Hidráulica Industrial do SENAI

Prévia do material em texto

Mantenedor e Reparador
de Circuitos Hidráulicos
Comandos hidráulicos
Informações tecnológicas
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI
Qualificação Profissional
Comandos hidráulicos
© SENAI-SP, 1987
Trabalho elaborado pela Divisão de Material Didático do Departamento Regional do SENAI - SP.
Coordenação geral Marcos Antonio Gonçalves
Coordenação do projeto e
elaboração
Sergio Nobre Franco
Conteudista Ilo da Silva Moreira
Revisão técnica Ilo da Silva Moreira
Jamil Leite
Composição Cleonice Rocha S. de Farias
Rosana Freitas da Cruz
Edição de texto Luiz Thomazi Filho
Diagramação Maisa Dal Prete
Ilustração Devanir Marques Barbosa
Hugo Campos Silva
Montagem de artes-finais Maisa Dal Prete
Regina Bouzan
Produção gráfica Victor Atamanov
Digitalização Unicom – Terceirização de serviços Ltda.
S47c SENAI - SP. Comandos hidráulicos – Informações tecnológicas. Por
Sergio Nobre Franco. São Paulo, 1987. il.
Suplementado por:
Comandos hidráulicos: manual do docente.
Comandos hidráulicos: exercícios e tarefas.
Elaborado pela Divisão de Material Didático para as programações
desenvolvidas nas Unidades de Formação Profissional.
1. Hidráulica. 2. Comandos hidráulicos. I. FRANCO, Sergio Nobre. II. t.
532 : 62 - 5
(CDU, IBICT, 1976)
SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Unidade de Gestão Corporativa SP
Av. Paulista, 1313 - Cerqueira Cesar
São Paulo - SP
CEP 01311-923
Telefone
Telefax
SENAI on-line
(0XX11) 3146-7000
(0XX11) 3146-7230
0800-55-1000
E-mail
Home page
senai@sp.senai.br
http://www.sp.senai.br
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI
Sumário
Introdução à hidráulica 5
Acionamento hidráulico 11
A pressão num sistema hidráulico 15
Fluxo em paralelo e em série 25
Queda de pressão através de uma restrição ou orifício 27
Pressão e carga de trabalho 29
Velocidade do fluido hidráulico 33
Trabalho e potência 37
Símbolos gráficos e diagramas de hidráulica 41
Guia para localização de defeitos 63
Fluidos hidráulicos 73
Principais fluidos hidráulicos: escolha e características 77
Índice de viscosidade: controle de uso de óleos hidráulicos 83
Tubulações 87
Tubos roscados 93
Tubos de aço sem costura 97
Mangueiras 101
Vazamentos 103
Materiais de vedação 109
Retentores 113
Bombas hidráulicas 123
Bombas de engrenagem 129
Bombas de palhetas 133
Bombas simples de palhetas 139
Bombas de palhetas de alto rendimento 145
Bombas combinadas 151
Bombas de dois estágios 159
Bombas de pistões 163
Cilindros 175
Construção do cilindro 181
Equipamento opcional 185
Motores hidráulicos 187
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI
Motores de engrenagem 193
Motores de palhetas 195
Motores de pistões em linha 203
Motores de pistões do tipo angular 209
Controles direcionais 213
Válvulas de retenção 217
Válvulas de retenção pilotadas 223
Válvulas direcionais 231
Controle de operação 237
Tipos de centro dos carretéis 245
Fontes de pressão piloto 249
Restrição no piloto 253
Pistões pilotos 257
Válvulas desaceleradoras 259
Controles de pressão 265
Válvulas de segurança simples e composta 267
Ventagem 273
Válvula de controle de pressão de aço direta 281
Válvula de segurança de ação direta 285
Válvula de descarga de ação direta 287
Válvula de seqüência de ação direta 291
Válvula de contrabalanço de ação direta 299
Válvula de frenagem de ação direta 303
Válvulas redutoras de pressão (simples e composta) 309
Válvula de segurança e descarga (circuitos com acumuladores) 317
Métodos de controle do fluxo 321
Tipos de controladores de fluxo 325
Aplicação industrial das válvulas controladoras de fluxo 333
Servoválvulas 341
Válvulas proporcionais 351
Elemento lógico (válvula de cartucho) 357
Reservatórios 369
Filtros e peneiras 375
Trocadores de calor 387
Acumuladores 391
Descarga de bomba em sistema com acumulador 397
Pressostato 405
Instrumentos de medição 409
Noções de eletricidade 419
Eletromagnetismo 429
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 5
Introdução a hidráulica
Objetivos
• Aplicar o princípio de Pascal à prensa hidráulica;
• Resolver problemas de multiplicação de forças utilizando o princípio de Pascal;
• Identificar componentes de entrada e saída de um sistema hidráulico.
Princípio de Pascal
A palavra hidráulica provém do grego (“hydra”, que significa água, e “aulos”, que
significa cano).
A hidráulica consiste no estudo das características e usos dos fluidos confinados.
Desde o inicio de sua existência, o homem serviu-se dos fluidos para facilitar seu
trabalho e, enfim, sua vida.
A história antiga registra que dispositivos engenhosos, como bombas e rodas d´água,
já eram conhecidos desde épocas remotas.
Entretanto, só no século XVII, o ramo da hidráulica que nos interessa foi utilizado.
Baseava-se no princípio descoberto pelo cientista francês Pascal e consistia no uso de
fluido confinado para transmitir e multiplicar forças e modificar movimentos.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI6
A lei de Pascal resume-se em:
A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas
as direções e exerce forças iguais em áreas iguais.
A pressão (força por unidade de área) é transmitida em todos os sentidos através de
um líquido confinado.
Talvez pela simplicidade da lei de Pascal, o homem não percebeu seu grande potencial
por dois séculos.
Somente no princípio da Revolução Industrial, um mecânico, Joseph Bramah, veio a
utilizar a descoberta de Pascal para desenvolver uma prensa hidráulica.
Prensa hidráulica
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 7
A figura abaixo demonstra como Bramah aplicou o princípio de Pascal à prensa
hidráulica.
Este é o princípio de operação de um macaco hidráulico ou de uma
prensa hidráulica.
É interessante notar a semelhança entre esta prensa simples e uma alavanca
mecânica, como se vê na próxima ilustração.
Pascal já havia então descoberto que “força está para força como distância esta para
distância”.
A potência hidráulica pode ser comparada a um sistema de alavancas.
Vista B
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI8
Definição de pressão
Pressão é a força exercida por unidade de superfície. Em hidráulica, a pressão é
expressa em kg/cm2.
Atmosfera abrevia-se atm (ou bar).
Conhecendo a pressão e a área em que ela se aplica, podemos determinar a força
total:
Força (kgf) = pressão (kg/cm2) x área (cm2).
Conservação de energia
Uma lei fundamental da Física afirma que a energia não pode ser criada e nem
destruída.
A multiplicação de forças não significa obter alguma coisa do nada.
O pistão maior, movido pelo fluido deslocado pelo pistão menor, faz com que a
distância de cada pisão seja inversamente proporcional ás suas áreas, como se vê na
figura da página seguinte.
O que se ganha com relação à força tem que ser sacrificado em distância ou
velocidade.
A energia não pode ser criada nem destruída.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 9
A primeira prensa hidráulica, de Bramah, e algumas prensas usadas atualmente
utilizam água como meio de transmissão.
Todavia, o líquido mais comum utilizado nos sistemas hidráulicos é o óleo derivado de
petróleo.
O óleo transmite força, quase instantaneamente, por ser praticamente incompressível.
A compressibilidade de um óleo é de cerca de meio por cento a uma pressão de
70kg/cm2, porcentagem essa que pode ser desconsiderada nos sistemas hidráulicos.
O óleo é mais empregado, também, porque serve de lubrificante às peças móveis dos
componentes.
Transmissão de energia hidráulica
A hidráulica pode ser definida como um meio de transmitir energia pressionando um
líquido confinado.
O componente de entrada de um sistema hidráulico chama-se bomba e o de saída,
atuador.Os atuadores são do tipo linear, como o cilindro demonstrado na figura abaixo, ou
rotativo, no caso de motores hidráulicos.
Atuador linear.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI10
Atuador rotativo
Fatores de conversão de unidades de pressão
1atm = 1,0333kgf/cm2
1atm = 1,0134bar
1atm = 14,697 PSI (1bf/pol2)
1atm = 760mmHg
1kgf/cm2 = 0,9677atm
1kgf/cm2 = 0,9807 bar
1kgf/cm2 = 14,223 PSI (1bf/pol2)
1kgf/cm2 = 736mmHg
1bar = 0,9867atm
1bar = 1,0196kgf/cm2
1bar = 14,503 PSI (1bf/pol2)
1bar = 750mmHg
1 PSI = 0,0680atm
1 PSI = 0,0703kgf/cm2
1 PSI = 0,0689bar
1 PSI = 51,719mmHg
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 11
Acionamento hidráulico
Objetivos
• Reconhecer vantagens do acionamento hidráulico;
• Modificar funcionamento nos circuitos e relacionar causa e efeito;
• Reconhecer a necessidade do uso de válvula de segurança;
• Analisar vantagens e desvantagens da reversibilidade dos atuadores.
Velocidade variável
A maior parte dos motores elétricos tem uma velocidade constante, e isso é aceitável
quando temos que operar uma máquina a velocidade constante.
O atuador (linear ou rotativo) de um sistema hidráulico, entretanto, pode ser acionado a
velocidades variáveis e infinitas, desde que se varie o deslocamento da bomba ou se
utilize uma válvula controladora de fluxo.
Velocidade máxima
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI12
Velocidade reduzida
Reversibilidade
Poucos são os acionadores reversíveis.
Os que o são, normalmente, têm que estar quase parados antes de poder-se inverter a
direção de rotação.
O atuador hidráulico pode ser invertido, instantaneamente, sem quaisquer danos,
mesmo em pleno movimento.
Uma válvula direcional de 4 vias, como mostra a figura seguinte, ou uma bomba
reversível atuam esse controle enquanto a válvula de segurança protege os
componentes do sistema de pressões excessivas.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 13
Posição inicial da válvula
Posição invertida da válvula
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI14
Parada instantânea
Se pararmos, instantaneamente, um motor elétrico, poderemos danificá-lo ou queimar
seu fusível.
Igualmente, as máquinas não podem ser bruscamente paradas e nem ter invertidos os
seus sentidos sem a necessidade de se dar novamente a partida.
Entretanto, um atuador hidráulico pode ser parado sem danos quando sobrecarregado
e recomeçar a funcionar, imediatamente, assim que a carga foi reduzida.
Durante a parada, a válvula de segurança desvia, simplesmente, o deslocamento do
fluxo da bomba ao tanque.
Proteção contra sobrecarga
A válvula de segurança protege o sistema hidráulico de danos causados por
sobrecarga.
Quando esta carga excede o limite da válvula, processa-se o deslocamento do fluxo da
bomba a tanque, com limites definidos ao torque ou à força.
A válvula de segurança possibilita, também, ajustar uma máquina à força ou ao torque
especificados, tal como numa operação de travamento.
Dimensões reduzidas
Mesmo em condições de altas velocidade e pressão, os componentes hidráulicos
possibilitam transmitir um máximo de força em mínimos peso e espaço.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 15
A pressão num sistema
hidráulico
Objetivos
• Resolver problemas de:
- pressão criada no fundo de uma coluna de óleo;
- pres7são positiva para alimentação da bomba.
• Reconhecer as causas da cavitação e aeração;
• Mostrar como é criada a pressão;
• Identificar a função de uma válvula de segurança em um sistema hidráulico;
• Comparar bombas quanto à sua classificação.
Pressão numa coluna de fluido
O peso de um óleo varia em função de sua viscosidade.
Entretanto, nas condições normais de uso, o peso da maioria dos óleos hidráulicos é
0,90kg/dm3.
Um fato importante relacionado ao peso de um óleo é o efeito causado pelo mesmo
quando da entrada em uma bomba.
O peso do óleo cria uma pressão de 0,090kg/cm2 no fundo de uma coluna de 1m de
óleo.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI16
Assim, para calcular a pressão no fundo de uma coluna de óleo, basta multiplicar a
altura da coluna, em metros, por 0,09kg/cm2, ou essa altura, em decímetros, por
0,009kg/dm2.
O peso do óleo gera pressão
Aplicando esse princípio, consideremos, agora, as condições em que o reservatório
está localizado: acima ou abaixo da entrada da bomba.
Quando o nível do óleo está acima da entrada da bomba, uma pressão positiva força o
óleo para dentro da bomba.
O nível de óleo acima da entrada alimenta a bomba
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 17
Por outro lado, se o nível do óleo estiver localizado abaixo da entrada da bomba, um
vácuo equivalente a 0,09kg/cm2, por metro, será necessário para levantar o óleo até a
entrada da bomba.
Na verdade, o óleo não é levantado pelo vácuo, mas é forçado pela pressão
atmosférica no vão criado no orifício de entrada, quando a bomba está em operação.
O nível de óleo abaixo da bomba requer um vácuo para que o óleo
seja succionado
Observação
A água e os vários fluidos hidráulicos que resistem ao fogo são mais pesados do que o
óleo e, portanto, requerem mais vácuo por metro de levantamento.
A pressão atmosférica alimenta a bomba
A bomba é normalmente alimentada pelo óleo proveniente da diferença de pressão
entre o reservatório e sua entrada.
Normalmente, a pressão do reservatório é a pressão atmosférica, ou seja, 1kg/cm2.
É necessário então, criar um vácuo parcial ou uma pressão reduzida para que haja
fluxo.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI18
A figura seguinte demonstra um típico macaco hidráulico, ou seja, um simples pistão
alternado.
Puxando-se o pistão cria-se um vácuo parcial na câmara de bombeamento.
A pressão atmosférica no reservatório empurra o óleo, enchendo o vão.
Numa bomba rotativa, as câmaras sucessivas aumentam em tamanho ao passarem
pela entrada, criando-se assim uma condição idêntica.
Se for possível formar um vácuo completo na entrada, haverá então 1kg/cm2 de
pressão para empurrar o óleo para dentro da câmara.
Entretanto, a diferença de pressões deve ser bem menor.
Primeiramente, os líquidos se vaporizam no vácuo total e isto provoca a formação de
bolhas de ar no óleo; as bolhas atravessam a bomba, explodindo com força
considerável quando expostas à pressão na saída e danificando a bomba.
Mesmo que o óleo tenha boas características de vaporização, como o óleo hidráulico,
por exemplo, uma pressão muito baixa na entrada (alto índice de vácuo) permitirá que
escape o ar misturado ao óleo.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 19
Essa mistura de ar com óleo pode causar cavitação.
Quando mais rápido a bomba girar, menor será essa pressão, aumentando, assim, a
possibilidade de cavitação.
Cavitação
É a situação em que o líquido não preenche inteiramente o espaço existente.
Geralmente, a cavitação esta associada à entrada da bomba.
A maioria dos fabricantes de bombas recomenda um vácuo máximo de 0,85kg/cm2
absoluto na entrada da bomba.
Assim, com uma pressão de 1kg/cm2, resta uma diferença de 0,15kg/cm2 a empurrar o
óleo para dentro da bomba.
Evitando-se uma altura excessiva, as linhas de entrada permitem a suavidade do fluxo
com o mínimo de atrito.
Se as conexões de entrada não forem bem vedadas, o ar à pressão atmosférica
concentra-se na área de baixa pressão e entra na bomba.
Essa mistura também é inconveniente e barulhenta, mas é diferente da que provoca
cavitação.
O ar, quando exposto a pressão na saída, é comprimido formando um amortecedor, e
não cede violentamente.
Não se dissolve no óleo, mas entra nos sistemas como bolhas compressíveis, que
causam operações irregulares na válvula e no atuador.
AeraçãoÉ o ar existente no fluido hidráulico.
A aeração excessiva faz com que o fluido tenha aparência leitosa e com que os
componentes operem irregularmente devido à compressibilidade do ar retido no fluido.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI20
Como é criada a pressão
A pressão resulta da resistência oferecida ao fluxo do fluido.
A resistência ocorre em função de:
1. Carga de um atuador;
2. Restrição ou orifício na tubulação.
A figura a seguir exemplifica uma carga sobre um atuador.
O peso de 1000 quilogramas oferece resistência ao fluxo sob o pistão e cria pressão
no óleo.
Se o peso aumenta, o mesmo acontece com a pressão.
Na figura seguinte, uma bomba em deslocamento de 101/min tem uma válvula de
segurança regulada para 70kg/cm2, ligada na saída a uma simples torneira.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 21
Se esta torneira estiver totalmente aberta, o deslocamento do fluxo da bomba se
processa sem restrição e não se registra pressão no manômetro.
Suponhamos, agora, que o registro seja gradativamente fechado. Isto oferecerá
resistência ao fluxo, causando aumento de pressão.
Quando maior restrição, tanto mais pressão haverá para empurrar os 101/min através
da torneira.
Sem a válvula de segurança no circuito, teoricamente, não haverá limite à pressão.
Na realidade, alguma coisa teria que ceder ou, então, até mesmo a bomba poderia
parar e acionar o motor elétrico.
Em nosso exemplo, se forem necessários 70kg/cm2 de pressão para empurrar o óleo
através da abertura, a válvula de segurança se abrirá.
A pressão, porém, permanecerá 70kg/cm2.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI22
Restringindo-se ainda mais o registro, passará menos óleo através do mesmo e mais
na válvula de segurança, como se vê na figura seguinte.
Se o registro estiver completamente fechado, toda a vazão passará pela válvula de
segurança com 70kg/cm2.
Pode-se concluir, pelo exemplo acima, que uma válvula de segurança ou um
componente que limite a pressão sempre deve ser usado quando, nos sistemas, se
utilizem bombas de deslocamento positivo.
Bombas de deslocamento positivo criam o fluxo
A maioria das bombas utilizadas nos sistemas hidráulicos é classificada como bombas
de deslocamento positivo.
Isto significa que, com exceção de variações na eficiência, o deslocamento é constante
a determinada pressão.
A saída é positivamente separada da entrada, de forma tal que o fluido que entra na
bomba é forçado para o pórtico da saída.
A função da bomba é criar o fluxo; a pressão é causada pela resistência a esse fluxo.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 23
Há uma tendência comum em responsabilizar-se a bomba por qualquer perda de
pressão que ocorra.
Com poucas exceções, a perda de pressão só ocorre quando há vazamento total.
Exemplo
Uma bomba desloca 10 litros por minuto sob um pistão de 10cm2 de área para levantar
um peso equivalente a 1000 quilogramas.
Enquanto o peso estiver sendo levantado ou mantido pelo óleo hidráulico, a pressão
será de 100kg/cm2 (1000 : 10 = 100kg/cm2).
Mesmo que um furo no pistão deixe escapar 8 litros por minuto, a 100kg/cm2 a pressão
será mantida constante, embora o levantamento se processe mais lentamente.
A figura abaixo ilustra essa condição.
A perda total da pressão no sistema só é provocada pela perda total do
fluxo da bomba
Assim, a bomba poderá estar desgastada, perdendo praticamente toda sua eficiência;
porém, sua pressão será mantida.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI24
Essa pressão mantida não é um indicador das condições da bomba.
É necessário medir-se o fluxo numa dada pressão para se determinarem as condições
da bomba.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 25
Fluxo em paralelo e em série
Objetivos
• Distinguir seqüências de movimentos em esquemas hidráulicos;
• Identificar circuito com fluxo em paralelo e circuito com fluxo em série;
• Demonstrar que em fluxo em série as pressões são somadas.
Fluxo em paralelo
Uma característica peculiar a todos os líquidos é o fato de que eles sempre procuram
os caminhos que oferecem menor resistência.
Assim, quando houver duas vias de fluxo em paralelo, cada qual com resistência
diferente, a pressão só aumenta o necessário e o fluxo procura sempre a via mais fácil.
Fluxo em vias paralelas
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI26
Fluxo em vias paralelas
Observação
Da mesma forma, quando a saída da
bomba for dirigida a dois atuadores, e
que necessitar de menos pressão se
movimentará primeiro.
Como é difícil balancear cargas com
exatidão, os cilindros que devem ter
sincronismo de movimentos
geralmente são ligados
mecanicamente.
 Fluxo em série
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 27
Queda de pressão através de
uma restrição ou orifício
Objetivo
• Identificar as variações do fluxo através de uma restrição ou orifício.
Um orifício é uma passagem restrita em uma linha hidráulica ou em um componente,
utilizado para controlar o fluxo ou criar uma diferença de pressão (queda de pressão).
Para que haja fluxo de óleo através de um orifício, deverá haver uma diferença ou
queda de pressão.
Inversamente, se não houver fluxo, não haverá queda de pressão.
Considere a condição do orifício na figura seguinte.
A pressão é igual nos dois lados; assim sendo, não haverá fluxo.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI28
Uma pressão maior em A força um fluxo no sentido da esquerda para a direita e o óleo
passa através do orifício, como mostra a próxima ilustração.
Se o fluxo for bloqueado depois
do orifício, a pressão se iguala
imediatamente nos dois lados da
restrição, de acordo com a lei de
Pascal.
Observe a figura ao lado.
Observação
Esse princípio é essencial às operações de muitas válvulas controladoras de pressão
compostas (balanceadas).
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 29
Pressão e carga de trabalho
Objetivos
• Demonstrar que a pressão é proporcional à carga;
• Demonstrar que a força é igual ao produto da pressão pela área;
• Demonstrar que a pressão é força aplicada por unidade de área.
Pressão
A pressão é proporcional à carga e a leitura do manômetro indica, em kg/cm2, a carga
do trabalho a qualquer momento.
A pressão é igual à força dividida pela área do pistão.
É expressa pela fórmula:
A
F P =
Onde:
P = pressão, em kg/cm2
F = força, em kg
A = área, em cm2
Observação
O aumento ou decréscimo na carga resultará num aumento ou decréscimo na pressão
de operação.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI30
A força é proporcional à pressão e à área
Quando se utiliza um cilindro hidráulico para fechar ou prensar, a força gerada pode
ser calculada por:
F = P . A
Como exemplo, suponhamos que uma prensa hidráulica tenha uma regulagem de
100kg/cm2 de pressão e essa pressão seja aplicada numa área de 20cm2.
A força gerada de 2000kg, como se vê na figura seguinte.
A força é igual ao produto de pressão pela área
Computando a área do pistão
Calcula-se a área de um pistão pela fórmula:
A = 0,7854 . d2
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 31
Onde:
A = área, em cm2
d = diâmetro do pistão, em cm
Da fórmula básica 
A
F P ==== deduzem-se:
F = PA
e
P
F A ====
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI32
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 33
Velocidade do fluido
hidráulico
Objetivos
• Demonstrar que a velocidade do atuador varia em função da área do pistão e do
volume de fluido admitido no mesmo;
• Demonstrar que a velocidade do fluxo através de um tubo varia ao quadrado do
diâmetro;
• Calcular o diâmetro interno do tubo usando tabelamonográfica.
Atuador e encanamento
O atuador pode ser linear ou rotativo (cilindro ou motor).
A velocidade de ambos depende de suas dimensões e do fluxo que estão recebendo.
Para relacionar o fluxo à velocidade, considera-se o volume que deve preencher o
atuador para percorrer uma dada distância.
A relação é a seguinte:
a
Vol/t V ====
Vol/t = V . a
V
Vol/t a ====
Onde:
V = velocidade, em dm/min
a = área, em dm2
Vol/t = volume/tempo, em 1min
Concluímos com isso que:
• A força ou torque de um atuador é diretamente proporcional à pressão e é
independente do fluxo;
• Sua velocidade dependerá da quantidade de fluxo, dispensando-se a pressão.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI34
Velocidade na tubulação
A velocidade com que o fluido hidráulico passa pela tubulação é um fator importante e
digno de consideração pelo efeito de atrito que a velocidade acarreta.
Geralmente, as faixas de velocidade recomendadas são:
• Linha de sucção...6 a 12dm por segundo = 0,6 a 1,2m/seg
• Linha de pressão...20 a 60dm por segundo = 2 a 6m/seg
Recomenda-se baixa velocidade para linha de sucção visto que pouca queda de
pressão pode ser tolerada.
Deve-se notar que:
1. A velocidade do fluido através de um tubo varia inversamente ao quadrado do
diâmetro interno do tubo.
As figuras abaixo nos mostram que dobrando o diâmetro interno de um tubo,
quadruplicamos a sua área interna; assim, a velocidade será apenas 1/4 no tubo maior.
Diminuindo-se o diâmetro pela metade, a metade será diminuída de 1/4,
quadruplicando a velocidade do fluxo.
1. Suponhamos que este tubo tenha um
diâmetro duas vezes maior que um
outro tubo qualquer.
2. Para que tenhamos a mesma área do
primeiro seriam necessários 4 tubos
com este diâmetro.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 35
2. Normalmente, o atrito do líquido num tubo é proporcional à velocidade. Todavia, se
o fluxo for turbulento o atrito variará em função do quadrado da velocidade.
O atrito cria turbulência no fluido oferecendo resistência ao fluxo, resultando na queda
de pressão através da linha.
Procedimento para determinação das dimensões do encanamento
Se forem dados o deslocamento da bomba e a velocidade do fluxo, usa-se esta
fórmula para calcular a área interna do tubo:
2cm em A sendo , 
(m/s) velocidade
0,170 . 1/min A ====
Quando são conhecidos os dados de deslocamento e a área, a velocidade será:
)(cm área
0,170 . 1/min (m/s) Velocidade 2====
A figura seguinte é uma tabela monográfica, útil para:
• Selecionar o diâmetro interno se o fluxo for conhecido;
• Determinar precisamente a velocidade sendo o tamanho do tubo e o fluxo
conhecidos.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI36
Para usar a tabela, coloque uma régua ligando dois valores conhecidos e leia o valor
procurando na terceira coluna.
Baseado na fórmula:
g)(metros/se Veloc.
0,170 x litros/min )cm (em Área 2 ====
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 37
Trabalho e potência
Objetivos
• Enunciar os conceitos de trabalho e potência;
• Demonstrar transformações de potência do sistema internacional em unidades
inglesas;
• Demonstrar problemas de aplicação de potência a sistemas hidráulicos.
Trabalho
Quando se movimenta uma força por determinada distância, efetua-se um trabalho.
Trabalho = força . distância
Expressamos o trabalho em quilogrâmetros (kgm).
Por exemplo, se um peso de 10 quilos for levantado 10 metros, o trabalho será:
10 quilogramas x 10 metros = 100 quilogrâmetros (kgm).
A fórmula acima não considera a velocidade em que o trabalho é feito.
Potência
O trabalho realizado por unidade de tempo chama-se potência.
tempo
trabalho
 ou 
tempo
distância . força
 potência =
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI38
A unidade de padrão de potência é o cavalo-vapor (cv), que equivale a levantar 75kg a
um metro de altura em um segundo.
Também existe o equivalente em potência elétrica e calor.
1cv = 0,986HP
1cv = 4500kgm/min ou 75kgm/s
1cv = 736W (potência elétrica)
1cv = 41,8BTU/min = 10,52kcal/s
1HP = 33 0001b - pé por minuto
1HP = 746W
1HP = 42, 4BTU/min
A potência necessária para movimentar 11/min a uma pressão de 1kg/cm2 é
equivalente a 0,0022cv.
Portanto:
cv = vazão (1/min) . pressão (kg/cm2) . 0,0022
Todavia, a potência requerida para girar a bomba deverá ser um pouco maior, desde
que os sistema não tenha 100% de eficiência.
Na pratica usa-se a seguinte fórmula:
426
2kg/cm . 1/min
 cv =
Para o sistema inglês, a equivalência é expressa pela seguinte fórmula:
HP = 0,0007GPM . PSI
Onde:
HP = cavalo-força
GPM = galões por minuto
PSI = libras por polegadas quadrada
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 39
Potência e torque
Se for necessário converter cv em torque ou vice-versa, em qualquer equipamento
rotativo, sem computar pressão e fluxo, teremos:
rpm
cv . 725
 torque = ou
725
rpm . torque
 cv =
O torque nesta fórmula será dado em kgm.
Também
Inglês. Sistema no
025 63
rpm . (1b/pol) torque
 HP =
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI40
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 41
Símbolos gráficos e
diagramas de hidráulica
Objetivos
• Classificar símbolos hidráulicos;
• Classificar diagramas e conhecer seus empregos.
Símbolos gráficos de hidráulica
Os circuitos hidráulicos e seus componentes são representados de diferentes
maneiras.
Dependendo do que a figura deve comunicar, pode ser um desenho representando o
próprio componente, um corte mostrando a construção interna, um desenho gráfico
que demonstra a função ou a combinação de quaisquer dos três.
Os símbolos gráficos são simples figuras geométricas, sem intenção de mostrar a
forma de construção interna do componente, mas somente sua função no circuito.
Digramas representativos
Um diagrama representativo é usado, principalmente, para mostrar a disposição do
encanamento de um circuito.
Os símbolos são desenhos dos contornos que mostram a forma externa efetiva dos
componentes e encanamento até as várias aberturas das unidades.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI42
Os diagramas representativos têm pouco valor para instrução ou para a solução de
problemas, pois não mostram a construção interna ou função dos componentes.
Diagrama representativo
Diagramas em corte
Os diagramas em corte contêm muitas informações sobre a operação de um circuito e
sobre a construção e operação de seus componentes.
Esses diagramas são ideais para instrução e são largamente usados para esse fim.
Devido ao tempo e ao custo envolvidos, raramente são feitos para outras finalidades.
Freqüentemente, fazem-se múltiplos diagramas em corte, cada um mostrando uma
fase diferente da operação do circuito.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 43
Códigos de cores ou desenhos são usados nas linhas, para demonstrar a função do
fluido durante a fase de operação que esta sendo representada.
Diagrama em corte
Diagrama combinado
Diagrama gráfico
Linhas
Canos hidráulicos, tubos e passagens de líquido são demonstrados como linha
individual, conforme se vê na figura seguinte.
Há três classificações básicas:
• Uma linha de trabalho (sólida) transporta o fluxo principal no sistema. Para efeitos
gráficos, isso inclui a linha de entrada da bomba (sucção), linhas de expressão e
linhas de retorno ao tanque.
• A linha piloto (tracejado comprido) transporta o fluido usado para controlar a
operação de uma válvula ou um outro componente.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI44
• A linha de dreno (tracejado curto) transporta o vazamento de óleo para o
reservatório.
Três classificações delinhas hidráulicas
Componentes rotativos
Um círculo é o símbolo básico para os componentes rotativos.
Triângulos (cheios) de energia são colocados dentro dos símbolos para demonstrá-los
como fontes de energia (bombas) ou então como receptores de energia (motores).
Se o componente for unidirecional, o símbolo conterá um único triângulo.
Uma bomba ou motor reversível é desenhado com dois triângulos.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 45
Observe a aplicação dos símbolos nos desenhos seguintes.
Um círculo com um triângulo cheio (de energia) simboliza uma
bomba ou um motor hidráulico
Cilindros
Um retângulo com indicações de pistão, haste e pórticos representa um cilindro, como
se vê na figura seguinte.
Um cilindro de simples efeito é demonstrado aberto no lado da haste com apenas um
pórtico no lado da cabeça.
Um cilindro de duplo efeito aparece fechado com dois pórticos.
Cilindro de simples ação Cilindro de dupla ação
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI46
Válvulas
O símbolo básico de uma válvula é um quadrado ou invólucro. Para indicar passagens
e direções de fluxo são adicionadas setas a esse símbolo.
• As válvulas de posicionamento indefinido, tais como as válvulas de segurança,
têm um único quadrado. Presume-se que estas têm várias posições entre
totalmente aberta e totalmente fechada, dependendo do volume de líquido que as
atravessa.
Válvula de segurança (infinitas posições)
• As válvulas de posicionamento definido são as válvulas direcionais. Seus
símbolos contêm um quadrado individual para cada posição em que a válvula pode
ser movida.
Válvula direcional (posições definidas)
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 47
Símbolo para o reservatório
O reservatório, de modo geral, é representado por um retângulo.
Um reservatório exposto à pressão atmosférica é representado por um retângulo
aberto na parte superior, enquanto para um reservatório pressurizado a representação
é de um retângulo fechado.
Por conveniência, vários desses símbolos podem ser desenhados num circuito, apesar
de haver apenas um reservatório.
As linhas de ligação são desenhadas até o fundo do símbolo quando estas terminam
abaixo do nível do fluido no tanque. Se uma linha termina acima do nível do fluido,
desenha-se esta acima do símbolo.
Diagrama gráfico de um circuito com motor hidráulico bidirecional
Conclusão
A figura anterior mostra um diagrama gráfico completo de um circuito hidráulico.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI48
Nota-se que não há tentativa de demonstrar o tamanho, a forma, a localização ou
construção de qualquer componente. O diagrama mostra a função e as conexões,
sendo, assim, suficiente para o trabalho.
Simbologia
1. Linhas e suas funções
Linha de pressão
Linha piloto
Linha de dreno
Linha de contorno. Delimita um conjunto de
funções em um único corpo
Conector
Linha flexível
União de linhas
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 49
Linhas cruzadas não conectadas
Direção do fluxo
Reservatório aberto à atmosfera
Linha terminando abaixo do nível do fluido
Linha terminando acima do nível de fluido
Linha sob carga
Plugue ou conexão bloqueada
Restrição fixa
Restrição variável
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI50
2. Bombas
Bomba simples, deslocamento fixo
Bomba simples, deslocamento variável
Bomba reversível com dois sentidos de
fluxo
3. Motores
Motor rotativo, deslocamento fixo
Motor rotativo, deslocamento variável
Motor reversível, dois sentidos de fluxo
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 51
Motor oscilante
Cilindro de simples ação com retração por
mola
Cilindro com ação simples com avanço por
mola
Cilindro de dupla ação
Cilindro com haste dupla
Cilindro com dois amotercedores fixos
Cilindro com dois amotercedores reguláveis
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI52
Cilindro telescópico
4. Outros
Eixo com rotação em um único sentido
Eixo com rotação nos dois sentidos
(reversível)
Manômetro
Termômetro
Rotâmetro (medidor de fluxo)
Motor elétrico
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 53
Acumulador por peso
Acumulador por mola
Acumulador por gás (genérico)
Acumulador por gás com bexiga
Acumulador por gás com membrana
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI54
Acumulador por gás com pistão
Filtro
Aquecedor na linha
Regulador de temperatura sem
representação das linhas de fluxo do meio
refrigerante
Regulador de temperatura (as setas
indicam que o calor pode ser introduzido ou
dissipado)
Intensificador de pressão
Pressostato
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 55
5. Válvulas - símbolos básicos
Válvula de retenção sem mola
Válvula de retenção com mola
Válvula de retenção pilotada para abrir
Válvula de retenção pilotada para fechar
Válvula de retenção dupla ou geminada
Válvula agulha
Componente básico de válvula
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI56
Válvula de passagem única, normalmente
fechada
Válvula de passagem única, normalmente
aberta
Duas conexões bloqueadas
Duas direções de fluxo
Duas direções de fluxo interligadas
Uma direção de fluxo em tandem e dois
bloqueios
Quatro conexões bloqueadas
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 57
Passagem de fluxo bloqueada na posição
central
Símbolo para válvula de múltiplas vias (as
setas mostram a direção do fluxo)
6. Válvulas - exemplos
Válvula direcional, duas posições, duas vias
Válvula direcional, três posições, quatro
vias (centro aberto)
Válvula de posicionamento infinito (indicado
por barras horizontais de centro fechado)
Válvula desaceleradora normalmente
aberta
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI58
Válvula de segurança
Válvula de descarga com dreno interno
controlada remotamente
Válvula de sequência atuada diretamente e
drenada externamente
Válvula redutora de pressão
Válvula de contrabalanço com retenção
integral
Válvula controladora de fluxo de
compensação de pressão e temperatura
com retenção integral
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 59
Válvula seletora de manômetro simples
Válvula seletora de manômetro com
manômetro incorporado
Válvula de controle direcional de quatro
conexões quatro vias e duas posições.
Operada por pressão através de uma
válvula direcional piloto, comandada por
selenóide, com retorno de mola
Válvula de controle direcional de quatro
conexões, quatro vias e três posições.
Operada por pressão através de uma
válvula direcional piloto, comandada por
selenóide com centragem por molas
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI60
7. Acionamentos
Por ação muscular (símbolo básico, sem
indicação de modo de operação)
Botão
Alavanca
Pedal
Apalpador ou came
Mola
Rolete
Rolete articulado ou gatilho (operando em
um único sentido)
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 61
Solenóide com uma bobina
Solenóide com uma bobina operando
proporcionalmente
Piloto direto
Piloto indireto
Solenóide e piloto
Solenóide ou piloto
Solenóide e piloto ou mecânico
Acionamento por áreas de atuações
diferentes (o retângulo maior representa a
área de atuação maior)
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI62
Conversor hidropneumático
O código de cores usado nos desenhos de componentes e nas linhas hidráulicas é o
seguinte:
Vermelho - pressão do sistema ou operação
Verde - sucção ou dreno
Azul - fluxo em descarga ou retorno
Amarelo - fluxo controlado
Laranja - pressãoreduzida, pressão piloto ou
pressão de carga
Violeta - pressão intensificada
Branco - fluido inativo
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 63
Guia para localização de
defeitos
Objetivo
• Identificar defeitos em circuitos hidráulicos (sistema geral).
Manutenção planificada
Três procedimentos simples melhoram o funcionamento, eficiência e vida de um
sistema hidráulico e, pela simplicidade, muitas vezes passam despercebidos.
São eles:
a) Trocar filtros;
b) Manter o óleo, do tipo e viscosidade apropriada, limpo e no nível certo;
c) Manter sempre apertadas as conexões (porém, não exageradamente) a fim de
impedir entradas falsas de ar no sistema.
Organogramas para localização de defeitos
Os organogramas seguintes, para localização de defeitos e sugestões para
manutenção, são de um sistema geral.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI64
Barulho excessivo
A B C
Bomba barulhenta Motor barulhento Válvula barulhenta
1. Cavitação 1. Acoplamento 1. Ajuste incorreto
 Solução: a não-alinhado Solução: d
Solução: c
2. Ar no fluido 2. Pistão ou assento
 Solução: b 2. Motor desgastado ou desgastado
 danificado Solução: e
 Solução: e
3. Acoplamento
 Não alinhado
4. Solução: c
4. Bomba desgastada
 ou danificada
 Solução: e
Soluções
a. Algumas ou todas as soluções seguintes:
• Substituir filtros sujos;
• Eliminar restrição do encanamento na entrada da bomba;
• Limpar o filtro do respiro do reservatório;
• Trocar o óleo;
• Verificar a rotação do motor;
• Revisar ou trocar a bomba de superalimentação.
b. Alguma ou todas as soluções seguintes:
• Apertar as conexões;
• Encher o reservatório no nível certo (com raras exceções, todas as linhas de
descarga devem ser mergulhadas no óleo);
• Sangrar o ar do sistema;
• Substituir o retentor da bomba.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 65
c. Alinhar a unidade e verificar a condição dos retentores e rolamentos.
d. Instalar manômetro e regular a pressão correta.
e. Revisar ou substituir.
Calor excessivo
A B C D
Bomba quente Motor quente Válvula Relief Fluido quente
1. Fluido 1. Fluido 1. Fluido 1. Presão
quente quente quente quente
Veja coluna D Veja coluna D Veja coluna D Veja coluna D
2. Cavitação 2. Válvula 2. Regulagem 2. Válvulas:
Solução: a Relief: incorreta descarga a
descarga a Solução: d pressão
3. Ar no pressão excessiva
fluido excessiva 3. Válvula ruim Solução: d
Solução: b Solução: d ou desgastada
Solução: e 3. Fluido sujo
4. Válvula 3. Carga ou
insuficiente
Relief: excessiva Solução: f
descarga a Solução: c
pressão 4. Viscosidade
excessiva 4. Motor ruim incorreta
Solução: d ou desgastado Solução: f
Solução: e
5. Carga 5. Sistema de
excessiva resfriamento
Solução: c incorreto
Solução: e
6. Bomba ruim
ou desgastada 6. Bomba,
motor,
Solução: e cilindro,
Válvula, etc.,
desgastados
Solução: e
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI66
Soluções
a. Alguma ou todas as soluções seguintes:
• Substituir filtros sujos;
• Limpar e desentupir o encanamento na entrada da bomba;
• Trocar o óleo;
• Verificar a rotação do motor;
• Revisar e substituir a bomba de superalimentação.
b. Alguma ou todas as soluções seguintes:
• Apertar conexões com vazamento;
• Completar, ao nível certo, o óleo no reservatório;
• Sangrar o ar do sistema;
• Trocar o retentor da bomba.
c. Alinhar a unidade e verificar a condição dos retentores e rolamento;
Localizar e corrigir qualquer engripamento mecânico;
Verificar com desenho se existe sobrecarga.
d. Regular com manômetro a pressão correta do trabalho.
e. Revisar ou substituir.
f. Substituir filtros e o óleo se a sua viscosidade não for adequada;
Encher o reservatório ao nível correto.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 67
Fluido incorreto
A B C
Pouco fluxo Sem fluxo Fluxo excessivo
1. Controle de fluxo 1. Bomba não recebe 1. Controle de fluxo
muito baixo fluido muito alto
Solução: d Solução: a Solução: d
2. Válvula Relief 2. Motor não funciona 2. Compensador não
ou descarga com Solução: e opera (bombas
ajuste baixo variáveis)
Solução: d 3. Acoplamento de Solução: e
bomba estragado
3. Vazamento externo Solução: c
no sistema
Solução: b 4. Motor girando ao
contrário
4. Compensador não Solução: g
opera (bombas
variáveis) 5. Válvula direcional
Solução: e ligada errada
Solução: f
5. Bomba, válvula,
motor, cilindro 6. Fluxo total
ou outro descarregando na
componente gasto válvula Relief
Solução: e Solução: d
7. Bomba danificada
Solução: c
Soluções
a. Alguma ou todas as soluções seguintes:
• Substituir filtros sujos;
• Limpar ou desentupir o encanamento da entrada;
• Limpar o respiro do reservatório;
• Verificar o nível do óleo;
• Revisar ou substituir a bomba de alimentação.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI68
b. Apertar as conexões que vazam; sangrar o as do sistema.
c. Verificar a bomba ou motor; Substituir e alinhar o acoplamento.
d. Ajustar.
e. Revisar.
f. Verificar a posição de controles manuais;
Verificar o circuito elétrico nos controles operados por solenóides.
g. Inverter o sentido de rotação.
Pressão incorreta
A B C D
Sem pressão Baixa pressão Pressão Pressão
irregular irregular
1 Sem fluxo 1. Pressão na
Veja 3 válvula 1. Ar no fluido 1. Válvula
Coluna A Relief Solução: b redutora
escapando de pressão
Solução: 2. Válvula ou de
Veja 3 Relief descarga
Coluna A-B gasta mal ajustada
Solução: e Solução: d
2. Válvula
redutora 3. Fluido 2. Compensador
de pressão contaminado não opera
ajustada Solução: a (bomba
para menos variável)
Solução: d 4. Acumulador Solução: d
defeituoso
3. Vazamento ou perda 3. Válvula
externo de carga redutora
excessivo Solução: c de descarga
Solução: b gasta ou
5. Bomba gasta, danificada
4. Válvula motor ou Solução: e
redutora cilindro
de pressão Solução: e
gasta ou
danificada
Solução: e
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 69
Soluções
a. Substituir os filtros sujos e o fluido.
b. Apertar as conexões com vazamento (completar o reservatório ao nível correto e
sangrar o ar do sistema).
c. Verificar a válvula do acumulador para possível vazamento;
Carregá-lo à pressão correta e revisá-lo se estiver defeituoso.
d. Ajustar.
e. Revisar ou substituir.
Operação defeituosa
A B C D
Sem movimento Movimento lento Movimento Velocidade ou
irregular movimento
1. Sem fluxo 1. Pouco fluxo
ou pressão Solução: veja 3 1. Pressão 1. Fluxo
Solução: veja 3 irregular excessivo
2. Fluido muito Solução: veja 4 Solução: veja 3
2. Chave limite viscoso
ou válvula Solução: a 2. Ar no fluido
de seqüência Solução: veja 1
mecânica. 3. Pressão
elétrica ou insuficiente 3. Sem
hidráulica Solução: veja 4 lubrificação
sem operar nas peças
ou mal 4. Sem móveis
ajustadas lubrificação Solução: d
Solução: c nas peças
móveis 4. Cilindro ou
3. Engripamento Solução: d motor gasto
mecânico ou danificado
Solução: b 5. Cilindro ou Solução: c
motor gasto
4. Cilindro ou ou danificado
motor gasto Solução: c
ou danificado
Solução: c
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI70
Soluções
a. O fluido pode estar muito frio ou, então, deve ser substituído por óleo com
viscosidade correta.
b. Localizar e corrigir o engripamento.
c. Revisar ou substituir.
d. Lubrificar.
Vazamento
O vazamento de óleo do sistema hidráulico geralmente é classificado como interno ou
externo.
O vazamento interno é caracterizado pela redução da eficiência no sistema hidráulico e
poderá resultar em outras dificuldades, mas não resulta na perda efetiva de óleo.
O vazamentoexterno, entretanto, resulta numa perda direta de óleo e poderá resultar
igualmente em outros efeitos indesejáveis.
Vazamento interno
Embora qualquer espécie de vazamento resulte em perda de eficiência, um vazamento
interno deve ser incluído nos componentes do sistema hidráulico para proporcionar a
lubrificação das bobinas e válvulas, pistões e outras peças imóveis.
O óleo não é perdido com este tipo de vazamento, pois retorna ao reservatório através
das linhas de retorno ou drenos proporcionais especiais para esse fim.
O vazamento interno excessivo tende a atrasar o funcionamento do sistema e causa
desperdício de potência com a geração de calor.
Em alguns casos, pode contribuir para o arrastamento, ou inclinação, dos cilindros em
operação e reduzir a eficácia do controle de vazão.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 71
O vazamento interno aumenta com o uso normal.
É acelerado com o uso de óleo que tenha baixa viscosidade (ou índice de
viscosidade), pois esse óleo tende a afinar-se mais facilmente com as pressões de
operação e a tornar-se excessivo a pressões além dos limites recomendados.
Vazamento externo
Além de representar um problema de ordem doméstica, o vazamento externo de óleo é
arriscado, caro e pouco estético.
Infelizmente, todo óleo que falta e é acrescentado a um sistema é considerado,
freqüentemente, resultado de um vazamento.
A substituição do óleo é muitas vezes necessária não devido a vazamento, mas sim ao
manejo descuidado do sistema.
O óleo drenado para permitir reparos ou substituição de linhas é conservado.
Naturalmente, deve ser recolhido e guardado em recipientes limpos para evitar
contaminação.
Vazamentos em junções de canos, conexões e tubos e outras fontes externas podem
indicar procedimentos incorretos de manutenção.
Em muitos casos, o vazamento começa com choques e vibrações dentro do sistema e
deve ser corrigido, eliminado-se a causa.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI72
Linhas com suportes adequados podem melhorar essas condições.
O uso de válvulas montadas em gaxetas e conexões com roscas retas também
poderão ser úteis.
Ao contrário da opinião geral, vazamento de componentes compreende apenas parte
do problema total.
O cuidado na montagem, o uso de gaxetas e de vedadores novos na época da revisão
podem tornar mínimo o vazamento do componente.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 73
Fluidos hidráulicos
Objetivos
• Enumerar as funções do fluido hidráulico;
• Conceituar fluido hidráulico.
Generalidades
A seleção e o cuidado na escolha do fluido hidráulico para uma máquina terão efeito
importante no desempenho dessa máquina e na vida dos componentes hidráulicos.
A formulação e aplicação dos fluidos hidráulicos é, por si mesma, uma ciência cujo
estudo ultrapassa a finalidade desta unidade.
Aqui, encontramos os fatores básicos envolvidos na escolha de um fluido e sua própria
utilidade.
Um fluido é definido como qualquer líquido ou gás.
Entretanto, o termo fluido, no uso geral em hidráulica, refere-se ao líquido utilizado
como meio de transmitir energia.
Nesta unidade, fluido significará o fluido hidráulico, seja um óleo de petróleo
especialmente composto ou um fluido especial, a prova de fogo, que pode ser um
composto sintético.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI74
As funções do fluido
O fluido hidráulico tem quatro funções primárias:
• Transmitir energia;
• Lubrificar peças móveis;
• Vedar folgas entre essas peças;
• Resfriar ou dissipar o calor.
Observe, nas figuras seguintes, essas funções.
Transmissão de energia hidráulica
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 75
O fluido lubrifica as partes móveis
A circulação resfria o sistema
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI76
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 77
Principais fluidos hidráulicos:
escolha e características
Objetivos
• Enunciar os principais fluidos hidráulicos;
• Enunciar os requisitos básicos de um fluido hidráulico;
• Conceituar viscosidade.
Fluidos hidráulicos
Os principais fluidos hidráulicos são:
• Água;
• Óleos minerais;
• Fluidos sintéticos;
• Fluidos resistentes ao fogo:
- emulsões de glicol em água;
- soluções de glicol em água;
- fluidos sintéticos não-aquosos.
Água
É empregada principalmente em velhos e pesados sistemas, como pontes levadiças,
comportas, etc.
A água é encontrada em abundância na natureza e é o mais barato dos fluidos
conhecidos.
Praticamente não apresenta variação de viscosidade com a temperatura, é
quimicamente compatível com quase todos os materiais de retentores e tem a
vantagem de quase não sofrer aumento de temperatura em operação, graças ao seu
poder refrigerante.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI78
Entretanto, seu emprego como meio hidráulico é restrito, devido às desvantagens que
apresenta, tais como: provocar a corrosão, possuir propriedades lubrificantes
insignificantes e só poder ser empregada em uma faixa de temperatura relativamente
pequena.
Óleo mineral
É o fluido hidráulico mais usado e, afora a água, o mais barato, sendo compatível com
a maioria dos materiais encontrado nos sistemas.
Suas propriedades lubrificantes são bastante conhecidas e a faixa de temperatura para
sua utilização é ampla.
Apresenta, também, compressibilidade superior à da água.
Fluidos sintéticos
São compostos químicos que podem trabalhar acima dos limites dos óleos minerais.
São eles: éteres complexos, silicatos, silicones e aromáticos de alto peso molecular
(polifenilas e éteres de fenila).
São fluidos de custo elevado, devido aos problemas de fabricação, e, dentro de certos
limites, satisfazem plenamente a todas necessidades dos sistemas hidráulicos.
Ao contrário dos óleos minerais, os fluidos sintéticos podem não ser compatíveis com
alguns componentes dos sistemas.
Por essa razão, é preciso cuidado na escolha do fluido sintético a ser usado.
Fluidos resistentes ao fogo
Muitos compostos químicos se enquadram nessa categoria.
Porém, são mais comumente utilizados emulsões de óleo em água, soluções de glicol
em água e fluidos não-aquosos.
As emulsões de óleo em água são usadas algumas vezes em sistema hidráulicos
normais, enquanto os outros são empregados em casos específicos.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 79
Escolha do fluido hidráulico
Na seleção do fluido hidráulico, deve-se verificar, inicialmente, as condições a que o
mesmo será submetido e o tipo de sistema em que será usado.
Os registros básicos para a utilização de um fluido como meio hidráulico são que ele
seja virtualmente incompreensível e suficientemente fluido, de modo a permitir uma
eficiente transmissão de energia.
Além disso, é também essencial que tenha boas propriedades lubrificantes.
Completando essas funções, podem ser exigidas outras qualidades de um fluido
hidráulico, tais como:
• Prevenir a formação de ferrugem;
• Prevenir a formação de lodo, goma e verniz;
• Diminuir a formação de espuma;
• Manter sua estabilidade e reduzir o custo de substituição;
• Manter um índice de viscosidade relativamente estável, numa faixa larga de
variações de temperatura;
• Prevenir contra a corrosão e erosão;
• Separar-se da água;
• Ser compatível com vedadores e gaxetas.
Freqüentemente, são incorporados aditivos aos fluidos para melhorar as
características acima citadas.
Também costuma-se empregar aditivos para prevenir o desgaste dos componentes
mecânicos do sistema.
Uso de aditivos
Os aditivos comerciais adicionados aos fluidos hidráulicos dão a esses fluidos
propriedades desejáveis como: índice de viscosidade, fluidez, resistência à oxidação,
etc.
Entretanto, os fabricantes chamam a atenção alertando que os aditivosa serem
incorporados ao óleo, para torná-lo adequado a um sistema hidráulico, devem ser
compatíveis entre si bem como com o óleo utilizado.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI80
A compatibilidade deve ser determinada pelo fabricante do fluido, que indicará os
aditivos adequados a serem utilizados, salvo se houver condições de se determinar
essa compatibilidade através de análises de laboratório.
Viscosidade
A característica mais importante a ser observada na escolha de um fluido hidráulico é a
viscosidade.
A bomba é o coração do sistema hidráulico e sua eficiência depende, essencialmente,
da viscosidade do fluido bombeado, que deve estar dentro dos limites especificados
pelo fabricante da bomba.
De modo geral, são aceitáveis as seguintes faixas de viscosidade:
• Bomba de palhetas ................. de 100 a 300SUS a 100oF;
• Bomba de engrenagens .......... de 300 a 500SUS a 100oF;
• Bomba de pistão ..................... de 250 a 900SUS a 100oF.
Observação
100oF = 37,5oC.
Viscosidade é a medida de resistência do fluido ao se escoar, ou seja, é uma medida
inversa à de fluidez.
Se um fluido escoa facilmente, sua viscosidade é baixa e pode-se dizer que o fluido é
fino ou lhe falta corpo.
Um fluido que escoa com dificuldade tem alta viscosidade.
Neste caso, diz-se que é grosso ou tem bastante corpo.
Determinação da viscosidade
Alguns métodos para se determinar a viscosidade, em ordem decrescente de precisão,
são:
• Viscosidade absoluta - Poise;
• Viscosidade cinemática - Centistokes;
• Viscosidade relativa - SUS e SAE.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 81
A viscosidade dos fluidos hidráulicos normalmente é dada em SUS ou SAE.
Viscosidade SUS
Para efeito prático, na maioria dos casos, conhecer a viscosidade relativa já é
suficiente.
Determina-se a viscosidade relativa cronometrando-se o escoamento de uma dada
quantidade de fluido, através de um orifício, a uma determinada temperatura.
Há varios métodos em uso, mas o mais aceito ainda é o do viscosímetro de Saybolt,
apresentado na figura seguinte, em que a viscosidade é medida em Saybolt Universal
Seconds (SUS) e é igual ao tempo gasto, em segundos, para o fluido escoar-se.
A viscosidade Saybolt mede a viscosidade relativa
Como o óleo é mais espesso a baixa temperatura e se torna mais fino quando
aquecido, a viscosidade deve ser representada em tantos SUS a uma dada
temperatura.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI82
Geralmente, os testes são feitos a 100oF (37,5oC) e 210oF (100oC).
Número SAE
Os números SAE foram estabelecidos pela Sociedade do Engenheiros das Indústrias
Automobilísticas Americanas para especificar as faixas de viscosidade SUS de óleos
nas temperaturas de testes SAE.
Os números para óleos de inverno (5W, 10W, 20W) são determinados pelos testes a
0oF (-17oC).
Os números para óleos de verão (20, 30, 40, 50, etc) designam a faixa SUS a 210oF
(100o).
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 83
Índice de viscosidade:
controle de uso de óleos
hidráulicos
Objetivos
• Enunciar o conceito de índice de viscosidade;
• Enunciar as condições de controle de uso:
- contaminação;
- oxidação.
Viscosidade e temperatura
O índice de viscosidade (IV) é uma medida relativa da mudança de viscosidade de um
fluido com relação às variações de temperatura.
Um fluido que tem viscosidade relativamente estável, a temperaturas extremas, tem
um alto índice de viscosidade.
Um fluido que é espesso, quando frio, e fino, quando quente, tem um baixo índice de
viscosidade.
O gráfico da página seguinte compara um fluido de 50ΙV e um de 90ΙV.
Observe essas viscosidades efetivas em 3 temperaturas:
IV (-17oC)
0oF
(37oC)
100oF
(100oC)
210o
50
90
12 000SUS
8 000SUS
150SUS
150SUS
41SUS
43SUS
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI84
Note que o óleo de 90IV é mais fino a 17oC e mais espesso a 100oC, porém ambos
têm a mesma viscosidade a 37oC.
Índice de viscosidade é a medida relativa da mudança de viscosidade com a variação
de temperatura
Controle de uso de óleos hidráulicos
A vida de um óleo em serviço é normalmente determinada por:
• Quantidade de contaminantes;
• Oxidação.
As substâncias contaminantes que podem estar presentes no sistema são: poeira,
fragmentos de desgaste, ferrugem, limalhas que eventualmente tenham penetrado no
sistema, etc.
Não há limites definidos para controle, porém bastam somente 0,02% em peso para
contribuir e acelerar o desgaste.
Por essa razão, o sistema deve possuir uma filtragem perfeita.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 85
A oxidação causa aumento da viscosidade e do número de neutralização.
Se o óleo trabalhar em condições normais, o processo será lento, garantindo-lhe uma
longa vida.
Todavia, se houver pontos excessivamente quentes no sistema, com presença de ar,
umidade e substâncias catalisadoras, essa vida pode ser abreviada violentamente,
culminando com a formação de borra e vernizes.
Portanto, caso a viscosidade e o número de neutralização aumentem rapidamente, é
necessário verifica-se a razão do mau funcionamento do sistema.
De maneira geral, o óleo deve ser trocado em períodos de seis meses a dois anos.
Quando a quantidade de óleo no sistema justificar, deve-se analisar sua acidez e
viscosidade e a presença de água e contaminantes no sistema.
Contudo, o óleo deve ser trocado, no máximo, a cada dois anos, mesmo que suas
características estejam dentro dos limites permissíveis, pois, com o tempo, pode
ocorrer a redução dos teores dos aditivos.
Na ocasião da troca de óleo, é aconselhável a lavagem do sistema com um flushing oil,
pois constatou-se, na prática, que um resíduo de 10% do óleo usado pode reduzir em
75% a vida do óleo novo.
Recomenda-se a fazer essa lavagem a 100oF, passando o óleo por um filtro externo
até a limpeza total.
Após a lavagem com o flushing oil, deve-se circular, inicialmente, uma quantidade
mínima de óleo hidráulico, para depois completar-se o nível.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI86
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 87
Tubulações
Objetivos
• Reconhecer os tipos principais de condutores;
• Identificar o uso correto de condutores nas instalações hidráulicas de acordo com:
- vibração;
- pressão;
- temperatura;
• Preparar tubos e conexões para instalações hidráulicas.
Condutores
Condutor é um termo geral que engloba os vários tipos de tubos e conexões que
transportam o fluido hidráulico entre os componentes.
Nos sistemas hidráulicos existem três tipos principais de condutores:
• Tubos de aço roscados (canos);
• Tubos de aços flangeados ou com anel;
• Tubos f0lexíveis ou mangueiras.
A seleção dos tubos para as rede condutoras, assim como a sua instalação, é de
importância primordial em circuitos hidráulicos.
Por isso deve-se levar em conta o seguinte:
• Tubulação estreita provocará cavitação da bomba, perda de eficiência e
superaquecimento do circuito inteiro.
• Paredes demasiadamente finas estão sujeitas a quebras constantes. Paredes
grossas demais provocarão um acréscimo inútil no peso e no preço da instalação.
• Tubos rígidos em instalações com máquinas que vibram estão sujeitos a trincas.
• As mangueiras absorvem vibrações e oferecem facilidade de acompanhar os
movimentos, mas devem ser devidamente protegidas.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI88
Presentemente, o tubo roscado é mais barato.
Entretanto, os tubos flangeados e as mangueiras são mais convenientes para se
conectarem, bem como facilitam a manutenção corretiva.
Objetivando baratear o custo da tubulação, os tubos de plástico vêm sendo
gradativamente aplicados.
As linhas hidráulicas são compostas, na grande maioria, de tubosde precisão, sem
costura e estirados a frio.
Observe a figura abaixo.
Seu material é de alta qualidade: usam-se aços de recozimento brilhante em gás de
proteção, isentos de carepa, sendo ainda de favorável deformação a frio.
Para efetuar-se o seu arqueamento, deve-se utilizar dispositivos apropriados de
dobragem.
Todos os tubos dobrados a quente ou soldados devem, incondicionalmente, ser
submetidos a uma decapagem posterior.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 89
Mangueiras
As linhas de comunicação por mangueira são usadas quando a instalação da
tubulação apresenta dificuldades quanto ao espaço de montagem.
Linhas de mangueiras são usadas também como meio auxiliar no amortecimento de
oscilações de pressão e ruídos num sistema.
Ao se instalar uma rede de tubulação, é fundamental que se respeite as seções
transversais requeridas e as pressões máximas previstas, a fim de garantir a
segurança de regime e a longevidade da rede.
Isso implica na escolha correta da tubulação, devendo corresponder aos valores
calculados no projeto da instalação.
Considerações materiais
Sem considerar-se o custo, é preferível usar tubos flangeados em vez de roscados
devido a uma melhor vedação, além da conveniência de serem aproveitáveis e de
manutenção mais rápida.
Mangueiras flexíveis não precisam ser limitadas às aplicações móveis.
Podem ser convenientemente usadas em linhas curtas e têm capacidade de amortecer
choques.
As conexões hidráulicas devem ser de aço, com exceção das linhas de sucção, linhas
de retorno e de dreno, onde o ferro maleável pode ser usado.
Tubos e conexões galvanizados devem ser evitados porque o zinco pode reagir com
certos aditivos de óleo.
Tubulações de cobre também devem ser evitadas porque as vibrações do sistema
hidráulico podem temperar o cobre, rachando-o nas juntas.
Além disso, o cobre diminui a vida do óleo.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI90
Funções das linhas hidráulicas
Há numerosas considerações especiais relativas às funções das linhas ou tubulações,
como:
• O pórtico da entrada da bomba é, normalmente, maior que o da saída para
acomodar uma linha de bitola maior. Será de boa prática manter esta bitola na linha
inteira de sucção e tão curta quanto for possível. As curvas devem ser evitadas e a
quantidade de conexões deve ser mantida no mínimo.
• Como há sempre um vácuo na entrada de uma bomba, as conexões na linha de
entrada têm que ser apertadas de modo a não permitir a entrada de ar no sistema.
• Nas linhas de retorno, as restrições são responsáveis pela contrapressão,
resultando energia desperdiçada. Deve-se usar bitolas adequadas para assegurar
velocidade baixa. Aqui também deve-se evitar curvas e muitas conexões.
• Linhas de retorno soltas também podem admitir ar no sistema pela aspiração.
Essas linhas têm que ser apertadas e devem terminar abaixo do nível do óleo para
que não haja aeração e turbulência.
• As linhas entre os atuadores e válvulas de controle de fluxo devem ser curtas e
rígidas para um controle de fluxo preciso.
Instalação de mangueira
A mangueira deve ser instalada de modo que não se torça durante a operação da
máquina.
Deve-se permitir uma folga para o movimento livre e para a absorção dos picos de
pressão.
Mangueiras muito longas e com possibilidades de sofrer torções devem ser evitadas.
Pode tornar-se necessário usar braçadeiras para evitar que a mangueira se enrosque
ou se embarace com peças móveis.
Mangueira sujeita a atritos com qualquer outra peça deve ser protegida.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 91
Preparação de tubos e conexões antes da instalação de um sistema hidráulico
Ao se instalarem os diversos tipos de tubos e conexões em um sistema hidráulico, é
absolutamente necessário que estes estejam limpos, livres de escamas e de outros
materiais estranhos.
Para alcançar esse objetivo, algumas regras básicas devem ser obedecidas, pois um
sistema contaminado é fonte certa de inúmeros problemas.
Assim, deve-se observar:
• Após o corte, as bordas dos tubos devem ser escareadas, para se eliminarem as
rebarbas.
• As peças devem ser, então, decapadas numa solução adequada até a remoção
total de carepas e ferrugem.
Processo de decapagem
A preparação para a decapagem exige um desengraxamento em tricloretileno ou outro
desengraxante comercial.
• Mergulhe inteiramente as peças na solução desengraxante.
• Tanque no 1
Prepare a solução antioxidante de modo a não ultrapassar a temperatura
recomendada pelo fabricante, pois pode haver evaporação do inibidor de corrosão
e a solução se tornar ácida.
O tempo que as peças devem permanecer imersas dependerá da temperatura da
solução e da profundidade da ferrugem removida.
• Tanque no 2
A solução neste tanque é composta de um neutralizante e água, na proporção
recomendada pelo fabricante.
Após a decapagem, enxágüe as peça em água corrente fria e mergulhe-as no
tanque no 2.
A temperatura da solução e o tempo de permanência das peças no tanque devem
obedecer às recomendações do fabricante.
• Enxágüe as peças em água quente.
• Este tanque contém um composto antioxidante de proteção.
Normalmente, as peças que estão sendo tratadas devem ser deixadas a secar
envolvidas pela solução.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI92
Se as peças forem estocadas por um período de tempo, as extremidades dos tubos
devem ser tampadas para evitar-se a entrada de material estranho.
Não tampe as extremidades dos tubos com trapo ou estopa pois os mesmos
poderiam soltar fiapos no interior da tubulação.
Preparação para montagem da tubulação
• Antes de serem usados, os tubos e conexões devem ser lavados com uma solução
desengraxante recomendável.
• Para instalações que requeiram conexões flangeadas, os tubos não devem ser
soldados após a montagem pois torna-se impossível fazer-se uma limpeza
adequada no sistema.
Os tubos devem ser dobrados e ajustados com precisão para evitar-se forçá-los no
momento da montagem.
• Quando se usam conexões flangeadas, deve-se ter o cuidado de montar os flanges
em esquadro com as faces de montagem e prendê-los com parafusos de
comprimentos adequados.
Os parafusos e pinos devem ser apertados de modo uniforme, evitando-se
distorções.
• Deve-se sempre estar seguro de que todas as aberturas do sistema hidráulico
estejam protegidas, a fim de impedir a entrada de sujeira, cavacos de metal, etc.,
quando houver trabalhos de usinagem, solda e rosqueamento perto da unidade.
• Usando conexões roscadas, o sistema deve ser inspecionado para evitar-se que as
rebarbas das roscas contaminem o sistema.
• Antes de introduzir o óleo no reservatório, certifique-se de que seja o óleo
especificado e esteja limpo.
Não use filtros de tecidos e óleos estocados em recipientes contaminados.
• Use uma peneira de malha 120 ao colocar o óleo no reservatório.
Opere por um certo período de tempo o sistema.
Acrescente mais fluido se for necessário.
Precauções de segurança
Normalmente, os produtos químicos usados para limpeza e decapagem são perigosos.
Eles devem estar sempre guardados em recipientes próprios e ser usados com
extremo cuidado.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 93
Tubos roscados
Objetivos
• Classificar dimensionamento de tubos roscados;
• Selecionar tubos por meio de tabelas;
• Classificar tipos de vedação.
Dimensionamento de tubos roscados
Os tubos roscados de ferro e de aço foram os primeiros condutores a serem usados
em sistemas de hidráulica industrial e ainda o são devido a seu baixo custo.
Nos sistemas hidráulicos, recomenda-se o uso de tubos de aço e sem costura, com o
interior livre de ferrugem, escama ou sujeira.
Os tubos e as conexões são classificados pela bitola nominal e espessura da parede.
Originalmente, uma bitola de tubos roscados tinhaapenas uma espessura de parede
e indicava seu diâmetro interno real.
Posteriormente, os tubos roscados foram fabricados com várias espessuras de parede:
padrão, extrapesada e extrapesada dupla.
Entretanto, o diâmetro externo não se modificou.
Para aumentar a espessura da parede, foi diminuído o diâmetro interno.
Portanto, a bitola nominal indica apenas a bitola da rosca para conexões.
O diâmetro externo de um tubo roscado permanece constante mudando apenas a
espessura da parede, para uma determina bitola.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI94
Ele é sempre maior que o tamanho citado (em polegadas).
A bitola nominal corresponde, aproximadamente, ao diâmetro interno de um tubo
extrapesado.
Classificação das espessuras de parede dos tubos roscados
Diâmetro interno
Bitola nominal
Diâmetro externo
do cano (mm) Padrão Extra pesado
Extra pesado
duplo
1/8 10,29 6,83 5,46 -
1/4 13,72 9,25 7,67 -
3/8 17,15 12,52 10,74 -
1/2 21,34 15,80 13,87 6,40
3/4 26,67 20,93 18,85 11,02
1 33,40 26,65 24,31 15,22
1 ¼ 42,16 35,05 32,46 22,76
1 ½ 48,26 40,89 38,10 27,94
2 60,33 52,50 49,25 38,18
2 ½ 73,03 62,71 59,00 44,98
3 88,90 77,93 73,66 -
3 ½ 101,60 90,12 85,44 -
4 114,30 102,26 97,18 -
5 141,30 128,19 122,25 103,20
6 168,28 154,05 146,33 -
8 219,08 205,00 193,68 -
10 273,05 258,88 247,65 -
12 323,85 306,83 298,45 -
Tabelas de tubos roscados
O American National Standard Institute (ANSI) aprovou uma série de relações
(Schedules), identificadas pelos números 10*, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160,
dos diâmetros internos dos tubos roscados, referidos à bitola nominal em polegadas e
ao diâmetro externo em milímetros.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 95
Essas relações constituem a tabela seguinte.
Tabela de tubos roscados
Diâmetro interno
Bit.
Diâm.
Ext.
(mm)
Schd
20
Sched
30
Sched
40
Sched
60
Sched
80
Sched
100
Sched
120
Sched
140
Sched
160
1/3 10,29 - - 6,83 - 5,46 - - - -
1/4 13,72 - - 9,25 - 7,67 - - - -
3/8 17,15 - - 12,52 - 10,74 - - - -
1/2 21,34 - - 15,80 - 13,87 - - - 11,84
3/4 26,67 - - 20,93 - 18,85 - - - 15,60
1 33,40 - - 26,65 - 24,31 - - 20,70
1 ¼ 42,16 - - 35,05 - 32,46 - - - 29,46
1 ½ 48,26 - - 40,89 - 38,10 - - - 33,99
2 60,33 - - 52,50 - 49,25 - - - 42,90
2 ½ 73,03 - - 62,71 - 59,00 - - - 53,98
3 88,90 - - 77,93 - 73,66 - - - 66,65
3 ½ 101,60 - - 90,12 - 85,45 - - - -
4 114,30 - - 102,26 - 97,18 - 92,05 - 87,33
5 141,30 - - 128,19 - 122,25 - 115,90 - 109,55
6 168,28 - - 154,05 - 146,33 - 139,73 - 131,80
8 219,68 206,38 205,00 202,72 198,45 193,68 188,95 182,60 177,83 173,05
10 273,05 260,35 257,45 254,51 247,65 247,65 236,58 230,23 222,25 215,90
12 323,85 311,15 307,09 303,12 293,30 298,90 281,03 273,05 266,70 257,20
*A Schedule 10 foi suprimida por não apresentar valores nesta tabela.
Para comparação, a Schedule 40 é a que se aproxima do padrão visto na tabela.
A Schedule 80 é, essencialmente, a relação extrapesada.
A Schedule 160 cobre os tubos com a maior espessura de parede.
As paredes da classificação extrapesada dupla antiga eram ligeiramente mais
espessas que da relação 160.
As tabelas vistas mostram as bitolas de tubos até 12”, embora estejam à disposição
bitolas maiores.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI96
A relação 10, que não aparece na segunda tabela, é utilizada somente para bitolas
maiores que 12”.
Vedação de tubos roscados
As roscas dos tubos são cônicas e sua vedação se dá através da adaptação entre as
roscas do macho e da fêmea quando apertadas.
Deve-se ter o cuidado, na ocasião do rosqueamento das peças, de colocar um vedante
lubrificante, como óxido de chumbo ou composto de vedação.
Pode, ainda, ser aplicada a fita de teflon.
Deve-se evitar o uso de fios de estopa.
Deve-se tomar cuidado para que o vedante aplicado não corra para dentro do
encanamento, bem como de não aplicá-lo no primeiro fio de rosca.
As roscas de tubos para uso hidráulico são do tipo vedação seca
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 97
Tubos de aço sem costura
Objetivos
• Distinguir diferenças entre tubos flangeados e canos;
• Identificar vantagens na instalação de tubos;
• Distinguir dimensionamento de canos e tubos em relação à pressão de operação.
Aplicação
Uma instalação feita com tubos flangeados, de aço sem costura, oferece vantagens
bem visíveis sobre uma instalação feita com tubos roscados ou extrapesados.
Os tubos de aço sem costura podem ser dobrados de qualquer forma, são mais fáceis
de trabalhar e podem ser montados e desmontados freqüentemente sem problemas de
vedação.
Tubos flangeados diferem de tubos roscados em sua classificação de bitola.
Os tubos flangeados são designados por seu diâmetro externo real, como se pode
verificar na tabela da página seguinte.
Assim, um tubo de 3/8” tem um diâmetro externo de 3/8”.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI98
A tabela mostra que os tubos estão disponíveis em várias espessuras de parede.
D. ext.
tubo
Espessura
da parede
(mm)
D. ext.
tubo
(mm)
D. ext.
tubo
Espessura
da parede
(mm)
D. int.
tubo
(mm)
D. ext.
tubo
Espessura
da parede
(mm)
D. int.
tubo
(mm)
0,711 1,753 0,889 14,097 1,245 29,26
0,813 1,549 1,067 13,741 1,473 28,801/8
0,889 1,397 1,245 13,386 1,651 28,45
0,813 3,137 1,473 12,929 1,828 28,,093/16 0,889 2,986 1,651 12,573 2,108 27,53
0,889 4,572 1,828 12,217 2,413 26,92
1,067 4,216 2,108 11,659 2,769 26,21
1,245 3,861
5/8
2,413 11,049
1 ¼
3,048 25,65
1,473 3,404 1,245 16,561 1,651 34,80
1/4
1,651 3,048 1,473 16,104 1,828 34,44
0,889 6,160 1,651 15,748 2,108 33,88
1,067 5,804 1,828 15,392 2,413 33,27
1,245 5,448 2,108 14,834 2,769 32,56
1,473 4,991 2,413 14,224 3,048 32,00
5/16
1,651 4,636
3/4
2,769 13,513
1 ½
3,404 31,29
0,889 7,747 1,245 19,736 1,651 41,15
1,067 7,391 1,473 19,279 1,828 40,79
1,245 7,036 1,651 18,923 2,108 40,23
1,473 6,579 1,828 18,567 2,413 39,62
3/8
1,651 6,223 2,108 18,009 2,769 38,91
0,889 10,922 2,413 17,399 3,048 38,35
1,067 10,566
7/8
2,769 16,688
1 ¾
3,404 37,64
1,245 10,211 1,245 22,911 1,651 47,50
1,473 9,754 1,473 22,454 1,828 47,14
1,651 9,398 1,651 22,098 2,108 46,58
1,828 9,042 1,828 21,742 2,413 45,26
2,108 8,484 2,108 21,184 2,769 45,26
2,413 7,874 2,413 20,574 3,048 44,70
2,769 19,863 3,404 43,99
1/2
1
3,048 19,304
2
Recomenda–se que as linhas e conexões rígidas tenham uma pressão de ruptura que
comporte um fator de segurança de, no mínimo, oito, isto é, a pressão de ruptura
nominal deve ser oito vezes maior que a máxima pressão de trabalho do circuito.
Considerações sobre pressão e fluxo
Recomenda–se, conforme as normas da Indústria, um fator de segurança de pelo
menos 4 por 1, até 8 por 1, em capacidade de pressão.
Se a pressão de operação for de 0 a 70kg/cm2, o fator de segurança deverá ter uma
proporção de 8 por 1.
Comandos hidráulicos - Informações tecnológicas
SENAI 99
De 70kg/cm2 a 140kg/cm2, recomenda–se um fator de segurança de 6 por 1 e para
pressões superiores a 140kg/cm2 recomenda–se um fator de segurança de 4 por 1.
Fator de segurança 
trabalho de pressão
ruptura de pressão (FS) =
Portanto, será necessário verificar se o condutor tem o diâmetro interno adequado para
comportar o fluxo na velocidade recomendada, bem como suficiente espessura de
parede para agüentar a capacidade de pressão.
Os fabricantes de tubos normalmente fornecem dados sobre as capacidades de
pressões e bitolas de condutores.
Duas tabelas típicas são demonstradas a seguir.
Pressão de operação (0 a 70kg/cm2) – Fator de segurança 8:1
Fluxo L.P.M
Tamanho da
válvula
Schedule
Diâmetro
externo (pol)
Espessura
(mm)
4,0 1/8 80 1/4 0,90
5,5 1/8 80 5/16 0,90
12,0 1/4 80