3ª Aula de Hidráulica

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3ª AULA HIDRÁULICA 
Sistemas Hidráulicos 
ATUDORES LINEARES 
O cilindro hidráulico é composto de diversas partes. A figura abaixo define os diferentes elementos que, 
unidos, compõe esse equipamento. 
É CONSTITUÍDO POR VÁRIOS 
TUBOS CONCÊNTRICOS QUE 
SERVE DE ÊMBOLO PARA O 
TUBO NO QUAL DESLIZAM E 
DE CILINDRO PARA AQUELE 
QUE ENVOLVE. 
Cilindro de simples ação 
ATUADORES ROTATIVOS 
Qual é a vazão? 
Escolher um motor hidráulico que irá trabalhar com torque máximo de 500 N.m sob pressão máxima 
de 350 bar. Por exemplo, adotar rendimento volumétrico de 0,85 e rotação de 150 rpm. 
Q = 158,82 litros/minuto 
Simbologia de linhas utilizadas em hidráulica 
Engates rápidos 
 
Quando é necessária a freqüente conexão e desconexão, utilizam-se de plug e soquete, 
pois as chances de economia se pagam pela produtividade. 
soquete 
plug 
Pino ou pin lock Roletes 
Cames 
Conexões para Mangueiras (Terminais de Mangueiras) 
 
As conexões para mangueiras podem ser classificadas em dois grupos: reusáveis ou 
permanentes. As reusáveis apesar de ter um custo um pouco superior em relação às 
conexões permanentes, sua relação custo/benefício é muito boa, além de agilizar a 
operação de manutenção e dispensar o uso de equipamentos especiais. As conexões 
reusáveis são fixadas às mangueiras: Por interferência entre a conexão e a mangueira ou 
por meio de uma capa rosqueável. As permanentes são aquelas cujas Conexões são 
prensadas e não necessitam desbastar a extremidade. 
INSTALAÇÃO DE MANGUEIRAS - PROTEÇÃO CONTRA ABRASÃO 
Grampos tipo “U” 
abraçadeiras 
Macacos hidráulicos, plataformas 
ou Bombas manuais 
VÁLVULAS DIRECIONAIS 
VÁLVULAS DIRECIONAIS 
 
 IDENTIFICAÇÃO DE UMA VÁLVULA DE CONTROLE DIRECIONAL 
Para identificação da simbologia das válvulas direcionais (ISO – ABNT)deve-se considerar: 
 
Número de posições 
Número de vias 
Posição normal 
Tipo de Acionamento 
 
Os quadrados mostrados abaixo quando unidos representam o número de posições ou 
manobras distintas que uma válvula pode assumir. O número de vias corresponde ao 
número de conexões úteis que uma válvula pode possuir, podem ser vias de passagem 
ou vias de bloqueio ou a combinação de ambas. 
VÁLVULAS DIRECIONAIS 
As numerações de vias e comandos são indicadas por números ou letras: 
 
- vias para utilização (saídas) : A - B - C – D ou 2 - 4 - 6 – 8 
- linhas de alimentação (entrada) : P ou 1 
- tanque, escapes (exaustão) : R - S - T ou 3 - 5 – 7 
- linha de comando (pilotagem) : Z - Y - X ou 12 - 14 - 16 
 
EXEMPLOS 
ATUADORES DE VÁLVULAS DIRECIONAIS 
 
Pino de Trava (Detente) de uma válvula direcional 
 
Se dois acionadores são usados para deslocar o carretel de uma válvula de duas posições, 
às vezes há necessidade de travamento. A trava é um mecanismo de posicionamento que 
mantém o carretel numa dada posição. O carretel de uma válvula com trava é equipado 
com ranhuras ou rasgos. Cada ranhura é um receptáculo para uma peça móvel carregada 
por mola. A trava pode ser uma esfera. Com a esfera na ranhura, o carretel é deslocado, a 
esfera é forçada para fora de uma ranhura e para dentro de outra. 
TIPOS DE VÁLVULAS DIRECIONAIS 
Válvula direcional principal 4/2vias acionada por alavanca e retorno por mola 
TIPOS DE VÁLVULAS DIRECIONAIS 
Válvula de controle direcional 4/3 vias, centro aberto (tandem), alavanca e centrada por 
mola 
TIPOS DE VÁLVULAS DIRECIONAIS 
Válvula de controle direcional 4/3 vias, centro fechado, acionada por alavanca e centrada 
por mola. 
VÁLVULAS DIRECIONAIS 
VÁLVULAS COM RETORNO POR MOLA 
Uma válvula com mola fora de centro é uma válvula com duas posições. O êmbolo volta à 
uma posição extrema por força de mola, quando cessa a operação. 
TIPOS DE CENTROS DOS CARRETÉIS 
 
A maioria das válvulas de 3 posições é 
fabricada com uma variedade de 
êmbolos intercambiáveis. Todos os 
êmbolos para 4 vias têm as passagens 
de fluxo idênticas quando acionadas, 
porém as passagens centrais diferentes 
conforme a figura abaixo. 
TIPOS DE CENTROS DOS CARRETÉIS 
 
O tipo de centro aberto interliga todos os 
pórticos e a vazão da bomba flui para o 
tanque a baixa pressão. 
O centro fechado bloqueia todos os 
pórticos, assim a vazão da bomba pode 
ser usada para outras operações no 
circuito, caso contrário, fluirá ao tanque 
através da válvula de segurança, à 
pressão de trabalho. 
Outros tipos de centro bloqueiam 
pórticos selecionados, mantendo outros 
abertos. O tipo tandem tem os dois 
pórticos de cilindro bloqueados na 
posição neutra, porém o pórtico de 
pressão está aberto ao tanque, 
permitindo assim, ligar duas ou mais 
válvulas em série ou “tandem”. 
VÁLVULAS DE ASSENTO CÔNICO 
Na hidráulica são predominantes as válvulas de carretel, porém, ocorre entre o carretel e 
o corpo da válvula uma folga de poucos mícrons (mm) e, portanto, há ocorrência de 
vazamento interno da conexão de maior pressão para a de menor pressão. 
Quando se necessitar de vedação isenta de vazamentos utilizam-se de válvulas de 
assento cônico, como mostrado abaixo. 
Devido a uma força externa para vencer a força da mola, êmbolo superior estar mantendo 
a esfera encostada ao assento. Assim, observamos que P está conectado para B e A está 
conectado para a saída T. Se eliminarmos a força externa, a força da mola afastará a 
esfera, conseqüentemente P passará para A e no mesmo instante pilotará o elemento 
cônico permitindo que B passe para T. 
Sobreposição de Comando nas Válvulas Direcionais de Pistão 
 
Conforme o tipo de carretel de comando, ao serem comutadas as válvulas para uma outra 
posição de comando, as conexões são fechadas ou interligadas durante um determinado 
tempo. Isto é denominado de sobreposição positiva ou negativa de comando. 
 
A sobreposição positiva é onde todas as conexões fecham-se durante a comutação, por 
um pequeno tempo, formando CF (centro fechado), neste caso não existe perda de 
pressão, mas conseqüentemente existe o surgimento de golpes de comando por causa do 
pico de pressão. 
 
A sobreposição negativa é quando durante a comutação todas as conexões estão 
interligadas durante um pequeno tempo, formando um H, neste caso não temos a 
formação de golpes de comando e picos de pressão, mas há queda de pressão, instante em 
que os acumuladores de pressão são ativados devido uma súbita queda de pressão. Além 
disso, podem criar pequenas oscilações no sistema e se existir cargas estas podem sofrer 
pequenas quedas. 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO UNIDIRECIONAL: 
 
Uma válvula de retenção pode funcionar como uma válvula direcional ou como um controle de 
pressão. Entretanto, uma válvula de retenção nada mais é que uma válvula que permite fluxo livre 
em uma direção e bloqueia o fluxo no sentido contrário . Universalmente, o simples símbolo de uma 
esfera e um assento é usado e assim será mostrado por todo este curso para designar uma válvula 
de retenção . 
CONTROLE DE VAZÃO UNIDIRECIONAL: 
As válvulas controladoras de vazão são usadas para regular a velocidade. Nos módulos anteriores foi 
mencionado que a velocidade de um atuador depende da quantidade de óleo a ele bombeada por 
unidade de tempo. É possível regular o fluxo com uma bomba de deslocamento variável, porém em 
muitos circuitos é mais prático usar uma bomba de deslocamento fixo e regular o fluxo com uma válvula 
de controle de vazão. 
VÁLVULA DE RETENÇÃO UNIDIRECIONAL 
MÉTODOS DE CONTOLE DE VELOCIDADE 
Macacos hidráulicos, plataformas 
ou Bombas manuais 
Exemplo de Dispositivo de carga 
EXERCÍCIOS: 
1. Qual é o valor da pressão gerada pela carga? 
2. Qual é o valor da força a ser impostano cilindro A para que haja deslocamento do 
cilindro B? 
3. Qual é função da válvula Vs? 
4. Qual é o peso máximo que o dispositivo consegue erguer? 
5. Qual é a função da válvula V1? V2? 
6. Determine o número de percussões a serem feitos com o cilindro A para que ocorra 
a total subida do cilindro B em 3 minutos? 
7. Qual é a vazão em litros/min para o período de 3 minutos? 
 
 
Circuito hidráulico fundamental 
DIMENSIONAMENTO 
VAZÃO: É o volume que atravessa uma seção de tubo em uma unidade de 
tempo. Sua unidade no Sistema Internacional é (m3/s), na prática utilizamos 
também a unidade lpm (litros/minuto). Se um fluido flui por um tubo com 
vários diâmetros, o volume que passa em uma unidade de tempo é o mesmo, 
independente da seção. 
VELOCIDADE NA TUBULAÇÃO: 
 
A velocidade com que o fluido hidráulico passa pela tubulação é um fator importante de 
projeto, pois a velocidade provoca um atrito com as paredes da tubulação. Geralmente, 
a faixa de velocidade de fluxo recomendada pelos fabricantes é: 
 
 
VICKERS 
 
 Linha de sucção = 6 a 12 dm/s 
 Linha de pressão e retorno = 20 a 60 dm/s 
 
RACINE 
 
- Sucção : 60,96 a 121,92 cm/s 
- Retorno : 304,8 a 457,20 cm/s 
- Para pressão abaixo de 210 bar: 762,2 a 914,14 cm/s 
- Para pressão acima de 210 bar: 457,2 a 509,6 cm/s 
 
Classificação Schedule de tubos, segundo a norma ASTM A 120. 
PRESSÃO INDUZIDA 
Um duto ou filtro de retorno mal dimensionado, ou qualquer outra resistência à saída de fluido do 
cilindro, pode criar uma pressão induzida que poderá ser maior ou menor do que a pressão fornecida ao 
cilindro. Vejamos a pressão induzida pelo avanço do cilindro e a induzida pelo retorno do cilindro. 
VAZÃO INDUZIDA 
Quando fornecemos uma vazão 
qualquer a um cilindro 
hidráulico de duplo efeito, na 
tomada de saída do fluido (no 
avanço ou retorno) teremos 
uma vazão que poderá ser maior 
ou menor do que aquela 
primeira. Filtros, dutos de 
retorno e válvulas em geral que 
receberão fluido proveniente de 
cilindros, devem sempre ser 
dimensionados à partir da 
máxima vazão (Qir). 
Potencia hidráulica 
Potência de uma bomba 
Exercício. 
projetar um circuito para elevar uma carga de 7.000 kgf a uma altura de 60 cm 
(curso). Dados: 
 
• pressão máxima = 90 bar ( 1,02 BAR = 1,0332 Kgf/cm2) 
• velocidade de subida da carga = 16 cm/segundo 
• rendimento total da bomba de 85 % 
 
pede-se: 
1. considerar um fator de segurança de 25 % na força. 
2 .dimensionar o atuador pela força teórica e escolher o comercial 
3. dimensionar as tubulações de sucção, pressão e retorno pela 
 velocidades recomendadas. 
4. calcular as pressões e vazões induzidas 
5. calcular a vazão da bomba 
6. calcular a potência necessária ao trabalho 
7. dimensionar o reservatório 
8. desenhar o circuito prevendo válvula de alívio, segurança na carga, filtro, 
 manômetro.