Manual de Hidráulica Básica

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Racine Hidráulica Ltda. _.....,..._ ___ . --+-
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R121m Racine Hidráulica 
Manual de hidráulica básica. Porto Alegre, 
1981 - 3.' Edição. 
323p, ilust. 
1. Hidráulica. 1. Título. 
CDU 532 
Preparada pelas bibliotecárias: Esther Eunice Lindemayer e Paulete Golbert 
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. MANUAL DE 
HIDRÁULICA BÁSICA 
Rexnord 
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Racine Hidráulica Ltda. 
1981 
3.ª Edição 
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NOTA /7 
CAP.! 
CAP. II 
CAP.lll 
CAP. IV 
CAP. V 
CAP. VI 
CAP. VII 
SUMÁRIO 
INTRODUÇÃ0/9 
1. Um pouco de história/9 
2. Conceitos/10 
3. Classificação dos sistemas hidráulicos/10 
4. Esquema geral de um sistem·a hidráulico/11 
5. Vantagens e desvantagens dos sistemas hidráulicos/11 
CONHECIMENTOS FUNDAMENTAIS/13 
1. Lei de Pascal/ 13 
2. Princípio da conservação da energia/ 14 
3. Força e pressão/15 
4. Pressão hidrostática/15 
5. Princípio de Bernoulli/17 
6. Escoamento do fluido em tubulações/IS 
7. Vazão em tubulações/19 · 
8. Perda ·de carga na linha de pressão de um sistema hidráulic0/20 
9. Cálculos/21 
10. Exemplos de cálculos/27 
SIMBOLOGIA/33 
1. Representação básica/33 
2. Dutos/34 
3. Reservatórios e acumuladores/35 
4. Condicionadores de fluido/36 
5. Atuadores lineares/37 
6. Comandos e controles/38 
7. Dispositivos rotativos/39 
8. Instrumentos e acessórios/41 
9. Válvulas de controle direcional/42 
10. Válvulas de controle de pressão/43 
11. Válvulas de controle de vazão/44 
FLUIDOS HIDRÁULICOS/45 
1. O Óleo mineral/45 
2. Fluidos resistentes ao fogo/50 
3. A hora da troca. Procedimentos/54 
RESERVATÓRIOS E ACESSÓRIOS/55 
1. As funções do reservatório/55 
2. Construção do reservatório/55 
3. Acessórios/61 
4. Considerações finats/63 
FILTROS/65 
1. Princípio de filtragem mecânica/65 
2. Exemplo de aplicação/69 
3. Considerações finais/70 
CILINDROS/73 
1. Tipos de ctlindros/74 
2. Vedações nos cilindros/78 
3. Aplicações/82 
4. Cálculos/84 
5. Considerações finais/99 
CAP. Vlll 
CAP. IX 
CAP.X 
CAP. XI 
CAP. XII 
CAP. XIII 
CAP. XIV 
CAP.XV 
CAP. XVI 
CAP. XVII 
BOMBAS/127 
1. Conceito/127 
2. Tipos de bombas/128 
3. Cuidados na instalação de bombas/141 
4. Procedimentos no momento da troca/144 
5. Considerações finais/145 
VÂLVULAS REGULADORAS DE PRESSÃ0/149 
- Considerações iniciais/149 
1. Válvulas de alívio e segurança/150 
2. Válvula de descarga/157 
3. Válvula de contrabalanço/159 
4. Válvula de seqüência/161 
5. Válvula redutora de pressão/163 
6. Válvula supressora de choque/164 
7. Observações finais - sumário/165 
- VÂLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL/167 
1. Considerações iniciais/168 
2. Tipos de válvulas direcionais/168 
VÂLVULAS REGULADORAS DE VAZÃ0/189 
1. Introdução/189 
2. Princípio de funcionamento/189 
3. Tipos de válvulas reguladoras de vazão/ 190 
4. Tipos de aplicação de válvulas reguladoras de vazão/194 
5. Observações fin~is/199 
ATUADORES ROTATIVOS/203 
!. Introdução/203 
2. Os motores hidráulicos/203 
3. Os osciladores hidráulicos/21 & 
ACUMULADORES HIDRÂULICOS/223 
1. Tipos de acumuladores - classificação construtiva/223 
2. Considerações sobre que tipo de acumuladores empregar/229 
3. Aplicações/229 
4. Dimensionam·ento/237 
5. Observações finais/244 
INTENSIFICADORES DE PRESSÃO - "BOOSTERS"/247 
1. Tipo de intensificadores de pressão/24 7 
2. Exemplos de aplicação/251 
3. Características dos intensificadores de ação contínua RACINE/253 
4. Observações finais/254 
TROCADORES DE CALOR/259 
1. Resfriadores/259 
2. Aquecedores/266 
OUTROS EQUIPAMENTOS/267 
1. Motor elétrico/267 
2. Acoplamentos elásticos/ 
3. O bloco ''manifold"/273 
4. Manômetros/275 
5. Termômetros/278 
6. O pressostato/279 
7. O limitador de curso/281 
8. O relé de tempo/284 
9. Observações finais/284 
FORMULÂRIOS, TABELAS DE CONVERSÃO E UNIDADES DE MEDIDAS/287 
1. Fórmulas mais utilizadas/287 
2. Unidades de Medidas/291 
3. Tabelas de conversão de unidades/298 
4. Outras tabelas, diagramas e ábacos/303 
Siglas/315 
Alfanuméricos/321 
Bibliografia/322 
Recibo do Manual/323 
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NOTA 
A RACINE HIDRAULICA LTDA., empresa filiada ao grupo REXNORD, vem há 
alguns anos, através de seu Departamento de Engenharia de Treinamento, ministrando cur-
sos que visam dar melhor aprimoramento técnico hidráulico aos funcionários das empresas 
que utilizam seus produtos. 
Nesses cursos, procura-se desenvolver não só a parte prática do funcionamento do 
equipamento, mas, fambém, a teoria necessária para os cálculos analíticos e gráficos. 
Dentre os diversos cursos ministrados, o primeiro deles intitula-se "HIDRAULICA 
BASICA". Dessa forma, surgiu a idéia de se fazer um manual que serviria de base para 
o acompanhamento desse curso, e de esteio para os cursos subseqüentes. 
Assim sendo, nós da RACINE, apresentamos este trabalho que, esperamos, consiga 
atingir os objetivos a que se propõe. 
1 - INTRODUÇÃO 
l. UM POUCO DE HISTÔRIA 
Existem apenas três métodos conhecidos de transmissão de potência na esfera comercial:(1) a 
mecânica,(2) a elétrica e (3) a fluí dica. 
N aturahnente, a transmissão mecânica é 3: mais velha delas, por conseguinte, a mais conhecida. 
Começou com o "ilustre desconhecido" inventor da roda e utiliza hoje de muitos outros artifícios 
mais apurados como engrenagens, carnes, correias, correntes, molas,.polias e outros. 
A elétrica, que usa geradores, motores elétricos, condutores e uma gama muito grande de outros 
componentes, é um desenvolvimento dos tempos modernos. É o único meio de se transmitir energia a 
grandes distâncias. 
A força fluida tem sua origem, por incrível que pareça, a milhares de anos antes de Cristo. O 
marco inicial, de que se tem conhecimento, foi o uso da potência fluida em uma roda d'água, que 
emprega a energia potencial da água armazenada a uma certa altura, para a geração de energia. Os 
romanos por sua vez, tinham um sistema de armazenamento de água e transmissão, através de canais 
ou dutos para as casas de banho ou fontes ornamentais. 
O uso do fluido sob pressão, como meio de transmissão de potência, já é mais recente, sendo 
que o seu desenvolvimento ocorreu, mais precisamente, após a primeira grande guerra. 
Os fatos mais marcantes da história da energia fluida poderiam ser relacionados como os 
seguintes: 
• Em 1795, um mecan1co inglês, Joseph Bramah, construiu ·a primeira prensa hidráulica, 
usando como meio transmissor, a água; 
• Em 1850, Armstrong desenvolveu o primeiro guindaste hidráulico, e para fazê.Jo, desen· 
volveu, também, o primeiro acumulador hidráulico; 
• Em 1900, a construção da primeira bomba de pistões axiais nos Estados Unidos, ocorrendo 
aqui, a substituição da água por óleo mineral, com muita vantagem. 
Hoje, com o desenvolvimento de novos metais e fluidos obtidos sinteticamente, a versatilidade e 
a dependência do uso da transmissão de força fluida torna-se evidente, desde o seu uso para um 
simples sistema de frenagern em um automóvel até a -sua utilização para complexos sistemas das 
aeronaves modernas e até mísseis. 
Nos dias atuais, sem a energia fluida, a tecnologia moderna seria impossível. Onde você poderia 
encontrar potência suficientemente grande para erguer um caminhão de grande tonelagem, ou 
suficientemente pequena para prender um ovo sem furar sua casca? 
10 Manual de hidráulica básica 
2. CONCEITOS 
Daremos a seguir algumas definições que se aplicam ao nosso estudo: 
Fluido: 
Qualquer substância capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que o contém. Como 
estamos tratando apenas de sistemas hidráulicos, o fluido quenos interessa é o óleo hidráulico. O Flui-
do pode ser líquido ou gasoso. 
Hidráulica: 
Ê a ciência que estuda líquidos em escoamento e sob pressão. No nosso estudo; tratamos apenas 
da óleo-hidráulica que é um ramo da hidráulica que utiliza o óleo como fluido. 
Sistemas óleo-hidráulicos: 
São sistemas transmissores de potência ou movimento, utilizando como elemento transmissor o 
óleo que, sob pressão, é praticamente incompressível. Os sistemas óleo-hidráulicos podem ser 
classificados de duas formas: estáticos e cinéticos. 
Sistemas óleo-hidráulicos estáticos: 
São sistemas onde a energia utilizada é a potencial, com o fluido sob alta pressão e baixa 
velocidade. Atualmente, tem-se conseguido atingir até 1000 bar (14507,43 psi) 
Sistemas óleo-hidráulicos cllléticos: 
São sistemas onde a energia utilizada é a cinética, para a transmissão de potência. Em outras 
palavras, é utilizado o fluido animado a altas velocidades, em tomo de 50m/seg (180km/h). 
Nosso estudo se voltará mais aos sistemas óleo-hidráulicos estáticos aplicados, por exemplo, em 
prensas, guindastes, máquinas-ferramenta, ~jetoras de plásticos, etc. 
Os sistemas óleo-hidráulicos estáticos são também denominados simplesmente óleo-hidráulicos. 
3. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS lilDRÁULICOS 
Os sistemas hidráulicos podem ser classificados de diversas maneiras. 
3.1. De acordo com a pressão: 
Segundo a J.I.C. (Joint lndustry Conference), extinta em 1967 e a atual NFPA (National Fluid 
Power Association), classificamos, quanto a pressão da seguinte forma: 
O a 14 bar 
14 a 35 bar 
35 a 84 bar 
84 a 210 bar 
Acima de 210 bar 
(O a 203,10 psi) 
(203,10 a 507,76 psi) 
(507,76 a 1218,62 psi) 
(1218,62 a 3046,56 psi) 
(Acima de 3046,56 psi) 
3.2. De acordo com a sua aplicação: 
- Baixa pressão 
- Média pressão 
- Média-alta pressão 
- Alta pressão 
- Extra-alta pressão 
São classificados em sistemas de pressão contínua ou em sistemas de pressão intermitentes. 
3.3. De acordo com o tipo de bomba: 
Clà.ssificamos em sistemas de vazão constante ou vazão variável. 
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Introdução 11 
3.4. De acordo com o controle de direção: 
Sistemas de uma via (controlado por válvulas) ou de duas vias (com bombas reversíveisJ. 
4. ESQl.JEMA GERAL DE UM SISTEMA HIDRÁULICO 
De acordo com o tipo de aplicação, existe uma grande infinidade de tipos de circuitos 
hidráulicos, porém, todos eles seguem sempre um mesmo esquema, que poderíamos dividir em três 
partes principais: 
4.1. Sistema de geração 
É constituído pelo reservatório, filtros, bombas, motores, acumuladores, intensificadores de 
pressão e outros acessórios. 
4.2. Sistema de distribuição e controle 
Constituído por válvulas controladoras de vazão, pressão e direcionais. 
43. Sistema de aplicação de energia 
Aqui, encontramos os atuadores, que podem ser cilindr~s, motores hidráulicos e osciladores. 
Simbolicamente, podemos exemplificar o que foi explanado acima, através da fig. I. l. 
Sistema 
gerador 
Transmissão 
Sistema de 
controle 
Transmissão 
Fig. 1.1 - Esquema de um sistema hidráulico. 
5. VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 
Atuadores 
O sistema hidráulico é ·empregado quando se tenta evitar ou é impossível empregar-se sistemas 
mecânicos ou elétricos. 
Fazendo uma comparação entre estes três sistemas, analisamos as vantagens e desvantagens do 
emprego dos sistemas hidráulicos. 
5.1.Vantagens 
- Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo grande flexibilidade, inclusive em espaços 
reduzidos. O equivalente em sistemas mecânicos já não apresenta essa flexibilidade; 
- Devido a baixa inércia, os sistemas hidráulicos permitem uma rápida e suave inversão de 
movimento, não ocorrendo o mesmo nos sistemas mAcânicos e elétricos; 
- Possibilidade de variações micrométricas na velocidade. Já os sistemas mecânicos e elétricos 
só as tem escalonadas e de modo custoso e difícil; 
- São sistemas autolubrificados, não ocorrendo o mesmo com os mecânicos ou elétricos; 
l 
12 Manual de hidráulica básica 
- Têm pequeno peso e tamanho com relação a potência consumida em comparação aos 
sistemas elétricos e mecânicos; 
- Possibilidade de comando por apalpa dores ( copiadores hidráulicos); 
- São sistemas de fácil proteção em comparação aos mecânicos e elétricos; 
- O óleo hidráulico é um excelente condutor de calor, o que inclusive é um fator importante no 
dimensionamento do reservatório que poderá servir ~orno trocador de calor, etc. 
5.2. Desvantagens 
- Seu custo é mais alto em comparação aos sistemas mecânicos e elétricos; 
- Baixo rendimento, que é devido a três fatores: 
a) transformação de energia elétrica em mecânica e mecânica em hidráulica para, poste-
riormente, ser transformada novamente em mecânica; 
b) vazamentos internos em todos os componentes; 
e) atritos internos e externos; 
- Perigo de incêndio pois o óleo, normalmente, é fuflamável. Atualmerite tem-se empregado em 
certos casos fluidos resistentes ao fogo que, na realidade, apenas evitam a propagação do 
fogo, como veremos mais adiante. 
5.3. Comparações com sistemas pneumáticos 
Os sistemas hidráulicos possuem um controle de força (pressão) e velocidade ( vazão) mais 
apurado do que os sistemas pneumáticos, além de poderem trabalhar em pressões bem mais elevadas, 
possibilitando assim uma transmissão de potência maior. ferdem apenas no custo onde os sistemas 
pneumáticos apresentam um investimento menor. 
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': 
Conhecimentos fundamentais 13 
II - CONHECIMENTOS FUNDAMENTAIS 
Assim como qualquer outra ciência, a hidráulica necessita de conhecimentos básicos, a fim de 
que consigamos obter dela, aquilo que realmente necessitamos. De nada adiantaria, por exemplo, 
tentarmos efetuar uma operação de multiplicação sem antes sabermos a tábua da soma. Dessa forma, 
este capítulo tratará desde os princípios fuodarnentais da hidráulica até os cálculos mais empregados 
na prática. 
1. LEI DE PASCAL 
Blaise Pascal enoociou vários princípios aplicados a hidráulica, entre eles, o que mais se destaca, 
é o "Princípio Fundamental da Hidráulica", que diz: 
"Toda a pressão aplicada sobre um fluido confinado a um recipiente fechado, age igualmente 
em todas as direções dentro da massa fluida e perpendicularmente às paredes do recipiente." 
Fig. 11.1 - Lei de Pascal. 
A figura 11.1. ilustra esse princípio. Os movimentos e forças podem ser transmitidos através do 
fluido que age de acordo com o princípio da Lei de Pascal. Se aplicarmos uma pressão no ponto "A", 
essa mesma oressão será re1üstrada no manômetro no nonto "B". 
14 Manual de hidráulica básica 
2. PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA 
Não se consegue criar ou destruir energia. A energia provém da natureza Por exemplo, o calor 
de uma caldeira provém da queima do óleo que provém do petróleo; a energia elétrica pode ser obtida 
por hidrelétricas (água), usinas termelétricas (carvão), usinas termonncleares (urânio e derivados). 
Assim, como podemos ver, toda matéria-prima provém da natureza. Nós não criamos a energia, ela já 
está lá, sob outra forma. . 
Podemos, também, fazer a transformação da energia. Por exemplo, em uma usina hidrelétrica 
transformamos a energia potencial - derivada do armazenamento de água - em energia elétrica. 
Observando isso, podemos relembrar um princípio enunciado por Lavoisier: "Na natureza nada 
se cria e nada se perde, tudo se transforma". Ora, como a energia provém da natureza, podemos dizer, 
também, que não podemos nem criar ou destruir energia, porém, podemos transformá-la. 
Assim, é comum vermos em sistemas hidráulicos a energia elétrica transformada em mecânica 
(motor elétrico acionando bomba) e esta última transformada em hidráulica (energia mecânica 
transferida ao óleo através da bomba). 
Na figura II.2. vemos a transformaçãoda energia (força) mecânica transformada em hidráulica e 
transformada novamente em mecânica. 
2000kg 
IOOOkg 
Pistão "A" Pistão "D" 
50cm2 
Fig. 11.2 - Princípio da conservação da energia. 
Na figura II.2. podemos observar que o peso de 2.000kg é movimentado em uma distância de 
I centímetro por um outro peso de l.OOOkg que se desloca 2 centímetros, em virtude de que a área 
do pistão "A" é duas vezes menor do que a do "B". Vimos que ccim um peque.no esforço e grande 
deslocamento, conseguimos um grande esforço com pequeno deslocamento representando trabalhos 
iguais (fo,ça x deslocamento). 
Obsetve-se que a hidráulica obedece o "Princípio da Alavanca", isto é, vejamos a figura 113. 
Notamos que o peso de SOkg equilibra outro de !OOkg a partir de um apoio colocado a 2 metros do 
primeiro peso e a 1 metro do segundo. Se colocássemos o primeiro peso a 3 metros do apoio 
mantendo a mesma distância para o segundo, a barra penderia para a esquerda apesar de que SOkg é 
menor do que !OOkg. 
Vemos, portanto, que o paralelo que se estabelece entre o princípio da alavanca e a hidráulica, é 
que nesta última, podemos equilibrar dois pesos distintos desde que, haja uma relação entre as áreas 
envolvidas, enquanto que na alavanca, o comprimento da barra é o fator importante. Saliente-se ainda 
que, utilizando-se desse princípio na hidráulica, consegue-se obter grandes forças a partir. de uma 
oeauena forca fornecida. 
1 
1 
Conhecimentos fundamentais 
50 
kg 
2m 
3. FORÇA E PRESSÃO 
50 
kg 
lm 
IOOkg 
Fig. 11.3 - Princípio da alavanca. 
15 
IOOkg 
lm 
Podemos definir força, com qualquer causa capaz de realizar trabalho. Por exemplo, se 
quizermos movimentar um corpo qualquer, deverp.os aplicar uma força sobre ele. O mesmo ocorre' 
quando quizermos pará-lo. 
Se, por outro lado, aplicarmos uma força "F" sobre uma superfície "A", definimos como 
pressão "P", a razão entre a força "F" e a superfície "A", de forma que, saberemos dizer a força 
aplicada por unidade de área considerada. Por exemplo, se temos uma dada pressão igual a 30kg/cm2 
distribuída em uma superfície de 30cm2 , dizemos que a cada quadrado de lado igual a lcm da 
superfície considerada, temos atuando uma força de 30kg e podemos dizer, ainda, que temos 900kg 
de força atuando sobre o corpo. 
Portanto: 
ou ainda, 
onde, P = pressão 
F = força 
A= área 
Na óleo-hidráulica dizemos que existe pressão em determinada parte do circuito hidráulico, 
quando existe resistência ao fluxo de óleo gerado pela bomba. A bomba nunca gera pressão, gera 
somente vazão de óleo. As resistências encontradas pelo óleo na sua- trajetória são as responsáveis pela 
geração da pressão. 
A pressão é, normalmente, expressa por kg/cm2, PSI (pounds per square inches - libras por 
polegadas quadradas), bárias ou atmosferas. Porém de acordo com o sistema internacional de medidas, 
a pressão deve ser expressa em bar. 
4. PRESSÃO HIDROSTÃTICA 
A terra encontra-se envolta por uma camada de ar que é composta de oxigênio, nitrogênio e 
gases raros. A essa camada, damos o nome de atmosfera. Essa camada de ar possui um peso 
1 
i' 
1 
16 
Manual de hidráulica básica 
determinado e, a partir disso, ao nível do m
ar (nível= zero), ficou convencionado dizer-se que, a 
pressão exercida pela coluna de ar, é igual a 1
 atmosfera (latm). 
Suponhamos que temos um reservatório com
 líquido, como na figura 11.4, ao nível do mar
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O,OOm 
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Fig. 11.4 - Pressão atmosférica. 
A pressão aplicada ao fluido, que como vimo
s pelo princípio de Pascal, é distribuída igual
mente 
por toda a parede do reservatório, será igual a
 latm. 
Devemos observar que, se o peso do ar tem i
nfluência, então, o peso da coluna de fluido e
m um 
certo reservatório também terá no cálculo da
 pressão total. Portanto, a pressão existente e
m qualquer 
ponto da massa fluida, será igual à soma da pr
essão atmosférica com a pressão exercida pe
la coluna 
fluida sobre esse ponto. A essa pressão, damo
s o nome de, pressão hidrostática. 
Vale demonstrarmos aqui, uma experiência
 que resolvemos denominar de "experiênc
ia do 
manômetro". 
Veja a fig. II. 5. Suponhamos que temos dois reservatório
s, um com lcm de diâmetro e outro 
com 20cm. Em ambos colocamos água, (densidade da 
água= m/v = lkg/dm
3 ), a uma altura de 10 
metros, correspondente às posições dos manôm
etros. 
A pressão marcada por ambos os manôme
tros será de lkg/ cm
2
, pois, aos manômetros não 
interessa os diâmetros dos reservatórios, já que eles estão 
calibrados para ler a força aplicada por cm
2 
da área livre do líquido. 
lcm 
20cm 
-f r-
f 
1000cm 
1-.·· .... 
Fig. 11.5 - Experiência do manômetro. 
1 
'1 
Conhecimentos fu.ndamentais 17 
No reservatório maior temos uma maior força aplicada sobre sua b~se em virtude de sua área 
exposta a pressão ser maior do que a área do reservatório pequeno. 
Pode-se fazer uma verificação prática da variação da pressão corri ~· variação da coluna do 
líquido. 
A fig. II.6., mostra um reseJ:Vatório com 3 furos laterais. No furo riiaiS próximo da base sai o 
jato mais forte, pois, quanto mais próximo da base estivermos, maior ser~.a'·pressão hidrostática e o 
jato de líquido irá mais longe. . 
Fig. 11.6 - Variação da pressão com a altura da coluna üqÇidl'!,. 
S. PRINCIPIO DE BERNOULLI 
Observemos a fig. II. 7 .. Temos duas cámaras "A" e "B" com um tubo de interligação de 
pequeno diâmetro "C". Suponhamos aplicado sobre o pistão da câmara /'A" uma força "F" que 
origine uma pressão de lOObar. O óleo tende a escoar pelo duto "C":' até a câmara "B", onde 
reproduz a mesma pressão de lOOatm Se colocarmos um manômetro no h'.1.bO "C" verificaremos que 
a leitura será menor do que 100 bar. 
lOObar 
A ·, ... 
·, 
1' •• ••• 
lOObar 
• .. B 
Fig. II. 7 - Princípio de Bernoulli. 
18 Manual de hidráulica básica 
Bernoulli, então, enunciou o seguinte princípio; "A soma da pressão e energia cinética, nos 
vários pontos de um sistema, é constante, para uma vazão constante". 
No nosso caso, a pressão em "C" será menor porque aí é maior a velocidade do fluido. 
Portanto, a pressão estática de um líquido em movimento varia em relação inversa a sua velocidade, 
i.é, quanto mais aumentarmos a velocidade do fluido, mais diminuiremos sua pressão. 
6. ESCOAMENTO DO FLUIDO EM TUBULAÇÕES 
Os fluidos possuem uma característica inerente de sempre percorrer "o caminho mais fácil", i.é, 
se o fluxo pode optar por 3 caminhos ( dutos) diferentes em um sistema hidráulico, é certo que ele 
optará pelo caminho mais fácil. 
Suponhamos ter um duto em cuja extremidade exista uma ramificação para três outros dutos, 
"A",. "B" e "C". No duto "A" temos uma válvula de seqüência que, para ser aberta, exige uma 
pressão de 50 bar;· no duto "B" temos a sua extremidade ligada à tomada de um cilindro que 
necessitará de 20 ba.:r de pressão para efetuar um trabalho qualquer. No duto "C", uma válvula de 
alívio que abrirá quando for atingida a pressão de 70 bar. dirigindo o fluido para tanque. 
O comportamento do fluxo será de primeiro transpor o duto "B" acionando o cilindro, para 
depois transpor o duto "A" abrindo a válvula de seqüência, e efetuando outro trabalho qualquer, 
para, finalmente, transpor o duto "C", abrindo a válvula de alívio e dirigindo-se para o reservatório. 
Existem dois tipos de escoamento a serem estudados; o escoamento laminar e o escoamento 
turbulento. 
O tipo de escoamento depende de vários fatores, entre eles, a rugosidade interna e o diâmetro 
do tubo onde ocorre o escoamento, a velocidade e viscosidade do fluido, etc. 
Para se saber quando o regimede escoamento é laminar ou turbulento devemos definir o 
número de Reynolds "R". 
O número de Reynolds é dado pela razão do produto da velocidade do fluido com o diâmetro 
do duto pela viscosidade cinemática. 
IR= v ~ D 1 (v para óleo a 220SSU e 38°C = 47,5 centistokes) 
Quando em um determinado escoamento o número de Reynolds encontra-se na faixa de O a 
2.000, dizemos que o escoamento é laminar. Se, porém, o número de Reynolds for maior .do que 
3.000, dizemos que o escoamento é turbulento. Na faixa de 2.000 a 3.000 não podemos afirmar CQffi 
certeza se o escoamento é laminar ou turbulento, podendo ocorrer qualquer um dos dois. V ale obser-
varmos que, se no cálculo introduzirmos D effi cm,v em cm/seg e v em st, "R" resultará um número 
puro. 
Fig. II.8 - Escoamento laminar. 
,r1l1Tllllllllllllllllllllllll#,J 
Fig. 11.9 - Escoamento turbulento. 
- -- ----- ------ -----------
Conhecimentos fundamentais 19 
O ideal para circuitos óleo-hidráulicos, é que o regime de escoamento seja laminar, (R,,;; 2.000) 
pois, em escoamentos de regimes turbulentos, as perdas de pressão ( carga) são maiores. Sempre que 
possível, deve·se evitar o emprego de restrições ou curvas abruptas nos circuitos, pois, fora de dúvidas, 
são um convite ao regime turbulento. 
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Fig. 11.10 - Restriçõe s ou cunras abru p tas. 
-
• 
• 
... ., ., ., .,, , _, ,I 
Fig. 11.11 - Restrições ou curvas suaves. 
7. VAZÃO EM TUBULAÇÕES 
A vazão de um fluido pode ser determinada de duas formas distintas. Como ela é dada por 
1/min ou g.p.m. (galões por minuto) ou m3 /seg., etc., podemos determiná-la pela razão do volume 
ldado do fluido por unidade de tempo ou ainda_ pelo produto da velocidade do fluido pela área à 
d. o mesmo está escoando. 
lo=TI (]) lo=v. Al(2) de (2) daí, lo=f -AI pois IV =fl 
Porém: 
Generalizando: 
Onde, 
s. A=V V Q=- (1)=(2) 
t 
Q =v. A= y_ ou v = g_ ou A= g_ ou V= Q . t ou t = y_ t A V Q 
Q vazão 
v = velocidade 
t tempo 
A= área 
V=volume 
s = espaço ou curso 
• 
20 Manual de hidráulica básica 
Deve-se sempre observar a velocidade recomendada para o escoamento do fluido. A RACINE 
recomenda aos seus clielltes as seguintes velocidades de escoamento para o óleo hidráulico: 
- Para Sucção e Pfeenchimento: 
v = 60,96 a J 2! ,92cm/s (2 a 4 f t/s) · 
- Para Retorno: 
v = 304,80 a 457,20cn{/s (10 a 15 ft/s) 
- Para Retorno apó.~· haver passado por uma válvula reguladora de pressão do tipo alívio: 
v '= 457,20 a 76,2,20cm/s (15 a 25 f t/s) 
- Para Pressão abàiio de 210 bar 
v = 762,20 a 9l4;40cm/s (25 a 30 ft/s) 
- Para Pressão aci;,.,a de '210 bar: 
v = 457,20 a 509,60cm/s (15 a 20 ft/s) 
Observando-se est!].s ·.velocidades, estaremos contribuindo para que o sistema tenha escoamento 
laminar (menor perda d_e Ç3.rga), e o cálculo da tubulação invariavelmente resultará em um diâmetro 
comercial. 
8. PERDA DE CARGA NA LINHA DE PRESSÃO DE UM SISTEMA lllDRÁULICO 
Durante o escoarpeilto do fluido através do sistema hidráulico, pode ocorrer uma perda de 
pressão (mais comumeilte' denominada perda de carga), que é devida a vários fatores. Todos esses 
fatores entram no cálculo de perda de carga no sistema hidráulico que é feito da seguinte maneira: 
L llP = f. D. v2: .:Y 9,266 
1 
onde, 215915 
l\P = perda:d~ carga do sistema em bar 
f ;' fator dei fricção (número puro) 
' L U + Ls = comprimento total da tubulação em centímetros 
U = comprimento da tubulação retilínea em centímetros 
Ls = compi;ililento equivalente das singularidades em centímetros 
D diâme.tro interno da tubulação em centímetro 
v veloci~ade de escoamento do fluido em centímetros/segundo (cm/seg.) 
y densidade do fluido em libras pé cúbico (kg/m3) (é igual a 881,1.para o óleo 
SAE-10}. 
215915x9266 = fator de::conversão para a uniformização das unidades. 
,, \ . 
Esta é uma fórmula\simplificada 
9. CÁLCULOS 
9 .1. Determiuação do fator "f' 
Esse fator "f' é devído a temperatura do fluido e rugosidade interna do duto, i.é, quanto mais 
rugoso for internamente.,o duto, maior dificuldade terá o óleo para escuar. 
A figura a seguir J,dstra a parede interna de um duto de cobre e moléculas de óleo (polímeros) 
aumentados microscopiÇari.'1.ente. Podemos notar os picos na parte interna e imaginamos a dificuldade 
que os· polímeros teriaql para ultrapassá-los. Essa dificuldade gera um atrito que será o responsável 
pela perda de carga. · 
Conhecimentos fundamentais 21 
f=~ 
R 
Fig. II.12 - Rugosidade de um duto. 
X= 64 para tubos rígidos e temperatura constante. 
X= 75 para tubos rígidos e temperatura variável ou para tubos flexíveis e temperatura 
constante. 
X= 90 para tubos flexíveis e temperatura variável. 
R = número de Reynolds IR= v ~ DI, onde 
v = velocidade do fluido em cm/seg. 
D= diâmetro interno da tubulação em cm. 
v = viscosidade cinemática do ·fluido em stokes ( de 0,45 a 0,50 para o óleo hidráu-
lico). 
O< R ~ 2000 escoamento laminar. 
2000 < R < 3000 escoamento indeterminado. 
R ~ 3000 escoamento turbulento. 
9.2. Detenmnação de Ls, LI e L 
Como salientamos anteriormente, restrições, curvas, bifurcaçõeS, etc., causam perda de carga e 
aquecimento do fluido. A esse tipo de perda de c~rga, damos o nome de perda de carga localizada. 
A RACINE através dos seus catálogos, fornece a seus clientes, as perdas de carga que ocorrem 
em _cada tipo de válvula; por exemplo: a válvula de controle direcional 1/4", quando trabalhando a 
200 bar e44~/mindevazão, (2902 psi) possui uma perda de carga localizada de3,Sbar (50,78 psi). 
Essa queda de pressão é normal em qualquer tipo d, válvula ej quanto maior for a resistência a 
passagem do óleo, maior será a perda de carga localizada. 
Podemos observar, então, que as curvas de 90, 45.ou 30 graus, bifurcações, cotovelos, etc., 
também fornecem uma certà resistência ao fluxo de óleo, ocasionando, portanto, outra perda de carga 
localizada. Como é milito difícil se estabelecer uma queda de pressão para cada tipo de cotovelo ou 
curva, etc., o que se costuma fazer é· transformar, em cálculos, esse cotovelo ou curva em um 
"comprimento equivalente" de canalizaçêlo retilínea, e para tal, existem tabelas que nos auxiliam 
nestas transformações. 
Saliente-se que estes cotovelos, curvas, registros, etc., são denominados de singularidades. 
A ·seguir, apresentamos uma tabela de transformação de singularidades em comprimentos 
equivalenÍes. 
1 
1 
----
Fig. II.12A - COMPRIMENTOS EQUN ALENTES A PERDAS LOCALIZADAS 
(EM POLEGADAS DE CANALIZAÇÃO RJlTILÍNEA) 
DIÂMETRO 
Cotovelo 
90° 
Cotovelo 
90° 
Cotovelo 
90º 
Cotovelo 
45º 
Curva 
90º 
CUm 
90° 
C=• 
45º 
Entrada 
normal 
Entrada 
de borda 
Registro 
de gaveta 
Registro 
de globo 
Registro 
de ângulo 
Tê de 
passagem 
direta 
Te"" 1 saída 
lado 
Té de 
saída 
bi-lateral 
Saída de I Válv. de 
Canaliz. rei. tipo 
leve R Longo R. Médio R. Curro R. L<:mgo R Curto 
mm Pol ~ ~· ~ !) ~ ~ le> J-l~IAl!l! °V ·~ ~ 
Válv. de 
pé' 
clivo 
e 4610 
Válv. de 
rei. tipo 
pes;1da 
Si 
3,175 1 1/8 1 3,94 1 3,94 i 3,94 1 3,94 1 3,94 1 3.94 1 3.94 1 3,94 i 3.94 1 3,94 1 JLSO 1 27.Sú j 3,94 1 l!,81 1 11,81 1 35,43 1 3.94 1 lJ.81 ! 15.75 
6,350 l/4 7.87 7,87 IL81 3,94 3,94 7.87 3.94 3.94 7.87 J.94 94.4'> 51.18 3,94 19.69 19,69 70,87 7,~7 19,69 31.50 
95~5 3/8 7.87 11.81 15,75 7,87 7,87 7.87 7.87 7.87 1 l);l 3,94 145.67 7S.74 7.'67 31,SO 31.50 106JO 11.81 31.50 47.2-4 
12,700 1/2 11.81 15,75 19,69 7.87 7.87 11.81 7,'67 7.87 15.75 3.'l--1- l'l2.<JI 102.36 ll,81 39,37 3937 141,73 15,75 4331 62.99 
15.875 ~/8 11.81 19.69 23,62 7.87 7,87 11,81 7)37 7,87IS.75 3.94 221'\.35 122.05 11,bl 47,24 47.24 181,10 15,75 55.12 7b,74 
19,050 3/4 15,75 23,6~ 27,56 ll.81 ll.81 15.75 7.87 7.87 l<l_6'J 3,<J..\ 26J.7S 1--1-1.73 15.75 55.12 55,12 220,47 19,69 70,87 9--1-.48 
22.225 7/8 15,75 23.62 27.56 11.81 11.81 !J75 7J!,7 7.87 23.62 3,'J4 2<Jl..l..\ lbl.42 15.75 59.06 59,06 251.97 l<J.69 74,80 110.24 
I 25.400 1 19.69 27.56 31,50 15.75' 11.81 19.(19 7,87 11.:,;1 27.:i(, 7,l7 322.63 lt\l.10 19.69 61,,9,1 6b.'l3 287.40 19.69 82,68 125.98 
28,575 1.1/8 23,63 31.50 39.37 19.6') 15,75 23.(,2 l l)ll 15.7:'i 31.51J 7.87 3X'i_8.l 220.--1-7 23.1'2 7X.7--I 71'.7--1- 3--1-2.52 27.56 94.45 141.73 
31.750 1.1/4 D.56 35.43 4331 19.69 15.75 23.i,2 11.81 15.75 .15.--13 7,87 
34.925 1.3/8 31.50 3<J,37 47.24 23.h2 l'J.6<J 27.'iU 11.81 15.7:'i J'J.37 1 Usl 
1 38,100 1.1/2 35.43 43.31 SJ,18 23,62 I'),(,') 27.50 11.xl ltJ.llLJ 3'!.37 li.Ili 
41.275 1..518 39.37 47.24 55_12 27,St, llJ.h'J 31.,o I L~l 23.i,2 -1-3.31 11.1'1 
44.450 1.3/4 43.31 5\.18 59.06 
47.625 [ L7/8 1 43.31 1 51.18 62,99 
50,800 ] ] 43,31 55.12 66.')3 
57,150 2.1/4 47.24 
27.5(1 
3 l.50 
3 l.50 
23.h2 
::.1.1,2 
23.(,2 
27 S1, 
31.50 l .'i.7.'i 23.62 51. IS l .'i.7.'i 
27.5(, 1 55.12 1 l'i.75 I S.75 35.-1-3 
3'i.-+~_l_l~_75 1 27.Si, 5').06 15.75 
3lJJ7 1<)_1,'J J ]._';IJ i,(,,<JJ 15.75 
--1--1--1-,bH 220,47 27 .. 'i(, 90.55 'l)(),55 393,7() 35,43 106.30 157.--1-8 
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55.12 -+- 23.b2 -1-7.2-1- j. ')8.--1-3 1 23J,2 1.102 .. S(, 551.IS bi,.'l3 220.--1-7 220.-1-7 81H.'l0 %.43 
SlJ.06 -- -
413,Jl) .2117.72 43.J I 82.550 1 3.1/4 1 66.93 86.61 \06.30 
236,22 236.22 84(,.,4(, 10(,.30 .291.34 444,88 88,900 1 3.1/2 1 74,80 1 94,49 1 118.1) 1 55.12 1 47,24 27.)() 55. 12 106.30 2J.b2 1 1.1,\l.lO 1 5lJO.SS 74 80 
59.0(, 27.56 'i'l.06 1 95,250 33/4 78_74 98.43 tl25.98 55.12 47,24 1 
1 101.600 4 s::,68 102.36 133,86 ~~ 51.18 1 r,2.tJ'l 1 27.56 h2.'l') 
1 107,950 4.1/4 90.55 110.24 14'.73 62,'J'l 5~.12 
J 14.300 4.1/2 94,49 125,tJS 149.61 66.93 59,0t, --1 74.80 
(,(,.')? 1 31.50 1 (,(,.'!J 
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35039 
370,08 
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Conhecimentos fundamentais 23 
À soma de todos os comprimentos equivalentes damos o nome de "Ls", que será acrescentada 
ao comprimento da tubulação retilínea "Ll", fornecendo assim o comprimento total da tubulação 
"L". Mais adiante, neste mesmo capítulo, veremos um exemplo de cálculo. 
9 .3. Determinação de "D" 
O diâmetro interno da tubulação é determinado à partir do cálculo da área da seção do duto 
"A" obtido através da vazão e velocidade do fluxo do fluido. Assim, temos que: 
Q=v.A :./A=~/ 
Como a perda de carga que nos interessa ocorre em linhas de pressão, adotamos a velocidade 
"v" recomendada de 1-Sft/sec ou 457,20cm/seg (ver Hem 7 deste capi'tulo). 
Portanto, 
A Q(em cuft/sec) · A= Q(em cm
3 /seg) 
15 ou, 457,20 
Uma vez determinado "A", sabemos: que: 
I A = rr .4D' I :. D=R 
ou ainda, 
D= 1,128-y'A 
9 .4. Determinação de v 
A velocidade do fluido deverá ser aquela recomendada (15ft/sec ou 457,20cm/seg em linhas de 
pressão). 
Existe um motivo para essa recomendação. Como vimos anteriormente, para que não ocorra 
uma grande perda de carga no sistema, o escoamento deverá ser laminar e o número de Reynolds 
deverá estar abaixo de 2.000. Experimentalmente verificou-se que para que essa condição seja 
observada, as velocidades deveriam ser aquelas recomendadas. 
9.5. Detenninação der 
Gama (y) é a densidade do fluido em quilograma/metro cúbico (Kg/m3) e é igual a 881,1 
para o óleo SAE-10. 
9 .6. Procedimento de cálculo 
a) Detennine "f'. 
b) Determine "Ls" e as perdas localizadas em válvulas especiais, através dos catálogos do 
fabricante. Adicione "Ls" a "Ll" para obter "L". 
c) Determine AP e efetue a soma deste cálculo com as perdas de carga localizadas nas válvulas 
especiais para obter a perda de carga total no sistema. 
d) Uma vez determinada a perda de carga total, verifique se a mesma não influirá no sistema. 
Por exemplo, se nosso sistema precisa de 190 bar para executar um determinado trabalho 
enquanto que fornecemos 210 bar e temos uma perda de carga de 30 bar a pressão útil 
disponível será P = 210 - 30 = 180 bar, insuficiente para o trabalho que o sistema 
hidráulico se propõe a fazer, pois é menor do que a pressão necessária de 190 bar. 
9. 7. O bsetvação final 
O que podemos concluir fmalmente, é que o cálculo de perda de carga no sistema hidráulico é 
importantíssimo, pois a partir dele, saberemos se a pressão que fornecemos ao sistema é sufiCiente 
-1 
1 
'I 
24 Manual de hidráulica básica 
para aquilo que o sistema se propõe a fazer. 
Devemos lembrar sempre qqe as restrições (obstrução ao. fluxo de óleo) contribuem sobre-
maneira para a perda de·-carga do sistema e conseqüente aqu-eeirnento do óleo . 
. (1) (2) 
"4?21:f!4iliiiliiiiiiiif i l"Z!ff@Z 
100 bar 75 bar SObar 
Fig. 11.13 - Perda de carga devido a restrições. 
Polímeros 
Fig. 11.14-Gotade óleo (1000 X) 
Quando o fluxo de óleo encontra uma resistência, ocorre um atrito entre as moléculas, que 
também são chamadas de polímeros. Quando falamos em atrito, logo lembramos da dificuldade de 
escorregamento ou escoamento. Assim sendo, obse~ando a fig. II.13. notamos que o óleo encontrará 
dificuldade de passar pela restrição (1). Teremos portanto que, à esquerda dessa restrição, a pressão 
aumenta, para logo depois, à sua direita, diminuir, pois o óleo escoará mais livremente até chegar a 
restrição (2), quando ocorrerá a repetição desse fenômeno. 
Nos atritos causados pelos polímeros, devido às restrições, teremos o aquecimento do óleo, 
pois, os referidos polímeros terão um espaço menor para escoar. Esse fenômeno é fácil de ser 
explicado. Esfregue as mãos suavemente para logo a seguir esfregá·las mais fortemente. Você 
observará que as palmas das mãos ficarão mais quentes, devido ao atrito. Isto é o que acontece com os 
polímeros do óleo demonstradosna fig. 11.14. 
Apenas como ilustração, pois estudaremos fluidos hidráulicos mais adiante, dizemos que, 
quando aquecido, o óleo torna~se menos viscoso (mais fino). Isso ocorre porque os polímeros s~ 
subdividem em outros polímeros menores. 
Vale aqui salientarmos, que quando na oficina fizermos uma curva em um duto para a 
montagem do sistema hidráulico, devemos observar que esta curva tenha o raio igual a 2.1/2 a 3 vezes 
o diâmetro externo do duto, como está demonstrado na fig.11.15 para se evitar que no dobramento 
enrruguemrn o duto e· portanto originemos uma restrição na diminuição da área da secção. 
Conhecimentos fundamentais 25 
• R=2.I/2 a 3D 
Fig. 11.15 - Regra do dobramento de dutos. 
Um fator a ser levado em consideração na-perda de velocidade dos atuadores são os vazamentos. 
Todo o elemento de união mal dimensionado concorre com vazamentos que causarão perda de carga e 
prejuízo a empresa, pois na maioria das vezes, o óleo de vazamentos é perdido. 
A seguir, mostramos alguns tipos de conexões mais usadas como elementos de união. Quando a 
conexão é feita com flanges, geralmente utilizamos anéis "O" para vedação. Recomenda-se usar fitas 
de teflon nas roscas das juntas para permitir um ajuste e fixação mais perfeitos. 
Fig. 11.16 - Exemplo de elementos de união standards. 
CONEXÃO ANTES DO APERTO CONEXÃO APOS O APERTO 
Fig. II.17 - Conexão entre 2 dutos - A= elemento de vedação; B e C = arestas cortantes; D= parte lisa (serve de 
guia e mantém a união contra qual.quer vibração); E e F = sulcos anelares abertos pelas arestas cortantes 
onde se alojará um elemento de vedação de aço de alta elasticidade. 
l 
26 Manual de hidráulica básica 
Fig. 11.18 - Conexão rosqueada para baixa presiillo: Fig. 11.19 - Conexão flangeada. 
Fig. 11.20 - Alguns tipos,de elementos de união. 
Fig. 11.21 - Tomada parcial de um circuito óleo-hidráulico demonstrando diversos tipos de singularidades. 
10. EXEMPLOS DE CÁLCULOS 
10.1. Cálculo da área da seção de um duto. 
I0.1.1. Calcular a área da seção de um duto de !Ocm de diâmetro. 
A= 11 • D2 = 3, 1416 . 102 
4 · 4 
3,1416. 100 
4 
314,16=7854 2 
4 , cm 
10.L2. Calcular a área da seção de um duto de 1.1/4" de diâmetro. 
27 
D = 1_!_ = 1 25 . . A= 11 • D
2 
= 3,1416. 1,252 3,1416. 1,5625 
4m , rn.. 4 4 4 4.9088 A= - 4 = l,2272sqin 
10.2. Cálculo do diâmetro interno do duto à partir da área. 
10.2.1. Calcular o diâmetro do duto cuja secção possui uma área de 1,267 cm2 
A = 1,267 
10.3. Cálculo da área da seção e diâmetro interno do duto à partir da vazão. 
i.0.3.l. Calcular a área da seção e diâmetro interno do duto na pres.sâo, sucção e retomo 
de um sistema hidráulico, que terá uma vazão máxima de 6 litros por minuto. 
Q = .Vmin = 6000 cm3/min 
a) Na pressão, velocidade do fluxo recomendada vp = 27432 cm/min 
_ 6000 
A pressao = 27432 = 0,219 cm2 
0 = ~ _ /4.0,219 =~ = 0,53 cm pr -V -----t'---- -y- 3,1416 
adotamos o duto comercial superior mais próximo Dpr = 0,635 cm (1/4") 
b) Na sucção, velocidade do fluxo recomendada Vs = 7315,2 cm/min 
_ 6000 7 A sucçao = 
731502 = 0,82 cm-
- -~ /4.o,s2 ' r--
D sucçao =V~:.: =V~~ V t,044 = 1,022 ( =- 3/8") 
adotamos o duto comercial superior mais próximo Dsuc ~ 0,95 cm (3/8") 
28 Manual de hidráulica básica 
c) No retomo, velocidade do fluxo recomendado vr = 18288 cm/min 
A retomo= 
6000 _ 2 
18288 - 0,328 cm 
D retomo =-V 4 ' ~ ret. =J j ~~i~ 0 V0,418 = 0,646 cm("'- 1/4") 
, 
adotamos Dret = 0,635 cm (1/4") 
10.3.2. Calcular a ãrea da secção e diâmetro interno de um duto na pressão, sucção e retomo de 
um sistema hidrãulico que terã uma vazão máxima de 60 litros por minuto. 
Q = 60Q/min = 60dm3 /min.= 60000cm3 /min = 1000cm3 /seg 
a) na pressão, velocidade do fluxo recomendada Vp = 457,20cm/sec 
~ A __ 1000 _ 2 8 2 ~ _ pressao - 457,20 - ,1 72cm 
'D - -j4-Apres._j4,2,1872 
pressao - " - 301416 
Y2, 7848 = !,6688cm = 16,688mm 
adotamos o duto comercial superior mais próximo Dpr = 19mm 
b) Na sucção, velocidade do fluxo recomendado Vs = !21,92cm/sec 
~. d - 1.000 2 ~ Area a sucçao = ~ = 8,202lcm 
_ _ J4 . A sue. _ / 4 • 8,2021 _...; _ _ D sucçao - " - 'V 301416 -10,4432 - 3,2316cm- 32,316mm 
adotamos o duto comercial superior mais próximo Dsuc = 35mm. 
c) No retomo, velocidade do fluxo recomendada vr = 304,SOcm/seg 
Q - 1.000 A = v Area do retomo = 304,80 = 3,2808cm2 
· 4 , A ret 4 . 3,2808 _ \! . 1 • y:;;;; 
D retomo = 
11 
V 301416 .. = 4,1773 = 2,0438cm = 20,438mm 
adotamos o duto_ comercial superior mais próximo Dret = 21mm. 
Conhecimentos fundamentais 29 
10.4. Determinação do tipo de escoamento. 
10.4.1. Determinar o tipo de escoamento que está ocorrendo em uma linha de pressão de lSmm 
de diâmetro interno. 
I R = v ~ D I velocidade recomendada na pressão= 457,20cm/seg; 
D= !Smm = !,Sem 
v = 0,45 stokes ( adotado J 
R - 457,20. 1,5 - 1524 00 
0,45 , ' 
Resposta: O escoamento é laminar pois o número de Reynolds está entre a faixa de O a 2.000. 
10.4.2. Determinar o tipo de escoamento que está ocorrendo em uma linha de pressão de 22mm 
de diâmetro interno. 
IR= v ~ DI= velocidade recomend. na pressão= 457 ,20cm/seg 
D= !Smm = !,Sem 
v = 0,45 stokes (adotado) 
R = 457,20 . 2,2 = 2 235 20 
0,45 . ' 
Resposta: O escoamento é indeterminado pois o número de Reynolds está entre a faixa de 
2.000 a 3.000. Poderemos ter uma perda de carga no sistema mais acentuada do que 
se o escoamento fosse laminar.· 
10.4.3. Determinar o tipo de escoamento que está oconendo em uma linha de pressão de SSmm 
de diâmetro interno. 
IR-_v.vDI d d / velocida e recomeu . na pressão= 457,20cm seg 
D= 55mm = 5,Scm 
v = 0,45stokes {adotado) 
:. R = 
457
·~~~ 
5
•
5 
= 5.588,00 
, 
Resposta:O escoamento é turbulento pois o número de Reynolds está a,cima de 3.000. Teremos 
perda de carga elevada no sistema. 
10.5. Cálculo de perda de carga de um sistema óleo-hidráulico. 
10.5.1. Calcular a perda de carga de um sistema sabendo que: 
a) A vazão máxima é de 18,925 t/min (SGPM) 
b) A velocidade do fluxo do fluido na linha de pressão recomendada é: 
v ~ 457,20cm/seg (15 ft/sec) 
30 
e) Os tubos são curvados e a temperatura do fluido é variável. 
d) O comprimento da canalização retilínea é de 1346 centúnetros 
e) São encontradas as seguintes sin~laridades no sistema: 
e. l) 2 cotovelos de 90° raio longo 
e.2) 2 cotovelos de 90° raio curto 
e.3) 2 cotovelos de 45º· 
e.4) 4 curvas de 90º raio longo 
e.5) 2 "tes" da saída bilateral 
e.6) 1 registro de globo 
f) Válvulas RACINE usadas na linha de pressã_o. 
f.I) 2 válvulas de controle direcional de l/4" 
f.2) 2 válvulas de seqüência de 3/8" 
f.3) 1 válvula de controle de vazão (vazão máxima 30 t/min) 
f.4) I válvula de retenção pilotada de 3/4" montada em placa 
g) O fluido utilizado é o óleo SAE- 10. 
Manual de hidráulica básica 
Sabendo que o sistema deverá necessitar de uma pressão mín.ima de 160 bar ~ que a pressão 
máxima fornecida é de 210 bar, a que conclusão chegamos após o cálculo da perda de carga total do 
sistema? 
Solução: 
-Determinação do diâmetro de acordo com a vazão e velocidade do óleo. 
Q = 18,925 t/min = 18925 cm3/min 
v = 457,2 cm/seg = 27432 cm/min 
_ 18925 _ 2 A -
27432 - 0,690 cm 
4, 0,690 
3,1416 
diâmetro adotado D = 0,9525cm (3/8") 
- Cálculo de "f' 
\/ 0,878 '= 0,937 cm 
\ f = ~ \ _x = 90 ( de acordo com os dados fornecidos no item e do problema) 
a v= 457,20cm/sec D= 0,952cm · v = 0,5stokes (adotado) 
R = 457,20. 0,952 = 870 966 0,5 ' 
está abaixo de 2.000, portanto, o escoamento é laminar e podemos continuar os cálculos sem 
modificar o diâmetro. 
90 
:. f = 870,966 O, 1033 
Obs.: Adotamos v = 0,5 stokes a fim de obtermos o maior "f' possível, e por conseguinte, o 
maior .6.P possível,iSso.traduz-se em um fator de segurança no cálculo. 
Conhecimentos fwulamentais 
- Determinação de Ls. 
De acordo com a tabela da figura II.12.A, obtemos os dados abaixo: 
SINGULARIDADE 
Cotovelo 909 iaio longo 
Cotovelo 90º raio curto 
Cotovelo 450 
Curva 900 raio longo 
"te" de saída bilateral 
Registro de globo 
- Determinação de L 
L=LJ+Ls 
- Cálculo de llp 
- !e, ~ llp-f.D. 9266 
COMPRIMENTO COMPRIMENTO 
QT. P/UNIDADE EQUIVALENTE 
(em cm) TOTAL (em cm) 
2 20 40 
2 40 80 
2 20 40 
4 20 80 
2 80 160 
1 370 370 
Ls = 770 cm 
L1 = 1346 cm 
Ls = 770 cm 
. , · , L = 1346 + 770 = 2116 cm 
f = 0,1033 
L = 2116 cm 
D = 0,9525 cm 
v = 457,2 cm/seg 
y = 881,1 Kg/m3 (P/o óleo SAE 10) 
2116 457,22x881,l 
líp = º'1033 x O 9525 x 9266 x 215915 = 21,125bar , 
- Determinação da perda de carga localizada (dp) nas válvulas da linha de pressão . 
. Obs.: Esses dados foram obtidos através dos catálogos da RACINE. 
31 
VÁLVULA QT. PERDA DE CARGA PERDA DE TOTAL POR UNIDADE 
(bar) (bar) . 
Controle direcional de 1/4" 2 3,55 7,10 
Seqüência de 3 / 8" 2 2,84 5,68 
Controladora de vazão 
1 3,55 3,55 (Q max. 8GPM) 
Retenção pilotada 3/4" 1 0,71 0,71 
montada em placa 
dp = 17,04 bar 
32 
- Detenninação da perda de carga total no sistema tiPt 
I tiPt = liP + dp \ 
- Conclusão final: 
tiP = 21,125 bar 
dp = 17,04 bar 
tiPt = 21,125 + 17,04 = 38,165 bar 
Marwal de hidráulica básica 
Sabendo que a pressão máxima fornecida ao sistema é de 210bat e que a perda de carga total 
é de 38,165bar, teremos a seguinte pressão disponível: 
P disp = P max - tiPt = 210 - 38,165 = 171.835bar 
Ora, verificando a pressão disponível (171.835bar ), a pressão exigida pelo sistema { 160 bar) e 
supondo que não ocorra nenhum vazamento ocasionando perda de pressão nas jwições do circuito 
hidráulico, podemos dizer que o sistema funcionará satisfatoriamente. 
Observemos que este cálculo foi feito baseando-se no sistema por inteiro. O que se costuma 
fazer na prática, é seguir esse procedimento dividindo-o em várias partes, tantas quantos forem os 
atuadores do sistema, obtendo-se _assim, a perda até cada atuador de fonna a se saber se a pressão 
que chega no mesmo é suficiente. 
A título de ilustração, salientamos que a perda de carga total l>Pt, é a perda de potência do sis-
te:na calculada da seguinte maneira-. 
H.P.perd. = 
tiPi(bar). Q( l/min) . 
447,19 {H.P.J 
No problema: 
H d = 38•165 x 18 •925 = l 62H P = 1036 53K al/h 
.P. per · 447.19 ' · · ' e 
Essa potência perdida transforma-se em calor, e vemos portanto, que a partir do cálculo de .APt 
poderemos dimensionar o troca dor de calor ( esse assunto será tratado 110 capítulo XV). 
1 
33 
III - SIMBOWGIA 
A seguir, relacionaremos os símbolos mais usados na representação óleo-hidráulica, de acordo 
com norma estabelecida pela J.I.C. (Joint Industry Conference) e adotada pela ANSI Y32.IO - 1967. 
1. REPRESENTAÇÃO BÂSICA 
1.1. Linhas 
1.1.l. Cheia (eixos, dutos principais) 
l.1.2. Traço longo (dutos piloto) 
1.1.3. Traço curto ( dreno, exaustão) 
------
1.1.4. Traço longo - traço curto (invólucro) 
-----
1.1.5. Cruzamento de dutos 
-+ -t-
+ x 
1.1.6. Junção de dutos 
1.2. Círculos (bombas, motores) 
ººº 
1.2 .1. Semicírculo (osciladores) 
1.3. Triângulos (indicação de entrada ou saída 
de fluido em bombas, motores, osciladores) 
( 
! 1 
34 
1.4. Seta ( direção de escoamento, ajuste 
regulável ou compensado) 
Obs.:No ajuste a seta encontra-se sempre a45°. 
/! 
1.4 .1. Exemplos de ajustes 
1.4.2. Seta curta a 90º 
( compensação de pressão) 
)( 
1.4.3. Seta recurvada (sentido da rotação) 
1.5. Traço com ponto 
(efeito ou causa de temperatura) 
l 
1 ' ' ' Manual de hidráulica básica 
1.6. Quadrados (dispositivos) 
D 
1. 7. Retângulos ( dispositivos) 
D 
2. DUTOS 
2.1. Duto principal 
2.2. Duto piloto 
---------
2.3. Dreno ou exaustão 
--------------
2.4. Direção do fluxo 
... .. 
2.5. Saída (orifício com conector) 
----~-~ 
2.6. Restrito, fixo no duto 
2.7. Duto flexível 
e 
Simbologia 35 
2.8. Entrada ou saída vedada 3. RESERVATÔRIOS E ACUMULADORES 
X 3.1. Reservatório livre 
___ _J 
2.9. Engate rápido 
3.2. Reservatório pressurizado 
2.9 .1. Sem retenção, ligado 
)1( 
2.9 .2. Sem retenção, desligado 3.3. Com duto acima do nível do fluido 
2.9.3. Com duas retenções, ligado 
3.4. Com duto abaixo do nível do fluido 
2.9 .4. Com duas retenções, desligado 
2.9 .5. Com uma retenção, ligado 
3.5. Coletor ou distribuidor ventado 
2.9.6. Com uma retenção, desligado 
)1 3.6. Acumulador (símbolo básico) 
2.10. Acoplamento giratório 
36 
3. 7. Acumulador a gás 
3.8. Acumulador a mola 
3.9. Acumulador a peso 
4. CONDICIONADORES DO FLUIDO 
4.1. Símbolo básico 
4.2. Aquecedor 
Manual de hidráulica básica 
4.2.1. O meio aquecedor é líquido 
4.2.2. O meio aquecedor é gasoso 
4 .3. Resfriador 
4.3.1. O meio resfriador é líquido 
4.3 .2. O meio resfriador é gasoso 
Simbologia 37 
4.4. Conservador de temperatura 4.5.l. Separador com dreno manual 
4.4.1. O meio conservador é líquido 1 
4.5.2. Separador com dreno automático 
1 
4.4.2. O meio consenrador é gasoso 
4.5.3. Filtro separador com dreno manual 
4.5. Filtros 
4,5.4. Filtro separador com dreno automático 
5. ATUADORES LINEARES (CILINDROS) 
5.1. Símbolo convencional 
111------+-
38 
5.2. De ação simples ou simples efeito 
111-----
1 
5.3. De dupla ação ou duplo efeito 
1 \1------+--
I 
5.4. Macaco hidráulico 
S.S. Ação simples com retomo por mola 
IV"""~ vvvv 
5.6. De dupla haste 
5.7. Com amortecimento fixo de fim de curso 
lb 1-+------+----
1 
5.8. Com amorteci·mento regulável 
em ambas as extremidades 
1 ~-1 
1 
Manual de hidráulica básica 
6. COMANDOS E CONTROLES 
6.1. Mola 
6.2. Mauual 
6.3. Botão 
6.4. Alavauca 
6.5. Pedal 
6.6. Carne ou outro acionamento mecânico 
6.7. Delel!le 
6.8. Dispositivos el~tricos 
6.8.1. Solenóide 
Simbologia 
6.8.2. Motor 
M 
6.8.3. Motor reversível 
M 
6.9. Piloto 
6.9.1. Por controle remoto 
---~ "'"I ......__ 
6.9 .2. ln temo 
6.9.3. Comando por piloto e 
centragem por mola 
xtvl 1 1 Mx 
6.10. Solenóide ou piloto 
/ 
6.11. Solenóide e piloto 
1 7 1 
6.12. Comando térmico 
6.12.1. Com sensorlocal 
1 
6.12.2. Com sensor remoto 
1 
1 
1 
1 
6.13. Servo 
Obs.: Os comandos poderão ser associados 
em sistemas OU, ou em sistemas E. 
a) Exemplo OU 
- Solenóide ! 
ou faz o acionamento 
piloto ou 
manual 
b) Exemplo E 
- Soleneóide I 
fazem o acionamento 
piloto 
1 7 1 
1 
39 
1 
e) Exemplo E/OU 
Solenóide e pilotoI 
ou faz o acionamento 
manual 
1 7 1 ~'------
7. DISPOSITIVOS ROTATIVOS 
7 .1. Símbolos básicos com entrada e saída 
40 
7 .2. Bomba hidráulica 
7.2.1. De deslocamento fixo \ 
7 .2.1.1. Unidirecional 
7.2.1.2. Bidirecional 
7.2.2. De deslocamento variável (com dreno)· 
7.2.2.1. Unidirecional 
/ 
ÚJ 
7 .2.2.2. Bidirecional 
/ 
úJ 
7.2.2.3. Unidirecional com compensador 
de pressão 
/ 
L.Ú 
Manual de hidráulica básica 
7.2.2.4. Bidirecional com compensador de pressão 
/ 
LÍ.J 
7 .2.3. Exemplo: Conjunto motor-bomba com 
motor elétrico reversível, bomba bidire- · 
cional de deslocamento variável 
e compensador de pressão 
7.3. Motor hidráulico 
7.3.1. De deslocamento fixo 
7.3.1.1. Unidirecional 
7.3.1.2. Bidirecional 
7.3 .2. De deslocamento variável 
7.3.2.1. Unidirecional 
Simbologia 
7.3.2.2. Bidirecional 
7.4. Conjunto moto-bomba 
7.4.1. Operando em uma direção como bomba 
e na direção· opostacomo motor 
7.4.2. Operando em uma direção como bomba 
ou como motor 
7.4.3. Operando em ambas direções como 
bomba ou motor 
7.6. Motores 
7.6.1. Elétrico 
41 
7.6.2. Térmico 
8. INSTRUMENTOS E ACESSÓRIOS 
8.1. Indicadores e Registros 
8.1.1. Manômetro 
8.1.2. Termômetro 
8.1.3. Medidores de vazão 
8.2. Sensores 
8.2.1. Ventnri 
8.2.2. Injetor 
42 
83. Acessórios 
8.3.1. Pressostato 
8.3 .2. Silenciador 
8.3 .3. Limitador 
9. VÂLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL 
9 .1. Envelope para uma posição 
D 
9 .2. Envelope para duas posições 
rn 
9.3. Envelope para três posições 
1 
9.4. Entrada e saída para válvula de 4 vias 
A B A B p 
P T p T 
Manual de hidráulica básica 
9.5. Entrada e saída bloqueadas 
na posição indicada 
A A B [tIIJ ~ 
p p T 
9.6. Entrada e saída abertas na posição indicada 
A B 
~ 
P T 
Obs.: Por convenção denominamos de "P" O 
duto da bomba, de "T" o duto do 
tanque e de "A~' e "B" os dutos 
do( s) atuador( es). 
9. 7. Válvula de controle direcional de duas vias 
9.7.1. Abertura e fechamento manual 
9.7.2. Com dispositivo de acionamento 
9.7.2.1. Manual com retomo por mola 
9.7 .2.2. Com solenóide com retomo por mola 
A B 
p 
9.7.3. Válvula de retenção 
9.7 .3.1. Retenção simples 
Simbologia 
9.7.3.2. Retenção pilotada para a abertura 
~ ( 
1 
1 
9.7.3.3. Retenção pilotada para o fechamento 
-----i@----
1 
9.7.3.4. Retenção dnpla com fluxo unidirecional 
9.7.3.S. Retenção dupla com fluxo 
em dois sentidos 
9.7.3.6. Sistema de distribuição 
cônt controle de' vazão 
9.8. Válvula de controle direcional de três vias 
9.8.1. De duas posições 
A B 
~\rll/fN' 
9.8.2. De três posições 
A 
P T 
p 
9 .9. Válvula de controle direcional de 4 vias 
9.9.1. De duas posições 
P T 
9.9.2. De três posições 
A B 
p T 
9.10. Tipos de centros usados nas válvulas de 
4 vias e 3 posições 
(:] [8J [51 [8] 
[E] [8 [9] D] 
[S] [HJ [S [PJ 
[a [) ~ 
4.'! 
1 O. VÁLVULAS DE CONTROLE DE PRESSÃO 
10.1. Válvula de alívio 
·--1 
1 
11 
li 
:1 
'I 
44 
10.2. Válvula de seqüência 
1 
L _ _j 
ou 
10.3. Vãlvula redutora de pressão 
-3 
1 
L _ _j 
10.4. Vâlvula de descarga 
1 O .5. Válvula de contra balanço 
ou 
Manual de hidráulica básica 
11. VÂLVULADE CONTROLE DE VAZÃO 
11.1. Controle de vazão fixo 
-
- -
11.2. Controle de vazão variável 
11.3. Vazão variável com compensadores 
de pressão e temperatura 
1 t 
11.4. Vazão variável com derivação 
(sistema "'bypass") 
,--
' 
1 
l 
l 
'1 
1 
: 1 
Fluidos hidráulicos 45 
IV - FLUIDOS IHDRÁULICOS 
O equipamento hidráulico, como já vimos, possui um custo elevado. Dessa forma, justifica-se o 
fato de querer obter-se deles o máximo rendimento com um mínimo de manutenção. 
Um dos principais fatores que se deve levar em consideração para que se estabeleça um bom 
rendimento e pouca manutenção, é a escolha correta do fluído hidráulico a ser utilizado. 
Portanto, o fluido hidráulico deve satisfazer, principahnente, a duas finalidades básicas: 
a) Transmitir com eficiência a potência que lhe é fornecida; 
b) I.,ubrificar, satisfatoriamente, os componentes internos do sistema. 
Quanto à trarismissão de potência, se o fluido hidráulico é líquido, teremos uma compressibili-
dade que varia de 0,5 a 2% a cada 70bar (1015 psi), de acordo com o tipo de fluido uiilizado e tem-
peratura de trabalho. Podemos dizer. então, que o fluido é, praticamente, incompressível e que trans-
mitirá, satisfatoriamente, a potência que a ele é fornecida. 
Quanto à lubrificação, estudaremos adiante a viscosidade do fluido para um perfeito efeito 
lubrificante. 
Dentre os fluidos utilizados em sistemas óleo-hidráulicos, Podemos destacar os seguintes tipos: 
- óleo mineral; 
- fluidos resistentes ao fogo, entre eles: 
- fosfatos de ésteres; 
- cloridratos de hldrocarbonos; 
- água glicóis ou glicóis de água; 
- água em óleo. 
Estudaremos a seguir esses diversos tipos de fluidos. 
l. O ÔLEO MINERAL 
Quando nos referimos a "óleo-hidráulico", nonnahnente subentende-se que, estamos falando 
sobre óleo mineral. O óleo mineral, aplicado em sistemas óleo-hidráulicos, é o óleo derivado do 
petróleo através de um cuidadoso processo de refmamento, que consiste em separar os diversos 
derivados do ouro negro. 
O óleo deve possuir uma série de qualidades, algumas inerentes e outras que são adicionadas 
(aditivos), a fim de que seja assegurada uma boa performance ao sistema hidráulico. 
' 1 
1 
46 Manual de hidráulica básica 
l. l. As qualidades 
1.1.1. Viscosidade 
A viscosidade de um fluido qualquer, é a medida da resistência que ele oferece ao escoamento, 
assim como, a sua capacidade de evitar o contato "metal com metal" e efetuar uma boa lubrificação. 
Poderíamos exemplificar dizendo que, a viscosidade seria a "grossura" do óleo. 
Quando a viscosidade aumenta, aumenta a resistência ao escoamento. Essa relação causa grandes 
problemas na sucção do óleo para o sistema. Dessa forma, a RACINE confeccionou uma tabela onde 
mostra a qual viscosidade cada equipamento seu poderá trabalhar. 
VISCOSIDADE 
VISCOSIDADE VISCOSIDADE VISCOSIDADE MÁXIMA 
BOMBA MINIMA DE (IDEAL DE MÁXIMA DE P/INÍCIO 
OPERAÇÃO OPERAÇÃO) OPERAÇÃO DE OPERAÇÃO 
FA;RA;K 80SSU 125-250SSU 1.000SSU 
4.000SSU 
lScSt 26-54cSt 216cSt 864cSt 
Q; Q-6; B; IOOSSU 150-250SSU 1.000SSU 4,000SSU S; T; SV-10; 2lcSt 32-54cSt 216cSt 864cSt 20, 25 
SV40 E 80 lSOSSU 
200-JOOSSU l.OOOSSU 4.000SSU 
32cSt 43-65cSt 216cSt 464cSt 
Pistões 60SSU 100-250SSU 300SSU 750SSU 
radiais !OcSt 21-54cSt 65cSt 162cSt 
Pistões 60SSU 80-200SSU 300SSU 3.000SSU 
axiais lücSt 1643cSt 65cSt 648cSt 
40SSU I00-250SSU l.OOOSSU 4.000SSU 
Engrenagens ScSt 21-54cSt 216cSt 864cSt 
Motor 80SSU 125-250SSU l.OOOSSU 4.000SSU 
hidráulico lScSt 26-54cSt 216cSt 864cSt 
Válvulas e De uma maneira geral, satisfeita a condição da bomba, a viscosida· 
Boosters de também será satisfeita para as válvulas e boosters. 
Fig. lV.1 - Tabela de viscosidades recomendadas para equipamentos RACINE. 
(SSU - Segundos Saybolt Universal) 
(cSt - Centstokes) 
Podemos notar que, quanto mais viscoso for o óleo, mais difícil se tornará sua sucção através da 
bomba. 
Em contraposição, se a viscosidade do óleo for muito baixa, o desgaste das superfícies metálicas 
em contato será muito maior, pois, a lubrificação será deficiente e os "picos" das superfícies em 
questão, irão se tocar mais freqüentemente (ver fig. 11.12.). 
Existem várias maneiras de se medir a· viscosidade do óleo através de diferentes tipos de 
viscosímetros. A mais conhecida delas, que foi adotada pela ASTM (American Society for Testing 
Materiais), é a Segundos Saybo!t Universal (SSU). Na figura IV.2., vemos como essa medida é feita. 
------------------------------- -----------------------------.,,. 
Fluidos hidráulicos 
Espelho 
térmico 
Recipiente bom 
condutor de calo1 
60ml --•1 
-
Orifício calibrado 
47 
Termômetro 
Líquido 
-.:..~,-r- conservador 
de temperatura 
(,j) 1,75mm x comp. 12,25 mm) 
Recipiente 
graduado 
Fig. IV.2 - Viscosímetro de Saybolt 
A medida de viscosidades SSU de um óleo é o tempo, em segunCris, que 60ml do óleo levam 
para escoar através de um orifício determinado, a uma temperatura constante de 38ºC (lüüºF). 
Assim como existe a SSU, existem as medidas Stokc (S t), Centistoke (cS) que é igual a um 
centésimo do Stoke, há Graus Engler (ºE), etc. A seguir, fornecemos uma tabela de conversão de 
unidades de viscosidade. 
1 
1 
j, 
48 .Manual de hidráulica básica 
SEGUNDOS SEGUNDOS CENTSTDKES STANDARD STANDARD SAYBOLT REDWDDD REDWDDD 
cSt AMERICANO OCIDENTAL UNIVERSAL 
SAYBOLT NP 1 NP 2 
ENGLERssu FURDL 
- 2 - 30 - - - -
2,91 2 - 35 - 32,2 - -
4,25 2 200 40 - 36,2 - -
5,8 4 200 45 - 40,6 - 1,32 
7,5 4 200 ti() - 45 - 1.42 
8,6 4 200 55 - 49 - 1,49 
10 4 - 60 - 54 - 1,57 
13,0 4 - 70 - 63 - 1, 71 
15,7 4 - 80 - 71 - 1,84 
18,5 4 - 90 - 80 - 1,98 
20,9 4 - 100 - 89 - 2, 1 
27 4 - 125 - 110 - 2,4 
32,0 5 - 150 - 134 - 2,7 
37,5 5 - 175 - 155 - 3,0 
43,5 5 - 200 - 177 - 3,5 
54 5 300 250 - 220 - 4,2 
65 5 300 300 - 270 - 4,8 
86 5 300 400 - 360 - 6,1 
130 5 300 600 33 530 - 8,5 
174 5 300 800 40 700 140 11 
195 6 - 900 45 800 145 12 
360 6 400 1650 75 1500 260 21 
525 6 400 2400 100 2100 400 28 
825 6 400 3800 150 3400 560 42 
1100 6 400 5000 200 4500 950 60 
1450 6 400 6500 250 6000 1300 70 
1900 6 400 8500 300 7500 1600 85 
Fig. IV ,3 - Tabela de conversão de unidades de medida da viscosidade. 
onde 
Para converter SSU em viscosidade absoluta: 
!'_ = 2 20 X 10- 3 T - l,SO 
p ' T 
{ 
µ - viscosidade absoluta, poises 
p - massa específica g/cm3 
T - tempo de vazamento (SSU) 
Temperatura ambiente. 
A viscosidade de um óleo varia com a temperatura; é evidente, portanto, que é necessário ter-se 
um controle de temperatura adequado para evitar que a viscosidade ultrapasse os limites mínimos e 
máximos recomendados pelo fabricante do equipamento hidráulico. Os equipamentos RACINE 
admitem, de acordo com o tipo do óleo que está sendo usado, uma temperatura máxima de 65°C (ver 
fig. IY.4.). Em sistemas em que essa temperatura é ultrapassada, torna-se necessária a utilização.de 
trocador de calor (resfriador). Por outro lado, em sistemas muito frios (caso de câmaras frigoríficas), 
são utilizados aquecedores para que o óleo seja mantido a uma temperatura satisfatória, (quando 
estudarmCE "Trocadores de Calor", veremos o procedimento de cálculo). 
fluidos hidráulicos 49 
1 .1.1.1. Índice de viscosidade (IV) 
O índice de viscosidade é a medida que estabelece a variação da viscosidade do óleo de 
acordo com a variação da temperatura. Ele é de grande importância quando o sistema hidráulico 'não 
possui um controle adequado de temperatura ou quando está sujeito a grande variação na escala 
termométrica. 
Um óleo possui um índice. de viscosidade alto quando possui uma pequena variação de 
viscosidade com a temperatura. 
Há muitos anos at~ás, a ASTM resolveu estabelecer "IV= O" para um óleo derivado de petróleo 
extraido no Golfo do Mexico e "IV= 100", para outro da Pensilvânia. Hoje, com o descobrimento de 
novos poços, podemos encontrar óleos com "IV" abaixo de O e "N" acima de 100. 
Na seqüência, fornecemos uma tabela de vários tipos de óleos recomendados pela RACINE, na 
utilização de seus equipamentos. 
VISCOSIDADE 
32 "'' 
46cSt 
150 ssu 217 ssu 
MARCA SISTEMA FRIO 
SISTEMA Ml;OtO 
(Até asoc) (35º A 5QOCJ 
CASTROL Hyspin AW532 Hysp1n AWS46 
ESSO Teresso 32 Tereno 46 
SHELL Tellus 32 Tellus 46 
DTE 24 DTE 26 
MOBIL OIL (ISO VG 321 (ISO VG 681 
TEXACO Rendo Oil HD 32 Rendo Oif HD 46 
VALVGb+NE ETC Oil Light ETC Oit N9 10 (ISO 321 (ISO 46) 
PROMAX BARDAHL Maxlub 
Maxtub MA 15 
!ISO VG 32) USO VG 461 
PETROBRÁS Lubrax lnd. Lubra,c lnd. IHR·43EP) (HR-48EP) 
IPIRANGA lpitur AW 32 lpitur AW 46 
RENOLUB IFUCHSJ Renolin 85 Renolin 810 
RENOLUB (FUCHS) Renolin MR 5 Renolin MR 10 
HOUGHTON Hidr0-drive Hidr0-drive ( tHP 32.C.A.l\ ((HP 46)( 
ATLANTIC Ideal Oil-C Ideal Oil-D 
Fig. IV.4 - Ôleos minerais recomendados pela RACINE 
1.1.2. Anti-emulsificação 
65 cSt 
315SSU 
SISTEMA QUENTE 
(50oC A 65oC) 
Hy1pin AWS 68 
Tereuo 68 
Tellus 68 
DTE 26 
USO VG 681 
Rando Oil HO 68 
ETC Oil Mediun 
(ISO 68) 
Maxlub-MA 28 
(ISO VG 68) 
Lubrax lnd. 
(HR·56 EPJ 
tpitu. AW 68 
Renolin 815 
Renolin MR 15 
Hidro-drive 
( HP 68) 
Ideal Oil-F 
Um óleo que dizemos ser anti-emulsionável é aquele que tem grande capacidade de separar-se da 
água. O óleo hidráulico deve possuir essa característica e não pode perdê-la com o uso. A água se 
introduz no sistema hidráulico ahavés da condensação, vazamentos em trocadores de calor, ou ainda, 
de ar umedecido. 
1.1.3. Número de neuttalização 
É a medida de acidêz do óleo ou em casos mais raros, da alcalinidade. Uma mudança do número 
de neutralização indica a formação de substâncias prejudiciais ao sistema hidráulico. Essa acidêz causa 
a corrosão dos metais e ataca os elementos de vedação do sistema quando se torna exageradamente 
grande. A maioria dos distribuidores de óleo mineral, admitem uma variação de, no máximo, 0,5% do 
número de neutralização. O número mínimo é de 1 grama de hidróxido de potássio para um litro de 
óleo, também denominado TAN (total acid number). 
1 
:.1 
50 Manual de hidráulica básica 
1.1.4. Ponto de Anilina (P.A.) 
É a temperatura na qual o óleo e anilina, em solução bifásica, assumem uma única coloração, 
formando uma solução única. Valores abaixo de 200°F (93,3°C) são considerados baixos, e acima, 
altos. Um óleo com baixo "P.A.", possui uma ação solvente na borracha. Se usarmos elementos de 
vedação indicados para baixo "P.A." e trabalharmos com um óleo de "P.A.". elevado, os elementos de 
vedação se tornarão duros e quebradiços. Se ocorrer o inverso, as vedações tornar-se-ão macias e de 
fácil dissolução. 
1.1.5. Aditivos 
Para se melhorar as características do óleo, costumamos introduzir aditivos que irão preservar .o 
sistema hidráulico de outros tipos de "ataques". São eles: 
1.1.5.1. Antioxidação: 
A oxidação é a reação químjca {lue ocÜrre entre o óleo e o oxigénio, porduzindo ácido e borra. 
Temperaturas elevadas e impurezas, agem como catalizadores e aceleram essa reação. 
1.1.5.2. Antiespumante 
Quando ocorre problemas de vedação, falta de óleo em um sistema hidráulico etc., ocorre a 
formação de bolhas de ar, originando a espuma. A espuma irá provocar, tanto a cavitação da bomba, 
assim como, um ciclo de trabalho defeituoso, já que o ar é altamente compressível. Quando 
introduzimos ao óleo um aditivo antiespumante, fazemos com que a sua desaeração seja feita mais 
rapidamente. 
· 1.1.5.3. Antidesgastante 
É o que chamamos "a nova geração de fluidos". São aditivos que, somados ao óleo, fazem co1n 
que seja reduzido o desgaste em bombas, motores e outros equipamentos quando se está trabalhando 
em condições adversas. Esses fluidos são, geralmente, recomendados no trabalho em que temos a 
aplicação de bombas de palhetas grrando a grandes velocidades. 
1.1.5.4. Detergentes 
O óleo deve sempre estar livre de sujeira, borra, tinta e partículas abrasivas, pois do contrário, 
reduziremos a vida útil do sistema. Assim sendo, devemos cuidar de filtrar bem o óleo, assim como, 
introduzir magnetos no sistema, para reter as partículas ferrosas. As partículas _maiores irão se 
depositar no fundo do reservatório. Aditivos detergentes não são recomendados em sistemas óleo-
hidráulicos, pois dissolveriam mais ainda as impurezas, tornando difícil sua filtragem, o que, portanto, 
iria criar mais problemas do que propriamente _resolvê-los. 
2. FLUIDOS RESISTENTES AO FOGO 
Como vimos anteriormente, entre os fluidos resistentes ao fogo encontramos, mais comumente, 
os fosfatos de ésteres, cloridratos de hidrocarbonos, água glicóis e água em óleo. 
Além de ser resistente ao fogo, esse tipo de fluido possui muitas outras características que o 
difere do óleo mineral. Essas características devem ser levadas em consideração quando esse fluido é 
utilizado. Entre elas podemos incluir: 
- Aumento do desgaste do equipamento quando da utilização de base aquosa; 
- Deterioração de pinturas (internas no reservatório) vedações, metais e isolantes térmicos; 
- Redução de.viscosidade através do uso normal; 
- Separação da base aquosa através das partes móveis dos componentes do sistema. 
-..: 
! ' 
11 
Fluid~s hidráulicos 51 
Não podemos dizerque os fluidos resistentes ao fogo são inflamáveis. O que ocorre na realidade 
é que eles não propagam o fogo, por exemplo, se em dois tonéis distinto~, um contendo óleo mineral 
e outro um fluido resistente ao fogo, introduzimos pela metade uma barra de aço incandescente, no 
tonel em que temos óleo mineral, o fogo irá se propagar enquanto que, no outro, ele se localizará 
apenas na regíão em que foi introduzida a barra 
2.1. Os sintéticos 
São eles os fosfatos de ésteres e cloridratos de hidrocarbonos, que devido as suas estruturas 
químicas oferecem resistência a propagação do fogo. Possuem boas características de lubrificação e 
resistem bem ao tempo de uso. Um dos grandes inconvenientes apresentados é o alto custo de 
aquisição. 
Os fluidos sintéticos tendem a deteriorar os elementos elásticos e de isolamento elétrico do 
sistema, assim como agem semelhantemente a um solvente quando em contato com tintas (por esse 
motivo não se recomenda a pintura interna -de um reservatório quando utilizamos um fluido 
sintético). Os fosfatos de ésteres e cloridratos de hidrocarbonos requerem elementos de vedação 
especiais, tais como o "Viton A", desenvolvido pela Du Pont. O "Viton A" é compatível com a 
grande maioria dos fluidos hidráulicos, inclusive com o próprio óleo mineral. A tabela da fig. IV.5. 
nos mostra como podemos utilizar o "Viton A" ou o "Buna N". 
VEDAÇÃO ÓLEO MINERAL EMULSÕES GLICÕIS SINTÊTICOS 
BUNA "N" s s s NK 
VITON "A" s s s s 
S = utilização satisfatória 
N.R. = utilização não recomendada 
Fig. IV.5 - Tabela de utilização das vedações. 
É importante obseivarmos que, quando trabalhando a alta temperatura, o fluido sintético, em 
forma de vapor, pode atacar o sistema elétrico causando danos irreparáveis e por vezes, de conse-
qüências desastrosas. 
Esse tipo de fluido tende, com o tempo de uso, a ter um decréscimo considerável na sua 
viscosidade. Devido a isso costuma-se usar aditivos que suavizam, porém, não resolvem o problema. 
2.2. Água_glicóis 
As soluções de água glicóis vêm, geralmente, na mistura de 25· a. 50% de água com etileno ou 
propileno de glicol. A resistência ao fogo, evidentemente, é devida a água, porém, essa resistência 
decresce e a viscosidade aumenta com a evaporação da água. Assim sendo, análises constantes do 
fluido devem ser feitas a fim de que o sistema hidráulico não seja afetado. 
Certos tipos de aditivos auxiliam na lubrificação e agem contra a corrosão que pode ser 
provocada pela evaporação da água. A temperatura de operação do fluido deve ser limitada a SOºC a 
fim de se prevenir uma evaporação excessiva da água, aparecimento de espuma e evaporação dos 
aditivos. Altas temperaturas tendem a formar compostos pastosos do fluido que, mesmo com a 
redução da temperatura, não voltarão à fase líquida. Esses compostos pastosos causarão entupimento 
do filtro e a sucção da bomba será afetada. 
A vida útil do água glicol é bem menor do que a do óleo mineral ou do fluido sintético. 
A água adicionada ao sistema deve ser destilada e deionizada a fim de se prevenir a falência de 
metais como o ferro, devido à formação de corrente galvânica no sistema. Por essa razão, metais como 
zinco, cádmib, manganês e outros, não podem estar presentes no sistema. 
52 Manual de hidráulica básica 
As impurezas, geralmente, ficam em suspensão, dessa forma uma boa filtragem deve ser feita. 
Em certos casos entretanto, não podemos usar uma malha menor do que 25µ no filtro para evitar 
problemas de sucção. 
2.3. Emulsões de água em 6leo 
Esse tipo de fluido é geralmente uma solução de óleo, água (geralmente a 40%) e um 
emulsificador. A emulsão de água em óleo é o fluido menos dispendioso dos resistentes ao fogo. 
Pequenas variações na percentagem de água causam grandes variações na viscosidade da solução, 
Algumas considerações levantadas no água glicol também devem ser observadas nas emulsões de 
água em óleo como, por exemplo, os efeitos da temperatura, a ação solvente dos emulsificantes e 
aditivos e a qualidade da água adicionada: 
Os emulsificantes tendem a isolar as impurezas e mantê-las em suspensão, sendo que, uma boa 
filtragem, é recomendada. Filtros químicos não devem ser usados, pois, poderiam reter qualquer 
emulsificante ou aditivo. Os filtros, em geral, não podem ser de mallia muito fina, pois, separariam o 
óleo da água. 
Podem ser usados os mesmos tipos de vedação e metal, presentes em circuitos com óleo mineral, 
salientando-se, apenas, que no caso de certos tipos de metais, o desgaste seria mais acelerado devido 
a presença da água nesse tipo de fluido (corrente galvânica). 
Verificamos, portanto, que podemos esperar uma redução da vida útil do componente hidráu-
lico quando aplicamos emulsões de água em óleo. A aceleração ou não da redução dessa vida útil irá 
depender do ciclo de trabalho, temperatura e volume em percentagem de água contida no fluido. 
2.4. Sumário 
A seguir fornecemos duas tabelas. A primeira, que demonstra as recomendações da RACINE na 
utilização de seus equipamentos com fluidos resistentes a fogo (fig. IV.6) e a última, que indica 
fabricantes desses tipos de fluidos ( fig. IV. 7). 
TIPO DE BOMBA SINTÉTICOS 
Palhetas 
Palhetas série SV 
Pistões radiais 
Pistões axiais 
Engrenagens 
A = aceitável 
NR = não recomendável 
C = consulte a RACINE 
A 
A 
A 
A 
e 
GLICÓIS 
A 
e 
NR 
NR 
e 
Fig. IV.6 - Fluidos resistentes ao fogo e bombas RACINE. 
EMUIBÓES 
A 
e 
NR 
NR 
e 
I ' 
Fluidos hidráulicos 53 
M.S. = mistura de óleo mineral+ sintético 
SINTÉTICO 
F.E. ~ fosfato de Ester 
NOME SSUa ssua SSU a GRAVIDADE 
FABRICANTE TIPO 3sºc soºc 100°c ESPECÍFICA DO FLUIDO 
Pydraul 30 E F.E. 150 96 42 1,17 
Pydraul 50 E F.E. 231 137 46 1, 15 
Pydraul 65 E F.E. 312 178 50_ 1,14 
MONSANTO Pydraul 90 E F.E. 415 222 52 1,16 
Pydraul 230 C M.S. 215 137 49 1,04 
Pydraul 312 e M.S. 309 186 54 1,01 
Pyrogard 51 F.E. 90 64 36,5 1,20 
MOBILOIL Pyrogard 53 F.E. 220 128 42,5 1,16 
Pyrogard 55 F.E. 450 230 49,04 1, 16 
Chevron FR F.E. 151 fluid 8 
94 40 1,16 
Chevron FR F.E. 223 125 42,5 1,13 
CHEVRON fluid 10 
Chevron FR 
fluid 13 
F.E. 327 175 45 1,13 
Chevron FR F.E. 596 fluid 20 
280 47,7 1,13 
ÁGUA GLICÓIS 
NOME %DE SSU a SSUa SSUa GRAVIDADE 
FABRICANTE 
DO FLUIDO ÁGUA 3sºc soºc 100°c ESPECÍFICA 
Santosafe W /G 15 42 150 128 78 1,07 
MONSANTO Santosafe W /G 30 42 295 183 107 1,07 
MOBIL OIL Nyvac 200 42 200 143 96 1,08 
Safety fluid 80 40 206 142 93 1,09 
TEXACO 
Safety fluid 300 40 314 221 144 1,09 
Ucon 150 CP 42 150 112 78 1,07 
UNION Ucon 200CP 42 200 142 95. 1,07 
CARBIDE Ucon 275 CP 42 276 192 124 1,08 
Ucon 300 CP 35 300 220 150 1,08 
1 
1 
54 Manual de hidráulica básica 
EMULSÕES DE ÁGUA EM ÓLEO 
NOME %DE SSUa SSUa SSU a GRAVIDADE 
FABRICANTE:· DO FLUIDO ÁGUA 3sºc soºc 100°c ESPECÍFICA 
MOBILOIL PyrogardD 40 440 280 225 0,92 
SHELL Irns 905 38 4]1 270 160 0,92 
. 
TEXACO Hydrafluid 40 384 255 152 0,93 
Fig. IV. 7 - Fluidos resistentes ao fogo e seus fabncantes. 
3. A HORA DA TROCA. PROCEDIMENTOS 
Não podemos dizer que existe uma hora exata para a troca do fluido hidráulico. Quando se 
tratar de fluido resistente ao fogo, consulte o fabricante do equipamento hidráulico. 
Com relação ao óleo mineral, teoricamente, em um ciclo de trabalho Jeve, faríamos a troca após 
4.000 horas de uso, caso coritrário, para ciclo de trabalho pesado, 2.000 horas. Na prática, entretanto, 
isso não se verifica, pois de à~ordo com o ciclo de trabalho muitos aditivos introduzidos no óleo são 
perdidos na evaporação ou d~ixam de atender as características a que foram determina.dos. Ainda 
podemos ter a possibilidaM de estarmos trabalhando com o sistema hidráulico em locais de alta 
contaminação, seja ela cori9~iva, alcalina, úmida ou saturada de poeira (