferem fundamentalmente das vál-
vulas de êmbolo, pela sua vedação isenta de vazamentos. Na ilustração abai-
xo, o elemento esférico representa uma válvula direcional de assento esféri-
FIGURA 7.1: Válvula carretel
FONTE: RANCINE, 1981 p.174
7.1 Sobreposição das Válvulas Direcionais
FIGURA 7.2: Válvula direcional com êmbolo deslizante
47HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
co e o elemento cônico uma válvula direcional de assento cônico, ambas V.D
3/2 vias, que associadas representam uma V.D 4/2 vias.
Devido a uma força externa para vencer a força da mola, êmbolo su-
perior estar mantendo a esfera encostada ao assento, como isto representa-
do é V.D 4/2 vias, observamos que P esta para B e A esta para T. Se eliminar-
mos a força externa, a força da mola afastará a esfera, conseqüentemente P
passará para A e no mesmo instante pilotará o elemento cônico permitindo
que B passe para T.
Sobreposição deComando nas Válvulas Direcionais de Pistão
Conforme o tipo de êmbolo de comando, ao serem comutadas as vál-
vulas para uma outra posição de comando, as conexões são fechadas ou
interligadas durante um determinado tempo. Isto é denominado de
sobreposição positiva ou negativa de comando.
A sobreposição positiva é onde todas as conexões fecham-se du-
rante a comutação, por um pequeno tempo, formando CF, neste caso não
existe perda de pressão, mas conseqüentemente existe o surgimento de
golpes de comando por causa do pico de pressão.
A sobreposição negativa é quando durante a comutação todas as
conexões estão interligadas durante um pequeno tempo, formando um H,
neste caso não temos a formação de golpes de comando e picos de pressão,
mas há queda de pressão, onde se esvazia os acumuladores de pressão e se
existir cargas podem descer.
FIGURA 7.3: Válvula direcional com assento esférico
FIGURA 7.4: Sobreposição positiva
FONTE: Treinamento Hidáulico, REXROTH p.97
48HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Solenóides - Nas válvulas direcionais os solenóides acionam o spool
das válvulas direcionais possibilitando a passagem do fluxo.O solenóide con-
siste basicamente de três elementos: a armadura, o “T” ou martelo e a bo-
bina.
Quando passamos uma corrente elétrica na bobina é gerado um cam-
po magnético que empurra o martelo para baixo que, por sua vez deslocará
o carretel de direcional dando nova direção ao fluxo do fluído.
7.1.2 Tipos de solenóides
ƒ De corrente alternada (220V) - alta velocidade do núcleo, po-
rém se este não chegar a final do curso queima-se rapidamente
(1 a 1,5 hs para os imersos em óleo e 10 a 15 minutos para os
secos). Há também solenóides com voltagem de 110 V.
ƒ De corrente contínua (24V) - é mais lento que o anterior.
ƒ Solenóide em banho de óleo - movimenta-se suavemente e
deve ter preferência no caso de clima úmido ou ao ar livre.
FIGURA 7.5: Sobreposição negativa
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH p.97
FIGURA 7.6: Esquema de solenóide
FONTE: RANCINE, 1981 p.177
49HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Solenóides em Eletroválvulas
7.1.3 Válvulas Direcionais Pré-Operadas (Sanduíche de
Válvulas)
São válvulas de tamanho nominal grande e de elevada potência hi-
dráulica (P. Q). Funciona da seguinte forma: Uma válvula pequena comanda-
da por solenóides é acionada deslocando o spool o qual permite a passagem
do óleo que irá para o êmbolo da válvula principal. Por esse motivo são cha-
madas de válvulas de duplo acionamento ou eletro-hidráulicas.
FIGURA 7.7: Válvula de duplo acionamento
FONTE: REXROTH, 1983 p.106
TABELA 7.1: Solenóides em eletroválvulas
50HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Exemplo prático:
FIGURA 7.8: Válvula direcional 4/3 vias, pré-acionadas por solenóides, acionada por pressão
hidráulica, centrada por mola; de piloto e dreno interior
51HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Os registros têm como função isolar parte do circuito hidráulico. São
de acionamento demorado e cansativo na grande maioria, não podendo ser
usados quando a resposta a um acionamento tem que ser rápida e precisa.
Simbologia
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO8
REGISTROSREGISTROSREGISTROSREGISTROSREGISTROS
FIGURA 8.1, 8.2, 8.3 e 8.4: Registros
FONTE: RANCINE, 1981 p.167-168
8.1 Tipos de registros
52HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Atuadores lineares são chamados de cilindros e tem como função trans-
formar força, potência ou energia hidráulica em força, potência ou energia
mecânica. A figura abaixo representa um cilindro de dupla ação.
Simbologia
Tem como função à frenagem ou desaceleração até a parada final,
evitando o impacto no fim do curso. Este tipo de amortecimento faz parte
dos cilindros que não podem ter impactos ao chegar no fim de curso, princi-
palmente quando trabalha com velocidades elevadas, estes efeitos normal-
mente são prejudiciais ao sistema.
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO9
AAAAATUTUTUTUTUADORES LINEARESADORES LINEARESADORES LINEARESADORES LINEARESADORES LINEARES
FIGURA 9.1: Componentes do cilindro
FONTE: RANCINE, 1981 p.73
9.1 Amortecimento do Fim de Curso nos
Cilindros Hidráulicos
53HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
O amortecimento consiste de coxins junto ao êmbolo, que ao chega-
rem próximo do fim do curso encontrarão uma câmara reduzida, associado a
uma válvula de estrangulamento para a regulagem, e mais uma válvula de
retenção para facilitar o arranque do cilindro, conforme figura abaixo:
Além das vedações estáticas entre as partes firmes ligadas, necessita-
se, no cilindro hidráulico, gaxetas dinâmicas entre as peças móveis, que de-
vem ter boa vedação entre as partes, boa resistência ao desgaste e pouco
atrito.
Para selecionar a vedação dos elementos devemos verificar a compati-
bilidade com o fluido, a relação de pressão, o tipo de aplicação e a constru-
ção dos componentes.
Juntas – Juntas são dispositivos para vedar superfícies planas. Os pro-
jetos mais antigos de flanges e válvulas montadas em sub-placas usam esse
tipo de vedação. Atualmente os equipamentos hidráulicos usam com mais
freqüência os anéis “O’ring” retentores torneados ou gaxetas de compres-
são. Os principais tipos de vedação para cilindros são:
ƒ Anéis de segmento - Este tipo de vedação também é
comumente encontrado nos pistões dos motores a explosão. É excelente
para a garantia de uma vida longa e aplicações de cargas instantâneas. Este
tipo de vedação apresenta um bom rendimento, devido o baixo atrito, prin-
cipalmente em cilindros que trabalham com altas velocidades e grandes pres-
sões, conforme figura abaixo
FIGURA 9.2 e 9.3: Amortecimento
FONTE: RANCINE, 1981 p.116
9.2 Vedações para Cilindros e Demais
Componentes
54HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
ƒ Anéis em V - São usados em grupos de 2,4 ou 6 anéis, de acordo
com a pressão de trabalho. Em cilindros de dupla ação, são utilizados um jogo
de cada lado do pistão. Para se determinar o número de anéis a ser utilizado,
a regra é que para cada 45 bar, coloca-se um anel, levando em conta, sem-
pre um número mínimo de dois anéis.
ƒ Anéis Tipo Copo - Este tipo de vedação trabalha em faixa de
pressão baixa, portanto mais usados em cilindros pneumáticos. Provavelmente,
foi um dos primeiros a ser utilizados.
ƒ Anéis do Tipo O (“O” Ring) - É sistema de vedação simples,
efetuada com um anel de borracha. Porém, com atrito elevado e causa da-
nos ao anel quando submetido à pressão, é possível melhorar utilizando-se
do sistema de Back up que consiste na colocação de dois anéis limitadores de
teflon ou material similar, que evitam danos ao anel.
ƒ Anéis U e Block V - Os anéis U são mais econômicos em relação
ao tipo lábio de dupla ação. São originalmente de borracha e de fácil reposi-
ção, não necessitam de qualquer adaptador. Para sistemas que trabalham
com pressões elevadas, recomenda-se a utilização dos anéis Block em V
para obter um melhor rendimento.
ƒ Anéis Tipo Lábio de Dupla Ação – O anel de borracha sintética é
colocada ao pistão e cargas laterais são evitadas pela adição de um prato
guia. Tem funcionamento semelhante a anel tipo copo, trabalha em sistemas
de baixa pressão.
FIGURA 9.4: Anéis tipo “copo”
FONTE: RANCINE, 1981 p.79-81
FIGURA 9.5: Anéis tipo O
FONTE: RANCINE, 1981 p.79
FIGURA 9.6: Anéis tipo lábio de dupla ação
FONTE: RANCINE, 1981 p.80-1
55HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Os atuadores rotativos têm como função transformar energia hidráuli-
ca em energia mecânica rotativa e apresentam construção semelhante à das
bombas. Classificam-se em:
a) Motor hidráulico
Simbologia
Os motores hidráulicos assim como as bombas possuem um limite para
o volume de admissão (fluxo) máximo, bem como de uma pressão máxima
de trabalho.
Os componentes internos do motor trabalham submersos em óleo que
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO10
AAAAATUTUTUTUTUADORES ROTADORES ROTADORES ROTADORESROTADORES ROTAAAAATIVTIVTIVTIVTIVOSOSOSOSOS
FIGURA 10.1: Comparação entre uma bomba e um motor de engrenagem
FONTE: RANCINE, 1981 p.204
56HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
é continuamente retirado por um dreno cujas funções são:
ƒ Lubrificar;
ƒ Refrigerar;
ƒ Impedir a entrada de ar.
b) Motores oscilantes ou osciladores
São usados para transmitir movimento rotativo alternado com ângulo
de rotação limitado.
Tipos
Pinhão Cremadeira
Motores Oscilantes ou Osciladores:
São para transmitir movimento rotativo alternado co ângulo de rotação limi-
tado
FIGURA 10.2: Pinhão cremadeira
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH, p.77
FIGURA 10.3: Motores oscilantes ou osciladores
FONTE: RACINE, 1981 p.219
57HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Oscilador com Cilíndro
Oscilador com Rosca Sem-Fim
Oscilador de Palheta
Simbologia
FIGURA 10.4: Osciladores com cilíndro
FONTE: RACINE, 1981 p.220
FIGURA 10.5: Osciladores com rosca sem-fim
FONTE: RACINE, 1981 p.220
FIGURA 10.6: Osciladores de palheta
FONTE: RACINE, 1981 p.219
58HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
São também chamadas válvula de retenção e bloqueiam a passagem
do fluxo num sentido permitindo fluxo reverso livre.
Tipos
Válvula de Retenção Simples
Válvula de Retenção Pilotada Geminada
Válvula de Retenção Pilotada
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO11
VÁLVÁLVÁLVÁLVÁLVULA DE BLVULA DE BLVULA DE BLVULA DE BLVULA DE BLOQUEIOOQUEIOOQUEIOOQUEIOOQUEIO
FIGURA 11.1: Válvula de retenção simples
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH, p.81
FIGURA 11.2: Válvula de retenção pilotada geminada
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH, p.81
FIGURA 11.3: Válvula de retenção pilotada
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH, p.83
59HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Quando um sistema requer cilindro de grandes dimensões usa-se vál-
vula de preenchimento ou de sucção o que possibilita grandes vantagens ao
sistema, sendo a principal, a maior velocidade à máquina.
11.1 Válvula de pré-enchimento ou de sucção
FIGURA 11.4: Válvula de preenchimento ou de sucção
FONTE: Treinamento Hidráulico, REXROTH, p.86
60HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
São recipientes onde o óleo é armazenado. Suas principais funções
são:
ƒ Armazenar o fluido até que seja succionado pela bomba;
ƒ Auxiliar na dissipação do calor;
ƒ Permitir o assentamento das impurezas insolúveis.
Como regra geral o reservatório deve conter de duas a três vezes a
vazão da bomba, isto é, deve garantir o fornecimento de óleo para a bomba
por mais dois a três minutos mesmo que ocorra o rompimento da tubulação
de saída da mesma.
Os reservatórios podem ser:
ƒ Aberto: quando a pressão no interior do mesmo for igual a pres-
são atmosférica;
ƒ Pressurizado: quando a pressão no interior do mesmo for maior
que a pressão atmosférica.
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO12
RESERRESERRESERRESERRESERVVVVVAAAAATÓRIOTÓRIOTÓRIOTÓRIOTÓRIO
12.1 Componentes do Reservatório
FIGURA 12.1: Componentes do reservatório
FONTE: RANCINE, 1994 - 9a Edição, p.64
61HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Simbologia
Para o perfeito funcionamento do sistema hidráulico é importante a
observação do posicionamento das linhas de sucção e retorno.
h = 1,5 x o diâmetro da sucção para evitar que o filtro fique exposto à
parte livre do interior do reservatório quando em funcionamento.
h1 = no mínimo 75mm acima do fundo do reservatório para evitar a
sucção de impurezas depositadas no mesmo.
A linha de retorno deve ficar aproximadamente no ponto médio do
nível do fluido. Caso termine acima do nível causará a formação de espuma e
se montado muito próximo do fundo poderá remexer as impurezas ali depo-
sitadas.
Quando as linhas não possuírem filtros nas extremidades, devem ser
cortadas a 45º e montadas para a parede do reservatório facilitando o fluxo
normal do fluido.
Bocal de enchimento com filtro: Tem a finalidade de impedir a en-
trada de impurezas quando da alimentação de fluido e durante a operação,
pois o nível de fluido diminui e ocorre a entrada de ar no reservatório.
12.2 Montagem das Linhas
FIGURA 12.2: Altura para montagem da linha de sucção
FONTE: RANCINE, 1994 - 9a Edição, p.60
FIGURA 12.3: Bocal de enchimento com filtro
FONTE: REXROTH, p.166
62HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
São paredes (verticais ou horizontais) montadas no interior do reserva-
tório cujas funções são:
ƒ Evitar turbulência do fluido no tanque;
ƒ Permitir o assentamento de materiais insolúveis;
ƒ Auxiliar na dissipação de calor.
Tipos
Chicana horizontal: usada em reservatórios de altura limitada para
evitar a entrada de ar na bomba através do redemoinho (vórtice) que se
forma quando a bomba entra em funcionamento.
Chicana vertical: usada em reservatórios de maior profundidade. Note
que o percurso percorrido pelo óleo no interior do reservatório seria bem
menor se não houvesse as chicanas.
Magnetos: são ímãs estrategicamente posicionados nas paredes do
reservatório para retirar do fluido as partículas metálicas.
Respiros: são necessários para permitir a entrada de ar da atmosfera
mantendo a pressão interna nos reservatórios abertos.
12.3 Chicanas
FIGURA 12.4: Chicana horizontal
FONTE: RACINE, 1994 - 9a Edição, p.61
FIGURA 12.5: Chicana vertical
FONTE: RACINE, 1994 - 9a Edição, p.62
63HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
O fluido hidráulico é o elemento mais importante na durabilidade dos
componentes dos sistemas hidráulicos uma vez que ele circula por todo o
sistema contaminando-o e atingindo a todos os pontos do mesmo. Um bom
fluido hidráulico, com uma filtragem bem apurada contribuirá sobremaneira
para o aumento na vida útil dos componentes.
As principais funções dos fluidos hidráulicos são:
Transmitir energia: a energia sofre diversas transformações até ser
transformada em energia hidráulica que será transmitida pelo fluido e nova-
mente transformada em energia mecânica através da realização de trabalho.
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO13
FLFLFLFLFLUIDOS HIDRÁULICOSUIDOS HIDRÁULICOSUIDOS HIDRÁULICOSUIDOS HIDRÁULICOSUIDOS HIDRÁULICOS
FIGURA 13.1: Fluido hidráulico transmitindo energia
FONTE: VICKERS, 1980 - 6a Edição, p.1-123
64HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Lubrificar e vedar partes móveis: o fluido deve possuir a caracterís-
ticas de ser bom lubrificante, pois os componentes dinâmicos necessitam ser
lubrificados durante o funcionamento.
Resfriar ou dissipar calor: através do fluido, o calor é conduzido às
paredes do reservatório e destas, para a atmosfera.
Óleos minerais - São os fluidos hidráulicos derivados do petróleo; em-
bora o petróleo não seja um minério são chamados de minerais para diferenciá-
los dos óleos vegetais e demais óleos industriais.
Óleos sintéticos - São óleos produzidos para atender a determinadas
condições e especificações as quais os óleos minerais não atendem.
Fluidos resistentes ao fogo - São combinações de óleo mais água de
modo que não propaguem fogo em caso de incêndio; não significa dizer que
não queimem e sim que não dispersam o fogo em sua superfície como ocor-
re com os óleos lubrificantes.
FIGURA 13.2: Fluido hidráulico como lubrificante das partes móveis
FONTE: VICKERS, 1994 - 12a Edição, p.3-1
FIGURA 13.3: A troca de calor através do fluido hidráulico
FONTE: VICKERS, 1994 - 12a Edição, p.3-2
13.1 Principais Fluidos Hidráulicos
65HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
A compressibilidade dos fluidos hidráulicos em geral é de 0,5% na
pressão de 70 Kgf/cm². Para sua utilização há necessidade de ficar atento
quanto a:
ƒ Nunca se deve misturar dois fluidos de fabricantes diferentes,
pois os aditivos podem reagir entre si deteriorando o óleo e en-
velhecendo-o precocemente;
ƒ A limpeza do sistema deve ser bem feita, pois testes precisos
revelaram que 10% do óleo “velho” deixado no interior do sis-
tema reduz 70% dasqualidades do óleo novo;
ƒ Não utilizar método de somente completar o nível;
ƒ Quando o fluido hidráulico ficar parado pelo período aproximado
de dois meses após ter sido usado convém substituí-lo;
ƒ O tipo de óleo bem como o período da troca são recomendados
pelo fabricante;
ƒ Para determinar precisamente as condições de um fluido (grau
de oxidação e quantidade de contaminantes) devem ser realiza
dos testes de laboratórios;
ƒ Existem formas de se fazer um controle rotineiro na própria má-
quina durante a operação; isto tem permitido a prorrogação da
data da troca. Alguns fabricantes prestam esse tipo de serviço;
ƒ Guarde o óleo sempre em recipientes limpos e protegidos con-
tra as intempéries;
ƒ Mantenha as tampas dos recipientes hermeticamente fechadas.
13.1.1 Propriedades do Fluido
Viscosidade
Viscosidade é a resistência do fluido a escoar, ou seja, uma medida
inversa da fluidez.
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, por isso é importância o controle de sua viscosidade.
13.1.2 Importância do Controle da Viscosidade
A viscosidade para os equipamentos hidráulicos é de importância fun-
damental:
Para qualquer máquina hidráulica, a viscosidade efetiva do fluido deve
ser um compromisso. É desejável uma alta viscosidade para manter a vedação
entre superfícies justapostas.
Entretanto, uma viscosidade muito alta aumenta o atrito, resultando
no seguinte:
ƒ Alta resistência ao fluxo;
ƒ Aumento do consumo de energia devido a perdas por atrito;
ƒ Aumento da temperatura causada pelo atrito;
66HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
ƒ Maior queda de pressão devido à resistência (aumento da perda
de carga).
ƒ Possibilidade de operação vagarosa (velocidade reduzida);
ƒ Dificuldade da separação do ar do óleo.
Se a viscosidade for baixa demais:
ƒ Os vazamentos internos aumentam;
ƒ Gasto excessivo ou talvez engripamento, sob carga pesada, de
vido à decomposição película de óleo entre as peças móveis;
ƒ Pode reduzir o rendimento da bomba, com uma operação mais
lenta do atuador;
ƒ Aumento de temperatura devido a perdas por vazamentos.
13.1.3 Métodos para definição da viscosidade
Alguns métodos para definir a viscosidade em ordem de exatidão de-
crescente são: Viscosidade Absoluta (Poise); Viscosidade cinemática em
centistokes; viscosidade relativa em S.U.S e SAE.
ƒ Viscosidade relativa S.U.S.
Para efeito prático, na maioria dos casos a viscosidade relativa já é su-
ficiente. Determina-se a viscosidade relativa cronometrando-se o escoamento
de uma dada quantidade de fluido, através de um orifício calibrado, a uma
determinada temperatura.
Há vários métodos em uso. O método, mas aceito é o do Viscosímetro
de Saybolt, que mede o tempo em que determinada quantidade de líquido
escoa através de um orifício. A viscosidade em Saybolt Universal Seconds
(SUS) é igual ao tempo gasto (em segundos) para este escoamento.
Obviamente, um líquido espesso escoará mais lentamente, e a viscosi-
dade SUS será mais alta do que para um líquido fino, que escoará mais rápi-
do.
Como o óleo é mais espesso a baixa temperatura e mais fino quando
aquecido, a viscosidade deve ser representada como tantos SUS naquela
temperatura.
Geralmente, os testes são feitos a 100ºF (37,5ºC) e 212ºF (100ºC).
Para as aplicações industriais, as viscosidade de óleo hidráulico geral-
mente estão na vizinhança de 150 SUS a 100ºF (37,5ºC). É uma regra geral
que a viscosidade dos fluidos hidráulicos nunca deve estar abaixo de 45 SUS
ou acima de 4.000 SUS, independentemente da temperatura. Onde se en-
contram temperaturas extremas, o fluido deve ter um alto índice de viscosi-
dade (IV).
67HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
ƒƒƒƒƒ Número SAE
Os números SAE foram estabelecidos pela Sociedade Americana dos
Engenheiros Automotivos para especificar as faixas de viscosidade SUS do
óleo às temperaturas de testes SAE. Os números de inverno (5W, 10W, 20W)
são determinados pelos testes a 0ºF (-17ºC). Os números para óleo de verão
(20, 30, 40, 50, etc.) designam a faixa SUS a 212ºF (100ºC).
ƒƒƒƒƒ Viscosidade ISO VG
O sistema ISO estabelece o número médio para uma determinada fai-
xa de viscosidade cinemática (cSt) a temperatura de 40° C.
Outra unidade de viscosidade usada em alguns países é o grau Engler
(°E). Existem ainda outras unidades, porém não vemos como necessário es-
tudarmos no nosso contexto.
Usando a tabela seguinte podemos converter um valor qualquer de
unidade de viscosidade em outra unidade bastando para isto usar uma régua
trabalhando com a mesma na horizontal e fazendo a leitura nas diferentes
escalas.
FIGURA 13.4: Viscosímetro de Saybolt
FONTE: RACINE, 1994 - 9a Edição, p.51
68HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
TABELA 13.1: Tabela de conversão de viscosidade
69HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
ƒ Índice de Viscosidade – IV
O índice de viscosidade é uma medida relativa da mudança de viscosi-
dade de um fluido como conseqüência das variações de temperatura.
Um fluido que tem uma viscosidade relativamente estável a tempera-
turas extremas, tem um alto índice de viscosidade (IV). Um fluido que é
espesso quando frio e fino quando quente, tem um baixo IV.
A tabela abaixo mostra uma comparação entre um fluido de IV 50 e
um de IV 90.
Compare essas viscosidades efetivas em 3 temperaturas:
A 37°C as viscosidades são iguais; 100°C as viscosidades são aproxi-
madas, porém a -17°C elas são bem diferenciadas. O óleo com IV mais alto
sofre menor alteração na viscosidade.
TABELA 13.2: Comparação entre dois índices de viscosidade diferentes
70HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Tem a função de reter as partículas insolúveis do fluido. Os filtros, bem
como os elementos filtrantes podem ser de diversos tipos e modelos.
É recomendável que o filtro seja dimensionado para permitir a passa-
gem do triplo da vazão do sistema.
Se um determinado filtro comercial não suporta a vazão máxima de um
sistema pode-se montar dois ou mais deles em paralelo.
Filtro de sucção: Chamamos assim para os filtros montados entre o
reservatório e a bomba. (A algum tempo atrás se usava filtros de 130/150
mm, hoje o padrão já é de 60mm para filtragem na sucção e a tendência é
reduzir ainda mais.).
Filtro de pressão: São os filtros montados antes de alguns compo-
nentes que requeiram um grau de filtragem mais apurado como: servo-vál-
vulas, motores de pistões axiais, válvulas proporcionais, entre outros. (01 a
10 mm).
CAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULCAPÍTULOOOOO14
FILFILFILFILFILTROSTROSTROSTROSTROS
14.1 Tipos de Filtros Quanto à Posição de
Montagem
FIGURA 14.1: Filtro de sucção
FONTE: REXROTH, p.164
FIGURA 14.2: Filtro de pressão
FONTE: REXROTH, p.165
71HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Filtro de retorno: são os filtros montados na linha de retorno do flui-
do para o reservatório.(20 a 40 mm).
Filtro com indicadores de impurezas: São filtros que possuem um
sistema de visualização de modo a facilitarem a manutenção; uma vez saturado
o elemento filtrante os técnicos visualizam facilmente essa saturação.
A medida que o fluido passa pelo filtro e as impurezas vão se acumu-
lando no elemento filtrante, a dificuldade de passagem faz a pressão na linha
aumentar e isso causa o deslocamento do êmbolo; a extremidade do êmbolo
está ligada a um dispositivo colorido que mostra, dependendo da condição
do elemento filtrante, uma determinada cor no visor do mesmo.
FIGURA 14.3: Filtro de retorno
FONTE: REXROTH, p.165
FIGURA 14.4: Filtro de retorno com indicador óptico (mecânico) de saturação
FIGURA 14.5: Filtro de retorno com indicador eletro-óptico de saturação
72HIDRÁULICA E TÉCNICAS DE COMANDO
SÉRIE RECURSOS DIDÁTICOS
Semelhante ao anterior, porém, aqui o deslocamento do êmbolo irá
acionar um contato elétrico que emitirá um sinal de comando podendo,