Aula 08 - Projeto sistema hidraulico_Especificação de componentes_1

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Jaqueline Mendes Queiroz
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Comandos Hidráulicos e 
Pneumáticos
Projeto de Sistema Hidráulico
Especificação de Componentes
Roteiro
 Dimensionamento cilindro
 Motor hidráulico
 Bomba / motor elétrico
 Reservatório
 Tubulação 
 Filtro de ar
 Filtro de retorno
 Instrumentação básica
 Componentes básicos
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Elaborar um projeto:
Um cilindro hidráulico de dupla ação comanda a operação de 
descarga de um silo de armazenagem. Deve-se ter a 
possibilidade de avançar, retornar ou parar em qualquer 
posição intermediária e não ceder sob a ação da carga, pois 
o produto pode fluir em maior ou menor quantidade, em 
função da capacidade de carga do veículo a ser carregado.
Dados:
 Força necessária para fechar o silo: Fa = 800 kgf
 Curso máximo do cilindro: h = 300 mm
 Tempo necessário para avançar o cilindro: ta = 6 segundos
 Distância entre o ponto de fixação do cilindro e a 
ponta da haste totalmente estendida: L = 800mm
 Rendimento volumétrico: ηv = 80%
Definida uma pressão de trabalho de 140 Bar
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 Considerar:
1. Reservatório 
2. Filtro de ar
• Qar = Qbomba
• Micragem = 3 μm
3. Filtro de retorno
• Qfiltro = 3*Qbomba
• Micragem = 10 μm
4. Motor elétrico
5. Bomba
6. Válvula limitadora de pressão
7. Válvulas de retenção = 3 bar
8. Manômetro
9. Válvula direcional 
10. Cilindro
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1) Elaborar o sistema hidráulico
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1) Elaborar o sistema hidráulico
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1. Reservatório 
2. Filtro de ar
3. Filtro de retorno
4. Motor elétrico
5. Bomba
6. Válvula limitadora 
de pressão
7. Válvulas de 
retenção
8. Manômetro
9. Válvula direcional 
10. Cilindro
1) Dimensionar o cilindro hidráulico
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Calculando o Cilindro
Dados:
Fa=800kgf
P=140 Bar
• Cálculo do diâmetro do pistão
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Calculando o Cilindro
• Cálculo do diâmetro da haste
Quando não se tem a relação de áreas, precisamos calcular o diâmetro mínimo 
da haste do cilindro
Escolha da haste do cilindro
Para a escolha da haste devemos levar em consideração 3 fatores:
 Verificar a flambagem
 Quando maior o diâmetro da haste mais rápido retorna o cilindro
 Quanto maior o diâmetro mais caro custa o cilindro.
Obs.: Se o tempo de retorno é longo, por critérios de economia, o 3º item 
prevalece ao 2º e procuramos adotar a menor haste possível.
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Calculando o Cilindro
Quanto à flambagem, sabemos que ela pode ocorrer devido a 3 causas:
 Tipo de fixação do cilindro.
 Curso do cilindro ( correspondente ao tamanho da haste).
 Carga aplicada na haste.
Quando o comprimento “L” exceder a 1 metro, será necessário especificar um 
tubo de parada. Para cada 250 mm que “L” exceder a 1 metro, usa-se 25 mm de 
tubo de parada. Se a velocidade do pistão for superior a 10 cm/s, é necessário o 
uso de um amortecedor de fim de curso.
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Regra geral
Aqui você vai chegar ao mínimo diâmetro necessário da haste D (mm) para que a 
mesma não sofra flambagem. Aplique a equação:
Onde:
D = Diâmetro da haste (mm)
F = Força do Equipamento (Ton)
LF = Comprimento livre de flambagem (em mm)
L = Distância em mm entre o ponto de fixação do cilindro e a ponta da haste 
(com ela totalmente aberta).
LF = Depende da situação de montagem do cilindro (veja figura ao lado) e é 
obtido em função de L.
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Observação:
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Calculando o Cilindro
Dados:
Fa=800kgf
P=140 Bar
Dp = 27 mm
• Cálculo do diâmetro do diâmetro mínimo de flambagem
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Obs: consultando-se a tabela 1, encontramos a situação 2 (cilindro e
carga, articulados e guiados) LF = L.
Dh=20,5 mm
Calculando o Cilindro
Dados:
Fa=800kgf
P=140 Bar
Dp = 27 mm
Dh=20,7 mm (diâmetro mínimo)
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Calculando o Cilindro
Dados:
Fa=800kgf
P=140 Bar
Dp = 27 mm
Dh=20,7 mm (diâmetro mínimo)
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Calculando o Cilindro
Dados:
Fa=800kgf
P=140 Bar
Dp = 27 mm
Dh=20,7 mm (diâmetro mínimo)
Portanto o cilindro escolhido será:
Cilindro 40/25 x 300 (Considerando um curso de 300mm)
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https://www.boschrexroth.com/en/xc/products/product-groups/industrial-
hydraulics/cylinders/tie-rod-cylinders/cd-single-rod-cylinder
https://www.boschrexroth.com/en/xc/products/product-groups/industrial-hydraulics/cylinders/tie-rod-cylinders/cd-single-rod-cylinder
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Recalculando a pressão
Dados:
Fa=800kgf
P=140 Bar
Calculado
Dp = 27 mm
Dh=20,7 mm (diâmetro mínimo)
Escolhido
Cilindro 40/25 x 500 (Considerando um curso de 300mm)
Dp = 40 mm
Dh = 25 mm
Logo, precisa calcular a pressão, para que, com este cilindro, possa atingir a força 
de 800 kgf
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Recalculando a pressão
Dados:
Fa=800kgf
Cilindro 40/25 x 500 (Considerando um curso de 300mm)
Dp = 40 mm
Dh = 25 mm
Ap = 12,6 cm2
Ah = 4,9 cm2
Acc = 7,7 cm2
Logo, precisa calcular a pressão, para que, com este cilindro, possa atingir a força 
de 800 kgf
P=Fa/Ap = 800/12,6 = 63,5 Bar
Portanto, a pressão do sistema será de 63,5 Bar
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Cálculo de Vazão
Dados:
Ap = 12,6 cm2
Ah = 4,9 cm2
Acc = 7,7 cm2
h = 300 mm
Ta = 6 s
Va=30/6 = 5 cm/s
QB= Va*Ap = 5*12,6= 63 cm3/s = 3,8 l/min
Definindo uma rotação de motor elétrico de 1750 rpm
Precisaríamos: 3,8/1,75 = 2,2 cm3/rotação
Pelo catálogo Rexroth seria de 2,6 cm3/rotação = 2,6*1,75 = 4,5 l/min
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Observações:
Vazão da bomba de 4,5 l/min = 75 cm3/s
 Nova Velocidade de Avanço:
Va=Qb/Ap = 75/12,6 = 5,9 cm /s ( podemos ajustar a velocidade com uma válvula 
reguladora de fluxo)
 Velocidade de Retorno: Vr=Qb/Acc = 75/7,7 = 9,7 cm/s
 Vazões induzidas:
Qia= Va*Acc = 5,9*7,7 = 45,4 cm3/s
Qir= Vr*Ap =9,7*12,6 = 122,2 cm3/s
 Pressões induzidas
Pia = Fa/Acc = 800/7,7=103,9 Bar
Fr = P*Acc =63,5*7,7= 488,95 Bar
Pir = Fr/Ap = 488,95/ 12,6 = 38,8 Bar
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1) Elaborar o sistema hidráulico
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Até agora o que foi definido do projeto:
 Cilindro dupla ação 40 / 25 
 Pressão: P = 64 Bar
 Vazão: Q = 4,5 l/min
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Potência hidráulica
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Portanto, por tabela 
encontraremos um motor 
de 1 cv
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Regra Geral: 
V (volume do reservatório) = Q (l/min) x 5
V= 5*4,5=25 = 40 l
Cálculo do diâmetro da tubulação
Valores de velocidade 
referência Bosch Rexroth:
 Sucção: 0,5 m/s
 Retorno: 4,0 m/s
 Pressão: 4,0 m/s
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 Vazão: 4,5 l/min = 75 cm3/s
Tubulação de sucção:
A=Q/v = (75 cm3/s) / (50 cm/s)
d = 13,8 mm (interno)
Ø 18 x 15 – 1/2
Tubulação de Pressão:
A=Q/v = (75 cm3/s) / (400 cm/s)
d = 5 mm (interno)
Ø 12 x 9 – ¼ ou 3/8
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Bosch Rexroth:
 Sucção: 0,5 m/s
 Retorno: 4,0 m/s
 Pressão: 4,0 m/s
Tubulação de retorno:
*Considerar o dobro da vazão (“pior” caso)
O correto é a Qir = 122 cm3/s 
A=Q/v = (122 cm3/s) / (400 cm/s)
d = 6,2 mm (interno)
Ø 12 x 9 – ¼ ou 3/8
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Bosch Rexroth:
 Sucção: 0,5 m/s
 Retorno: 4,0 m/s
 Pressão: 4,0 m/s
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Tubo trefilado sem costura
 Série leve (até 160 bar)
Ø 12 x 9 – ¼ ou 3/8
Ø 18 x 15 – 1/2
Ø 22 x 18 – ¾
Ø 28 x 22 – 1
Ø 35 x 29 – 1.1/4
Ø 42 x 36 – 1.1/2
 Série pesada (acima160 bar)
Ø 10 x 7 – ¼ ou 3/8
Ø 16 x 11 – 1/2
Ø 20 x 14 – 3/4
Ø 25 x 19 – 1
Ø 30 x 22 – 1.1/4
Ø 38 x 30 – 1.1/2
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1) Elaborar o sistema hidráulico
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Instrumentação Básica
• Manômetro de Glicerina diâmetro de 63mm 
Pressão de 120 Bar
• Indicador visual de óleo
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Componentes
• Válvula de retenção
• Válvula limitadora de pressão
• Válvula direcional
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Válvula limitadora de pressão
 DBDS6G..../100
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Válvula de retenção
 S6A1.0
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Válvula direcional com alavanca
 4 WMM6G
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1) Elaborar o sistema hidráulico
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1. Reservatório 
2. Filtro de ar
3. Filtro de retorno
4. Motor elétrico
5. Bomba
6. Válvula limitadora 
de pressão
7. Válvulas de 
retenção
8. Manômetro
9. Válvula direcional 
10. Cilindro
Lista de componentes
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1. Reservatório de 40 litros
2. Filtro de ar 5 microns
3. Filtro de retorno 10 microns
4. Motor elétrico trifásico 1 CV – 1750 rpm
5. Bomba hidráulica de engrenagens externas de 4,5 l/min
6. Válvula limitadora de pressão DBDS6G/100
7. Válvula de retenção S6A1.0
8. Manômetro de glicerina diam 63mm – 0 a 120 Bar
9. Válvula direcional dealavanca manual 4WMM6G
10. Cilindro de dupla ação 40/25x300
Tubulação para sucção 18 x 15 mm tubo trefilado sem costura
Tubulação para pressão 12 x 9 mm tubo trefilado sem costura
Tubulação para retorno 12 x 9 mm tubo trefilado sem costura