Apostila de Mecatrônica   Qualificação Profissional

Apostila de Mecatrônica Qualificação Profissional


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e então atua como uma mola comprimi-
da. Quando urna torneira é aberta ou fechada rapidamente, uma repentina mudança de pressão e
fluxo ocorre. O ar apanhado atua como uma almofada, ou absorve dor de choques, para evitar a
martelagem pela água do sistema de encanamento.
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A bateria de um carro é um exemplo típico de acumulador elétrico ou hidráulico. A energia
química é armazenada na bateria quando a bateria não é utilizada. A energia química armazenada
é convertida em eletricidade, que é usada para acionar o motor.
ACUMULADORES HIDRÁULICOS
Um acumulador hidráulico pode ser usado para uma variedade de propósitos. Algumas
de suas utilizações são:
1 - para absorver dor de choques;
2 - para proporcionar recolocação de óleo em um sistema fechado;
3 - para compensar vazamentos de um sistema;
4 - para proporcionar uma fonte de potência de emergência no caso de falha da fonte
de potência normal;
5 - para manter uniforme a pressão de distribuição durante determinado período de
tempo, sem que a bomba deixe de operar continuamente; e
6 - como um dispositivo-barreira de transferência para separar o óleo de algum outro
fluido do sistema.
TIPOS DE ACUMULADORES
Os acumuladores podem ser divididos em três tipos gerais:
1 - de gravidade;
2 \u2013 de mola;
3 \u2013 acumuladores a gás ou a ar.
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Os acumuladores a ar ou a gás podem ser subdivididos nos tipos separadores e
não-separadores.
ACUMULADOR DE GRAVIDADE OU DE PESO
O acumulador de gravidade ou de peso (figura 18) consiste de um cilindro, um pistão móvel,
um aríete ou êmbolo e um peso. O contra-peso, que pode ser colocado em um recipiente, pode ser
de concreto, ferro, aço água ou um outro material pesado. O pistão deve ter um encaixe de preci-
são no interior do cilindro para reduzir vazamentos. A parede interna do cilindro deve ter um
acabamento esmerilhado ou polido para reduzir atrito e desgaste. Um óleo hidráulico é bombeado
para o interior do cilindro, e então o pistão empurra o peso para um nível mais alto. Assim, a
energia potencial ou armazenada do peso é aumentada. A energia armazenada pelo peso é liberada
no movimento descendente que lhe é exigido pelas demandas do sistema.
Um acumulador desse tipo pode ser construído sob encomenda para urna instalação particu-
lar. O peso é ajustado para que o aríete suba quando a pressão de fluido atinja um nível predeter-
minado. O curso do aríete pode ser controlado pelo arranjo de um came no êmbolo e chaves de
limite. A força de gravidade do pistão sobre o óleo proporciona um nível quase constante de pressão
de óleo durante todo o curso do pistão. Fornecendo uma área de pistão adequada e um curso de
pistão de comprimento adequado, um grande volume de fluido pode ser fornecido a alta pressão.
Um único acumulador grande pode fornecer serviço para várias máquinas diferentes.
ACUMULADOR DE MOLA
Um acumulador de mola é ilustrado pela figura 19. O dispositivo consiste de um cilindro, um
pistão e uma mola. Uma ou mais molas podem ser utilizadas. As molas podem ser arranjadas para
fornecer vários ajustes através de parafusos. Quando o óleo é bombeado para dentro do acumula-
dor, o pistão ou êmbolo comprime a mola; assim é armazenada energia na mola. A energia armaze-
nada na mola é liberada quando necessário pelas demandas do sistema. A pressão no óleo não é
constante em todas as posições do pistão, pois a força da mola depende de seu deslocamento.
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Normalmente, esse tipo de acumulador distribui somente uma pequena quantidade de óleo a baixa
pressão.
ACUMULADOR A GÁS OU A AR
O fluido hidráulico ou óleo é quase incompressível. Isto significa que um grande aumento na
pressão do óleo resulta em somente um pequeno ou desprezível decréscimo no volume de óleo. Por
outro lado, um grande aumento na pressão do gás ou do óleo resulta numa grande diminuição do
volume de gás ou óleo. De modo geral, o óleo hidráulico é menos elástico que o ar. O óleo não pode
ser usado efetivamente para armazenar energia ao ser comprimido, enquanto que o ar ou o gás
podem ser comprimidos para armazenar energia. Assim, um tipo geral de acumulador utiliza um gás
ou o ar, em vez de uma mola mecânica ou um peso, para fornecer a ação de mola. Os acumuladores
a ar ou a gás podem ser subdivididos em dois grupos: o tipo sem separador e o tipo com pistão
separador. No tipo de acumulador sem separador, o óleo faz contato direto com o ar ou o gás. No
acumulador com separador, algum tipo de material ou dispositivo mecânico é utilizado para separar
o ar ou o gás do óleo. No acumulador com separador, uma barreira sólida ou flexível é colocada
entre o óleo e o ar ou gás para separar os dois tipos diferentes de fluidos.
ACUMULADOR SEM SEPARADOR
Um acumulador a gás ou a ar sem separador (figura 20) consiste de um cilindro totalmente
fechado, orifícios adequados e uma válvula de carga. Uma porção de óleo deve ser presa na base do
cilindro antes que esse tipo de acumulador seja posto a funcionar. Ar, nitrogênio ou um gás inerte são
forçados para dentro do cilindro, e o acumulador é pré-carregado às exigências de pressão mínima do
sistema. Uma \u201csuperfície livre\u201d existe entre o óleo e o gás ou o ar. Quando uma maior quantidade de
óleo é bombeada para o acumulador, o ar ou o gás acima do óleo é comprimido ainda mais. A energia
é armazenada no ar comprimido e é liberada quando exigido pelas demandas do sistema.
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Esse tipo de acumulador deve ser montado numa posição vertical, pois o gás deve ser retido
na parte superior do cilindro. Para evitar que o ar ou o gás sejam exauridos no sistema hidráulico,
somente cerca de dois terços do volume do acumulador podem ser utilizados pelo volume de gás ou
de ar. Aproximadamente um terço do volume restante do acumulador deve ser reservado para o
óleo, para evitar que o ar ou o gás sejam puxados do acumulador para o sistema hidráulico. A
aeração ou mistura de óleo e ar ou gás podem resultar na diminuição do pré-carregamento do
acumulador. Se o ar ou o gás forem absorvidos pelo óleo, o acumulador não funcionará adequada-
mente. O acumulador sem elemento separador requer um compressor de ar ou de gás para a
operação de pré-carregamento do acumulador.
ACUMULADOR COM PISTÃO SEPARADOR
Um acumulador com pistão separador, com um pistão livre ou flutuante atuando como ele-
mento separador entre o ar ou gás e o óleo, é ilustrado pela figura abaixo. O ar ou o gás a alta
pressão é carregado no espaço de um dos lados do pistão, e o óleo hidráulico é carregado no espaço
oposto. O tubo deve ser usinado com precisão. A vedação do pistão mantém o óleo e o gás separados.
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Esse tipo de acumulador pode ser instalado em
qualquer posição. A posição preferida, entretanto, é a
em que se coloca o eixo do cilindro verticalmente, com a
conexão de gás na parte superior. O desgaste da vedação
entre o pistão e o cilindro deve ser verificado após uso
prolongado, pois pode resultar em vazamento
significativo.
Um pistão flutuante dentro de um acumulador ci-
líndrico é ilustrado pela figura a seguir. Nesse modelo, a
construção de invólucro duplo fornece uma camisa in-
terna equilibrada à pressão que contém o pistão e serve
como um separador entre o ar ou gás de pré-
carregamento e o fluido hidráulico de operação. O
invólucro externo serve como recipiente de válvula de
pré-carregamento a gás. A descompressão rápida do ar
ou gás de pré-carregamento, resultante de uma descarga rápida do fluido hidráulico de operação,
proporciona um refrigerante para toda a área de operação da camisa interna. Os orifícios de
balanceamento de pressão proporcionam pressões iguais em ambos os anéis; isso evita bloqueio de
pressão entre as vedações.
Outros dois tipos de acumuladores a gás ou ar são os com separador de diafragma e