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HIDRIULrcA Boínbü hidráulicas, cilindros hirráuli§, motoíBs hklráulicos Prccsâo e caudal r' lfiSb boa PÍecbâo tle rnwirncnbc ,1** da babelho elwadas) , y' lrrib boa ,. (pouca onprsrrfrfitlade ô ól.o) RendiÍnento r ilcnog boÍn(petdas volumúüicas e aüito) Comando, contob e prooessernento de sineis / Muito boín (válvulas e bomb* rcauláveis) DGT|PLO DE UTí CIRCUITO HIORAULrcO Legenda: 1. Bomba Hidráulica 2. Manómetro 3. Válvula limitadora de pressão 4. Válvula anti-retomo 5. Válvula reguladora de caudal unidireccional ajustável 6. Acumulador hidráulico 7. Válvula distribuidora 412 8. Cilindro hidráulico de duplo efeito TRANSTI§SÃO HIDROSTATICA DA ENERGIA PrinciÍ*) da alavanca hidrfulica A,: nxd' nxD'Ar= Equilibrar o sistema hidráulico D @ f<F,jáqueD>d. tr= t. + ttx d2 f =A, = 4 -*F Az nrEF D' 4 t =4'rV t f @ dcccquilíbrio do sistema hidráulico. F sobe uma altura H < h, já que D > d C/r= Vr|. nxd' Y=Vrà E_&_hA2 xxD' D' H-É*hD' PÍütchh da hcd (pü.fo a.üfice) Fo=- .S Alavanca hidráulica v/vantagem d fu r DesvantagernE8 Apricação de rorças s ^ *ffi#ã§.t?t$f' para uttrapassar farçre t rer@nêr distâncias J PÍindpiodosurrcry ôteo testado líquido) Liberdade de formas {estado gasoso) Volume constante (estado solido) Âlarenca hidÉul ica aperfeiçoada A origem da pressão também pode ser dinâmica. ? a a O óleo posto em movimento por intermédio da força P, atravessa a tubagem e sai para o exterior. A resistência impsta pela tubagern detennina a pressáo no cilindro. Pressão J a mecÍda que o óleo se aproxima do exterior, sendo igual à pressão atmosfâica ÍE exterior. PÍhchiorh Eamqfr Ir i ;mll z 1 ** .? - *1 = z z.*.'i * " z= @nstante Desprezando os ternos referentes à energia potencial Z e energia térmica e: 'a' *1-- É*or=wrstanteZgv29T{ \"rroestátimTermo dinâmico Velocidade t @ pressão i e vie\reísa. PÍhchaodaffi Q, =Gp=Y, xA, =Yz*Az {qF TRABALHO, POTÊNCN E REMXTGNTOS Q=Y t W, :ffitoÍoÍÍEkto prllo riünr W: ffiÍto rccôito pelo sistema W=Fxl Fo=- .S Pot. = Et W=Fxl[kg.m] 1 kW = 1A2 [kg.rn/sJ Q=6xvxS[/min] o=![rsr*,'] v=l m/s t at ** d2r)=- 4 W, = F., x I = (pr - p.t*) x S x x= (Fr - F*,) * V W2 = Frxl= (pz - pJ x S x x = (pz - Frntn) * V W= Wz-W, = (gz- gr) n Y = Ápx V pot.=w=4EtJ=Âpxett Pot. = F'l ko.*,t- Pot. = P' s *l kw 102x t pot.=Pxsxv= PtQ =P'Q kw102 6x102 612 Polndn iffi nunr bfiib. f*hfuIca Pot.,n"". = Pot.nior. t Pot., Pot'hidr. Pot.. . . nror.flt= Pot.nidr. * Pot.p Pot.r".. Perdas mecânicas, p o atrito mecânico r atrito do óleo ^ Pnidr. Pnior. 'rm ,""1, -r** hóric"=PI,se.+Pp Expressão que relaciona os rerdinenbe Eüã|, rrc*urnÉtrb e me€nico: Q"ori"o=Qnior.*Qn [r'Q* = n = Qhidr. "vdffire Qnur. o.Ieonco I Potência perdida, Pot.o = t rl, Perdas volumétricas, Q # fu . fugas de oleo .. o retomo do óleo ^ Qnior. Qnior. 'rv q*.-q-o."óri* tr*m=tk * Phidr. = Pot'hidr. Pt"óri.a Pot't"óri., ffinctrc iffi mm Íacilori*frf*rn Pot.*"" = Pot.hidr. - Pot.o Pot. Pot.Ít mgc. mgc. "t - po\mecj poh - p"trrid. Expressâo que relaciona os rendimentos total, volumétrico e mdnico: â - Qt"órt* 'lv ô -hidr. ^ - Pt"óriotlm F^hidr. n xn ='v 'm Qt"orl* * Pt"óri", =Qnior. Pnior. Pot..IeoncEr P%id. Trsnmhrlo hidnfuIca snplcta hnÉa hidÉulÍca Receptor hidrá'ulico [t1 = PothHr.t Pot.â -' -"mec.2 'tt2 p^+ ' -''hidr.2Pot'mec.1 t*-:S$J_, Potrnee.z tt'rltz =#**, pdhidr.z rurffi".1 = PoÉ-*., Rr*Indr lüülhüttr$h , Bomba hidrLlcl Bomba hidráulica volumétrica L Q = ct. e independente de Rn Variaçâo de p Âp=p-0 20ffinln<Q<200Umin ^át)fr ffiffi[ ,. 20 50 Ím 150 2ü tx)LffiÉô& trlrq .. t I 4,5 5 5,5 6 , Gütrlr ,t, 2.,........3Lffiôac-Írrhl i lcúÕÇ,#', ,.........1,s}ffiôfr.tÍrtl il Bomba hidrátf,e I Re= Re < Rêo htor t*«fáulico É Re > Rê., ÂP=F-Pr<+P=^P+Pr Q * p = Q x (^p + pr) e Pot. = ÀPot. + Pot.r T """'"#?i,:;; cator f §p=EÀ'Y{ .l Regime Iaminar Regime turbulento Tfo íI Eçao Crcr/rr(üúfcr,) Cour c*afrqtdrtüin íplrós Êrr§/ Coo, cüurrfroxúoübr (arús Árrs) Cou, cialhr ancÍloüia íprrôs rt goú.s) Coío, ctanbr cxúntritn íprtrós Ít gos.s) ãn0 a 3üX) 1 100 1 000 700 «n Rogim Lrnlnr ap=IÀrSoxYxlxv2 a 9xd I .64 /1 =-Re =r3' 50xyxtxv2Re gxd t Re= Yxvxd uxg --O4xpxg-50xyxltv2ZrT - yxvxd gxd Ermrnrfr EnÍ.rr dc mr fi*h porm dllpírrlval nN.In üâo O cilindro de raio r, limitado pelas seqÕes A, e Az encontra- se sujeito a duas forças exteriores: a) forças de pressão: F, = So , (pr - g) = 7c x r2 x Âp coffi pr> pz ,SuRerfície exterior do cilindro b) forças deviscosidade: F2=U*ét r#=Ux 2xnxrxl.# Fluído em equilíbrio no interior do citindro se t F, * F, = 0: rr*rrxÂp+Fx zxnxrxr.#=0<+::= ":t'"ap , =-ffi lntesrando:, = - Í;rT + cte. Admitindo que uma pequena parte do fluido adere às paredes interiores do cilindro, faz-se r = R e v = 0: e = -R2 x ÂP + cte.<+ cte. = R" AP 4x].rxl 4x].rxl A expressão spral da rcMklade é: v=-+.B:'. ag{3y=,aP ,,(R, -rr)4xpxl 4xFrrl 4xpxl \ A velocidade tem um máxhno para r = 0: ^v,", =ZftrR2 Q = vxS + dO -vxdS e Q = vx2xTrxrxdr de = gr(R, -tr)x2xTTxrxdr = I* Al r(Rr r r-rr)rdr4xpxl \ ' 2xltxl \ !ntegrando: o = I' At, IR']' r' -{-l* =zrLr*l L 2 +)O rrxApxRa Q=v-xS<+ ov' =§= o SxJrxl aPtR' Sxuxlrxr' v, =0,5xv*"* ReÉrrTutrffi Âp=IÀr SoxYxlxf ^ gxd I 1 = o' 3164 p"ozs --0,318t - 50xYtltv2=\ -=_ - R"o* gxd ^ I Re= Yxvxdpxg ap=I 0,31 §d x Hoes x go2s 50xvrlrv2yl gxdyoZt xVoas x6oes Resistências hidráulieas localizadas a) Curvas (evitar curvas de raio muito pequeno); Rab de cumafura r, [mml Diâmetro exterior 4 lmml 4 6 8 10 12 14 15 16 18 20 ?2 25 2E 3ü 35 38 40 10 16 2A 25 32 4A 40 40 50 50 63 68 80 80 100 100 110 Âo = CxÚrv', 20rg 1. (, .giu .t ílaLfrr o C .!§erIU a a=Ê=30o b+F=45o c =) Ê =90o d = Ê =120o arll. '. ld, Âp=#xCgo.,H* b) Junções de condutas; c) Confluências ou divergências de fluxos parciais; Âo- =c,xYxY2. 20xg ÂD.-CtxYxv2r. 20xg Divergência Convergência a,2 : a,4 ', I, 0,6 .l i 0,9 .l :1,0 :: 450 0,66 o,47 0,33 4,29 0,35 Cí '',, Cz 45o ,, g0o I -0,m i 0,88 :i -0,04 1: 0,89 : o,o7 j 0,gô :: o,2o : 1,10 :i 0,33 ,' 1,20 Cl ,t C290o ,; 4So l -0,08 i -0,37 'l -0,04 : 0,00 .: 0,07 t a,22 i4,21 . 0,37 i 0,35 , 0,3g C1 ,, C2 r, C, 45o,g0o:noo :,', o'17 ', -o'4,. o'" 0,18 , 0,1 , 0,3 ::: 0,05 ', a,47 ,, a,4 :::i -0,20'a,73.0, -0,57.0,92)0,6 d) Variaçes de diâmetro; e) Estreitamentos lrcais na secçáo da conduta; f) Estrangulamentos. Perdas de carga na tubagern de aspiração da bomba P,=ÂPo ^ti-Ê Sinat + : nível de óleo Sinal - : nível de óleo abaixo da bomba acima da bomba Fugr da cruül ôulh e hlgm As fugas de caudal (acção da pressão) através de folgas (existentes no interior das válwlas) com altura de poucas milerinr ô rm cdqfn-se considerando regime laminar. vr= h2xÂp 12xVxl crrrhl d. tugr eL = y* , § = Hx hxo = bill .lp [",3,"] T 12xl.rxl 12xpxl L I Secçâo rectargula [mm] Folgas anelares mncêntricas com diâmetro mêdio dr. Q' =v,xt=mxhxr Q. = v. t, = r"dn'' *h3 tÂP' 12,.prl ' vd, "r3l=] Espessura b substituída pelo perímetÍo axd, e h = D-d Folgas anelares excêntricas com excentricidade relativa " = { , h e. = v, X, - rrxd* xhs x Âp x(1+1,5xe2)["r3r.]l2xl.rxl No caso de uma excentricidade relativa máxima e = 1: e.=v,"=1,u'#i*3r"j I ü 2,5 vezes superior ao existentequando o êmbob interna dâ válvula está cmtraft. Ermnrfr lrnhrrn prtrrrFrrr (frlFr) O fluido escoa-se entre duas paredes à distância e uma da outra. Considere-se o fluido, compreendido entre + y e - y com uma largura À e limitado pelas secções Ar e Ar, sujeito a duas forças exteriores: a) forças de pressãot Ft = So , (p., - pz) = 2 x ?u x y x Âp com pr> pz b) forças de viscosidade. Fr=UrSd .#= Ux2xÀrlt# I SuperfÍcie exterior do rectângulo Fluído em equilíbrlo se t Fr * F, = 0: 2x hx yxap+pxzxÀxr.* = o e 1' = - Y x ^PdY dy Uxl lntegrando:, = -i-+ c*e.2xFrxl Admitindo que umâ pec;uena parte do fluido adere às paredes interiores, faz-se y = : e v = 0.I g = - ê' *ÂP + cte. e cte. - e' x aPSxpxl Bxprxl A expressão geral da velocidade é: v=-y"Âp * "'*o.? <>v = =lP ,( "' -rr)2xpxl Sxpxl zxpxl [4 ' ., Q = vxS = dQ = vxdS e dQ = vxÀxdy de=ffi,(; -y,)xdy lntegrando: e=2, ÀT4qr["*ry- '-f =zxpxl L4 - 3ln ÀxÂpxe3 12xUxl No caso da parde ter uma secção anelar (circular): :-l Altura cla folga ,^.- AFxrrx ,, j'/o- 96,lrrl À=axD 'Superfície exterior cfic cilindro ffi FluÍ&s Hidráullcos óreos minerars ê Fluídos Tü:t"""= .Duração .Fiabilidade .Rendimento r.,5lxffà* @eC*aÉrktic*: 'kha whÍmÉe su fteo eepefmm @q;@ .\Íismkhde âsoluta e cirgn&ila .kltte de viscmfttde €#na tle Enpenafuras ,Fonb dewlgdaÉo .Ponb de irffi*naÉ fonb de mn$u#o .Fo(Er ltffinte .Pod6 anti-conosivo .Poder anti-espuma .Pder anti-emulsão .Poder anti-oxidaçâo .Elirninaçâo do calor gerado por atrito .Lubrificação de partes móveis .Transmissfu de poüêrrch hidÉulica lhse uolúfirice f fenperm,rre {Í5%} =+ } Massa volúmirx (0,0tkgÉdm3) t prcssao (170k9/cnÉ) + t Massa volúmba {0,01k9/dm3) ffi*eão tb deCocamffi Rryidez tk Wffi + @s tb €*Ío pro*mre ery** {b & = nrtk {ffib à ffi5frr hsüaela t Pçeseâo ('t&M) + $ rsEtmre {O,nS} + J p t(} §§. aÊa Eto 0,9 a"ü o,7 I,A 0,§ 0,4 t 0 À\í=F*%*{F"-Fo} &Y = 0,7 x 104 x 1ff) x (200 - 20) = 1,26 I , = Y =1.'3u = o,lBmin = 1o,Bso7 ÂV = 0,61 x 104 x 100 x (400 -20) = 2,321 , = Y =2':2= o,33min = 19,8so72S S qB 16 Í000A:*p$ennÊt \ \ \ -a * Viscosidade Propriedade fundamental para o bom desempenho do óleo no sistema Viscosidade Absoluta p[cP] Viscosidade Ci nemática v[cSt] !=Lei de Nevúon F=u*d"A'dy t remperatura + JJ Viscosidade + tt ftuioez t Pressão (>300kglcm2) = t Viscosidade t Viscosidade + óleo desliza com dificuldade (pouco fluido) n I \ x Mau comportamento a J temperatura (demasiado viscoso),) tl r' Bom comportamento à temperatura de serviço ü Viscosidade + óleo desliza com facilidade (muito fluido) t r' Bom comportamento a ü temperatura (pouco viscoso)v x Mau comportamento à temperatura de serviço pêlieul6 de íluido hidrodinâmiccr áe tt I ! t ttrp'r-r* nfttrdr§) Tt4p:{ ü Viscosk a& a To f) / Boas reaqõsx ilH uedaçâo + Perdas pressão x Mau pder lubrificante t Viscosidade a To i x Atraso nas reacções x Perdas por atrito + Perdas pressão x Cavitação nas bombas r' Bom poder Iubrificante t3s rb6s-3 ffiâr,i ktfro de vismirtade t índie de viscosidade + Óleo pouco sensível às ÀT O óleo B é rnais adequado quê o óleo A Gffireeffi Ternperaüura Snidal nl*s kb€ pmsível To TenWdulra de seryiço f, Slsrnas típirc 3rc t T**,.,u. Jt Sbtemas móveis6rc t Tamoiente funtodeconçlaÉo [iaior valor da visccidade para o qual a bomba ainda funciona lrtenor tempe fluiFrtenor temperatura à qual o óleo 3'ctremoe,llrii:T C t 1gue o óleo deixa de fluir t- - a 1OoC J que a menor T. Temperatura + baixa (180oC a 200oC) para a qual há queima dos vapores do óleo, quando contacta com fonte de ignição Ponto de combustão Poder lubrificante .Rompimento da película Í---\ 'Avaria por atrito dos de óleo lubrificante - componentes mecânicos . t Pressão serviço . .L Tolerância Poder anti-corrosivo Protecçâo contra oxida$o dos componentes mecânicos .Contaminantes ácidos --------À .Água condensada E) . J vida útil dos componentes Temperatura + baixa para a qual a superfície do oleo queima espontaneamente. T"orbustão > (Tirmurn"çuo* 40oC) Resistêncta da pelícutra de óbo lubrtfiente Poder anti-esprÍna . Absorçâo de gase§ . Cavitaçâo nas bombas . Ruídos no funcionamento . Compressibilidade do óleo . Mistura entre óbdar (> 9%) @ . Formação de espuma Pder anti-emulsâo . Mistura águ#óleo @ . T \fismklde da snuhâo águdóleoÍTI .üPoderlubrifunte Óteo "baço" . "J, Poder anti-conosivo . Cor escura . Trangformaçâo . t Viscosidade . Lamas e vemiz"r S ôurmú' 4 . J Etiminação do cator . Substâncias ácldas & . Oxidação do óleo . Temperatura de servicot. Temperatura serviçot . Volume de óleo . Presença de Or, água, ferrugêffi, poeiras, partículas de material Podêr antkrxidação Fluídos resistentes ao fugo Base aguosa M[stura ésterwffiffirim doru'hiffiiebs r' Bom Poder lubriknte {Wresistênciamfogo / Amda gBlna de Msmsidades{ ercE-Gsnpr§t$t*}}&dê / Temperatura & sffiiF *Ha x Baixo ínOie G visql.l&de x Baixo Poder anti€rrusi\ro x Fraca compatibili&dê química x Peso especifico > ôleos minerais x Tóxicos a altas temperaturas x Nocivos para o ambiente r' Presfu de grv*p elevda / Born Pods lubrifrcante x Resi#rreia m fogo < ésteres fosffiicos x Baixo índice de viscosidade x Economicamente desvantajosos x Peso especifico > óleos minerais x Tóxicos a altas temperatuÍurs x Nocivos para o ambiente Emulsões óleo-água t\Iff(. Z0a/a óleo Emulsões água-óleo r' Resistência ao fogo > emulsÕes água-oleo r' Economicamente viáveis r' Boa compatibilidade química x Mau Poder lubrificante x Baixa Viscosidade x Baixa Temperatura de serviço x Perda de água por evaporação {Boa estabilidade / Economicamente viáveis x Resistência ao fogo < emulsÕes óleo-água x Mau Poder lubrificante (> emulsões óleo-água) x Baixa Viscosidade (> emulsões óleo-água) x Baixa Temperatura de serviço (> emulsões óleo-água) x Perda de água por evaporação / Bom Poder anti-congelante r' Resistência ao fogo > emulsÕes água-óleo / Bom Poder lubrificante (c/ aditivos) / Bom [ndice de viscosidade (cl aditivos) / Baa compatibilidade química / Boa estabilidade r' Economieamente viáveis x Baixa Temperatura de serviço x Perda de água por evaporação Solu$e áeue-gtftrcl Fugas de óleo Extemas lntemas Srirque md irntaladot Não sofre pré-com T DimensÕes inadequadas x Perdas de pressão x Redução do rendimento x Posicionamento impreciso x Aumento do consumo de energia . Terrestres o-ringues .Marítimas J I+ . Aéreas . Espaciab '/ Simplicidade estrutura!{ Fág,l instalação r' Reduzldas dimensões r' Baixo custo Fugas de óleo pressão inicial - tequadas t o-ringue ê Ranhura de atojamento @ d d pre-compressaI{ Boa vedação a t pressão x Difícil instalação x Redução da vida útil Gringue bem instaladot Sofre pré-wnpressão in icial Pressão de serviçot Deformaçâo normal do o-ringue Aumento da superffc*e de ontac*o Contaüo #quado com a mnhura de alojamento PrâcoÍnpressão ü pré-compressão â vedação eficaz F r' Redução do atrÍto x Fugas de óleo a { pressão e Tempratura a ^ô rô r.Dô rÇ/o rÂu 1g r=rÔâ z@r ^r LZ=t1 aEro$ r19* r1pl9loo rÀo ÇrÔr /ti, r9r Extrusâo do Gringue - . Pressão > pressão limiteI ' de deformação do o-ringue . Elevada folga radial da ranhura de alojamento Anel anti-extru T são . Anel rígido . Secção rectangular . Couro, teflon, metal Ranhurm de aloianrento . Hffit6, YÊios, camisas t .rn$nsodês§ . Acabamento superficial por rectificação, polinento, cromagem t grau de estanquecidade Alojamento de bloqueio - . Construção especial da ranhura de alojamento . Difícil maquinagem. Desprendimento da ranhura de alojamento lnstdaçâo do Srkrcue f) . Lubrifpar os Gringues . Chanfiar as ranhuras de ablamentc,a Evitar: . Estiramento excessivo . lnstrumentos afiados . Contacto cl materiais estranhos lnonpm Serviço estático F Sr*ngue t Serviço dinâmico rÉ Csrctlo ofin Gri;tr Vedantes Estáti@s - Vedação entre elementos - solidamente ligados PÉ-cornprcssão fAxia Ô Radiar t ynírr,7,,tuff-n Macho ê Fêmea DimensionãneÍrto dG ranhums de alojamento (, Filn, vedantes Dinâmicos E)) vedação entre elementos - com movimentos relativos Alternativos Oscilantes T ffi Dimensionamento das ranhuras de alojamento FEIIEA. i'IACHO . t pressão = usar o-ringues com t dureza Dureza t . J Temperatura =+ t dureza do o-ringue . t dureza + t atrito (> 70o Shore) O-ringues cI 50o a 600 Shore O-ringues c/ 70o a 80o Shore ü pressão e Temperatura: ü pressão e Temperatura: { Boa estanquecidade { Boa resistência ao desgaste { Baixa pré-compressão { Boa resistência ao atrito r' Fácil estiramento { Baa resistência à extrusão x Má resistência ao atrito r' Vedantes dinâmicos x Má resistência à extrusâo { Baixa pré-compressão Folga diarn$al ys. Dutm Fdgsdlmlfel \<r -\Eh-- -<\L qe 10 20 30 40 50 1OO ãr 300 4OO Prestu tkS/cnt2l 0,3 E o:rEãÉ 0,2xd f; o,rs 3E o.rE 6 -9 0.05olr O-ringues - Conclusões . Pressão < 350 kglcnr2 + Boa vedação estática . Pressâo < 350 kg/cnr2 + Razoável vedação dinâmica . Correcta compressão do o-ringue = Boa vedaçâo ,,À . T pressâo + Extrusão do o-ringue + Vedação imprfeita . Bom acabamento superficial + t duração do o-ringuê . compressão do o-ringue, pressâo do óleo = Atrito dinâmico . t resistência necânica, químlca, térmica =+ Gringues metálicos Empanques 'Aumento dos êrnbolos, . sorução menos evoluída hastes e cursos dos cilindros . Maiores dimensões . Defeitos de acabanento axiais e radiais superficial . Maior durabilidade . Elevadas pressões de serviço Empanque clássico: . Anéis com secção rectangular . Pré-compressão axial (dispositivo de aperto) . No limitado de anéis (evitar atrito, sobreaquecimento) Empanques em V: . Secção adequada para grandes diâmetros e velocidades . Menor pré-compressão . Menor sobreaquecimento 33 ã rú(} o Eo ?5tsg 1"8 E: = nfi ::E ; tl ,t' Ã!: .. --ã uE=rr=F; = = ú -f'5 air-.E'->tr= a! ãsEü= ãã =ôlll!í'' = ,,'ctuEEÊE ,, -.E v = 9 = = 'r :!qEE&.=E = E= =É!€;;= Ér Ê=ÉÉ ÉE + a ÊsÉEEE::EE*rr= -a- =Éâ craú(u -L- -=Jl.ilft7t= q, ôr + PPã O .==e = cJ .=eP E ?\GiAY i^C'-L .=xtx; -*- -=A=.iU trEEs: = = -=?E Í Z -r-< 0,J - =!s í E €àí B ' . =E€: '4 E --=a)=5 (.) =EEú ã Êã ^- =ú-e E '0-v=!'5Pc, = - =;= c ===E =.= = Éi5; 3-= c =r>=;= =us = Ê.§ )3 = u ç= .i .='5=ú E É= UEtt?. = ã n * =:: a .= =E iL-=.r F ÉE ='=í-J;==5+5 c E: = E€'E *, E: -g ÉEí, Ê ssÉÉ-e sÊE:E  - .i c rr .5 .rÍ'=.t: I ao 0., ,t EJ II(J É.lrj ott .Eoo o!, o (EÊ,c @ P uJ o!, b oô- U' o áE e CifndÍo. l{ürttltm Simples efeito Duplo efeito tryr lll.Íir i tüirb \ d.hre üifíciodG 3gi-tô vd*do liÇao ffilo êartolo orificio dê i E34fo vodrrdelslc l;lrs míxitls Cfctfr ô chüor lüüfhr Cálculo da espessura da camisa do cilindro s = §o + 0,1x so l*d d*,,,oo - 200F i'"r-i d***@ p,*lw*i) xltgr*?),s. L\llx p* Verificação à encuruadura da h*te do cilindrc Euler or =# lt gt,*'l Tetmajer at =317ü-Iüx A lxg t,m'f aço ST-50 S, =Li lr=k"í Lmú ,=+w,,4 F ah^r, = Á* Gxlxcosa It g tr*'f W _nxd'o*,"32 lr*')2xW Caso I k=2 Caso 2 k=l Caso 3k = 0J07 Caso 4 k=2 verificação à encuryadura da camisa do cilindro Eulerc r=# l*gtcm'l Tetmajer ar,=3170-l0x), ltcgtcm') aço ST-50 n=Li lr=k"l W"à i=6Ydutu,io, l*4 F I I A G xl x cosd l*g tc*'f W _ tr x(dL - di,) 52x d*, lr*')O"*ri* 2xW t Es Gr6 0r5 0,d 0,ã 0rt 1,5 Cálculo do guiamefito LÍ,: Lfl: L7^,, (0,4...0,6) x D (0,8...1,2) x d :0,5 xD+d t t t -a t= Êet Ch - I l Cálculo da espessura do fundo do cilindro 7r= d*r+ d* V"4 õn*n - 0,lx o, lUr, ,*'f h=0,9xrsxE Cálculo do arnortecimento l*r4 *=#í t-d § = secçfu transversal de amortecimento lr*') /n = cCImprimento de amortecimento t*] Cilindrada da bomba hidráulica ,_ tooox0 l*,)llxeva.u.*" Potência do motor eléctrico D_t- Prr*xQ Itnl450 x rlrrot **, x hMo.**. 0,12 + 2*p,*xdx/* Eonürhüfh lftbtrrhüftmr & Conlersão da energia Conversão da energia mecânica em energia hidráulica em energiahidráulica - -mecânica Eonürhüfftr Hidrdinâmicas #" Hidrostáticas\a-3/nu{} t} Dependência lndePendência entreQep entreQep Q = constante Eseelha de r.wna boÍnba hidráulica .Prssâü ck* seMço 'Ve3os*cl@ .Rerdlnento "Durabilldade €ÍÍindrada .Dimens&s .Preço .Ruído Palhetas Bornbra r*Írtrlrns + Êmboro' + Radiais Engrenagens Linha Bomba hidráulica de êmbolos em linha Desvantagens + x Caudal irregular x Limitação de aplicações x Presença de operador Conduta de impulsão1. r' Conduta de aspiração 2 êmbolos em linha: 1 êmbolo na aspiração 1 êmbolo da impulsão lJ Caudal + regular Desvantagens trS x Grandes dimensõesw x Limitação de velocidade (inércia) Bomba hidráulica de êmbolos radiais flrfE, A. ctxnrrdo Pressâo (saída) Preccão Aspiração rcgul4tu \ \Ê Ênh{o Esrela dç ciliodros Aspiraçio (entrada) Os êmbolos rodam em torno do pivô distribuidor dentro de um anel excêntrico tr A rotaÇão{ore':,ü,?'$:'i::t:ffise num T Êmbolo no PMI Óleo aspirado para o interior da bomba hidráulica Bombas hidráulicas de êmbolos axiais EIF-!iliFEEur-il ,1!fÊfrãrffieffiDriq* Êmbolo no PMS Oleo descarregado para os orifícios de saída Bomba hidráulica de prato inclinado com bloco de ciÍindros rotativo e horizontal Bloco dc cilindros (rotetivo) YGb & pr- i:b ÊrtS E .foefi-r F Bloco de cilindros rotativo accionado pelo veio motor;) Movimento altemado dos êmbolos imposto pelo prato inclinado fixo à carcaça da bomba hidráulica; P Cilindrada da bomba função do ângulo que o prato inclinado faz com a peryendicular ao veio motor; F Na aspiraçâo, os êmbolos deslocam-se para fora do bloco de cilindros entrando óleo para a câmara;) Na impulsão, os êmbolos são forçados pelo prato inclinado para o interior do bloco de cilindros. Cilnôrda vri&rel Bomba hidráulica de prato vertical com bloco de cilindros rotatívo e inclinado 3T* ) Bloco de cilindros rotativo inclinado e accionado pelo motor;) Movimento alternado dos êmbolos impsto pelo prato verücal fixo ao veio motor; F Na aspiração, os êmbolos deslocam-se para fora do bloco de cilindros entrando óleo para a câmara; F Na impulsão, os êmbolos são forçados pelo prato vertical para o interior do bloco de cilindros. vero Pormenor da variação de cilindrada (caudal) numa bomba hidráulica de prato vertical com bloco de cilindros rotatívo e inclinado kb d Bloco dc eiliodrs VHÔ#I-c*Y*)*fut Bomba hidráulica de prato oscilante com bloco de cilindros fixo e horizontal ) Bloco de cilinclros fixo e horizontial, paralelo ao veio motor;) Movimento axial a[temado dos êmbolos imposto pelo prato oscilante inclinado e fixo ao veio motor; F Na aspiraÉo, os êmblos deslocam-se para fora do bloco de cilindros entrando óleo para a câmara; F Na impulsáo, os êmbolos são forçados pelo prato oscilante para o interior do bloco de cilindros;) Funciona exclusivamente como bomba hidráulica (válvulas); F Sem variaçâo de cilindrada (ângulo de inclinação do prato oscilante i nvariável). Bombas hidráulicas de palhetas, 2 Ê TRANSPOSTADO AIRAVCS OO ANEL TM c^HA8^§O[ aoultAurNro ANIL §XCÊNINICO CAMARA§ ff 80M8€AM${ÍO €txo ENTnAOA {> I o olto P[|{ETFA X !(nll^ A lf,i]roA Q{fi o 6§PAçO tmm §ârOAt J I I I , o AIrr E o Foron euúiryri -'- // 3 E Ê DE§CAEâTGADO OUATTOO O ES'AÇO DtMtilut cAECAÇA PATHETAS > O óleü aspÍrado atravÉs do orifício de aspiraçâo, devido ao aumento de volume clas câmaras. F Diminuindo o volurne cks câmaras, a pressão aumenta e o olm é enviado FE o orÍffcio cE impulsâo; F Funcionamento rewrsíwl;) Possibilidade cfe variaçâo da cilindrada (caudal) alterando a excentricidade do rotor: F Existência de velocidade limite mínima (evitar desgaste; força mínima); (equilíbrio de forças; estanquecidade). Bomba hidráulica de engrenagens exteriores 4 A Pff€SS*O OT SâIDA AIIJAI{DO cor{rnA os Íxi{IEs. cAUsâ UHA CARGA NÀO EATAÍ{CÊÂOA T{6 ilxo§ corro riüÍ,fGADo PEIÂS Sf,IAS. ENGBTNAGEM 2 O OIEO Ê'Ier$fSf,ORIAOiO ATRAVT§ DA CARC^ç^ EM c rAiâs FonilAo^s txrnr G otm€8. A cArc^ÇA E AS PTACAS LAIEÊAüS. . moA 3 EE FOHÇADOPAÊA A AEERTURA D[ SAIDA OUAilOO C}S D€NIES SÊ EI{GRENAM IÚOVAMENTE r vAct o t' cRlADo AoUt oUANOO OS OCTIES SE DESTNGRENAM O ÔtEO E' SIJGCIONADO DO RESERVATORIO ) Tip cle bombas + utilizado (gama de viscosidades, velocidacles, caudais; mnstrução) ; F Pressão máxima até 2ffi lrg/cnr2; F lmpossibilidade cle varí*@ cla cilindracla {caudal);) O óÍeo é aspimú3 d€yldo ao aumento de volume criado pelo desengrenamento clos clentes;) Volume i lengrenarnento dos dentes) = pressão t e o óleo é impulsionado para o exterior; F Estanquecidade = elevada qualidade de construçâo. Bomba hidráulica de engrenagens interiores r. o o{.Eio Exm^rf;ro Aot t. . . ô. AIRAVES D€SSAA3IBIURA. . 2. rcto AfASÍA[HrO ffiTAXTE OETTA$GmAcrr... 5 PASA E§IE FOíTO oitr o c[nSfAmE ElGrEXrImo o 8 2 ElaGf,xAo$t§ FoiÇA o ôr.Eo. vEDAÇlO Eil FOnm r}€ i,fIA tUA CRf,§CE}{IE €XGfx re[ t1gilA 3. D6 8re3 ilÍf, c Httt otftAffimAm mtiu. 4. E tIAtlli(nrAOO t{EEEEtt E$AçOS. ) Nfurel & ruíclo inÊrisr ao de uma bomba de engrenagens externas; > Pressão máxima aÉ 250 kgfsrÉ; F lrnpossib{l*d# de vari@ Go caudat; F constÍtuÍ&s ffi uÍna trBrên*€m intema (motora) e outra extema; F o oleo é aspimdo €lryklo aü auÍr€nto de volume criado pero desengrenamento cffi clentes ; F Vedação em meia lua mlreda onde a folga entre os dentes apresenta um valor máximo; F Estanquecidade + elevada qualidade de construção. ffie Bomba hidráulica de parafuso ) Deriva construtivamente de uma bomba de engrenagens;) Baixo nível de ruído; F Pressâo máxima até 175 kg/crn2; ) Constituícla por 2 ou rnais parafusos sem fim. F Parafus central é rnotriz, transmÍtindo rotação aos restantes. F Mediante a rota@ d,os parafusm, o volume mnstante de óreo desloca-se desde a conduE de aspiraçâo até à conduta de impulsão; caudal absorvido: Potência fornecida: Binário fomecido: o=ffi[vmin] r =H=+#x,, [cv], =VW [ksm] Itlotoru hilnlttlcoo vantagens E) / Dimensões reduzidas; / Pequena inércia; / Regulação precisa e rápida da velocidade;/ Grande gama de velocidades; r' Grande potência;/ Bom rendimento; r' Pequeno desgaste; l--, Motores hidráulicos EJ t) supondo potências isuais t) Motores rápidos (30 a 3Otrpm) nII <,.} Binário baixo < cilindrada Motores lentos (1 a 300 rpm) n r} Binário elevado > cilindrada Motores de engrenagens P Caudal inegular a baixas velocidades = 500 e 3500 rpm > Pressão de Babalho < 100 kglcm2 (picos de 210 kgfcm) ) Ruído elevado (attas velocidades e press&s) klotorcs de palhetas F Fugas internas + velocidades entre 10 e 1500 rpm > PÍEssâo de traEllro - 150 kgfcmz) Funcio'namento sihfic+§o ffiores de êrnàolos axiais F frtobres têilTffi o; r@ = 50 e 3@0 rpm > Hssfu üs framffilo qltre 100 ê ffi kgfcmz F Furrc*marrenb s*leneimo Vflvt5ffi Sentido de cireulação do caudal no circuito hidráulico JL Propagaçãoda pressão L controlar receptores hidráulico- J VflvUrffi válvulas de assento axial i! L vátuuras de êmboro(cónico ou esférico) (E f) (conediça ou gaveta) siratório Ô axiat =:=; Yrúffi2Íl Vílvubffi3fz ?(5ôF-C-)Tú--Gç) 3l ffi.ô*Grop) V&úhrt-cira/3 ltffi?T ? /. Vahruh drüh*Ion dc nnto ühl P-+AeA-+Tdependemdas posições dos elementos cÓnicos móveis{ Yantagem Estanquecidade muito ba (retenção) r Desvantagem Força de actuação elevada Caudais reduzidos VIYrf ôüh*ton dc Itrüob giüÍb P-+AeA-+Tdependemda posição do canal interior do êmbolo / Vantagem No de posiçÕes > êmbolo axial r Desvantagem Estanq uecidade i mperfeita Váhruh dbtribuilora dc êmbolo axhl P -+AeB -+T evice-versa dGpGndGÍn da pciÉo do êmbolo cilíndrico axial e orificioo rnaguinados na válvula{ Vantagem Itiotivos técnicoe (fácil obtenção de orifícios internos c/ diâmetros variáveis) x Desvantagem Estanquccitlede imperfeitâ (fotga radial entre ârnbolo ",;ffi,*id e crpo da Í.:.flm)t Wpafhr goçx A -+ f antes de P -+ A Descarga instantânea de óleo para o depósito através da válvula limitadora de pressão r' Vantagem Evitar J instantânea da pressão Precisão no posicionamento r Desvantagem Picos de pressão (actuação mto rápida da válvula) Wíretive Manter A + f depois de P -+A J instantânea da pressão { Yantagem Comutação progressiva de posição * Desvantagem Queda descontrolada da carga (fugas) lmprecisão no posicionamento (fugas) Valtrthdrr*rçao retençâo simplesI JL comando hidráulicot essamento do óleo num só sentido escoamento do óleo também no sentido normalmente bloqueado VünIfmrüi:ee Estranguladores J L Regutadoras de caudat _L*i§,nd recc.na :::.§:::, PIH oÍtício Regulação de caudal sem variação do valor pré-estabelecido Orifício fixo de passagem do óleo Ap a montante ou jusante do estrangulamento Vrffio ô crudrl que escoa pelo estrangulamento Eüeneitmritffril Regulaçâo de caudal com variação do valor pre-estabelecido Orifício de passagem do óleo ajustável ^p a montiante ou a jusante do estrangulamentoI vrb(5tl crlül qttc escoa pelo estrangulamento ffiw*Irqrbnel*rúFl I Estrangulador ajustável em paralelo com válvula de retenção De A -+ B o óleo escoa-se pelo estrangulamento aj ustável De B -+ A o óleo escoa-se sem restrição RcAuledom dc ceudeldnz vb efi@ nqrmondcc.ud.l ô3Yb@e Associação em série entre estrangulador sensor e estrangulador variável; Caudal à pressão máxima de trabalho; Cauda! constante independentemente da Ap; Quando p. t, êmbolo desloca-se e a secção de passagem f, passando + óleo t p, até se atingir novamente o equilíbrlo. Quando p. J passa-se o contrário. Associaçáo em paralelo entre estrangulador sensor e estrangulador variável; Caudal constante independentemente da Ap; Caudal à pressão de trabalho (tigaçao depósito); Caudal da bomba Qo = Q entra na válvula; Quando grf , êmbolo desloca-se e a secção de passagem parat o depósito J t p., até se atingir novamente o equilíbrio. Quando p. J passa-se o contrário. Limitadoras de pressão * Reguladoras de pressãorr===Y_==rr C. directo C. hidráulico C. clirecto C. hidráulico Válwla limitadora de pressão & cornardo direc*o Válvula divisora de caudal Dividir o caudal de entrada em dois caudais de saída iguais; Usadas para sincronizar movimentos de dois receptores hidráulicos; Se resistência hidráulica em A t, pressâo t e cauda! J, logo êmbolo compensador desloca-se de forma a reduzir a secção de passagem em B. Válvutas mantrnêtrie§ Utilizada como elernento cle segurança num circuÍto hidráulico; Força da mola > à exercida no conet Válvula permanece fechadaTt Força da mola < à exercida no cone + Abertura da válvula e descarga para o deposito. 1. A PBE§SÂO ACTUANDO NESTE PONÍO... Vahruh linledon «h pnrfo dc ornendo hilróulco 3o A MOIA MANTÉM PISTTO FECHADO 4. OUANOO O AJUSÍE DA ÀrcTA É AI.CAI.üÇADO O PISIAO E'D€STOCADO LIMITANOO A P8ES§ÃO NA CAMARA SUPERIOR. 2 E' ÍBAXSrtrlTlOA AO fisTAO mOrO ÂÍRAVÉS m Ofirrclo DO nSÍÀO PBrilCnAr. 6 O PISTÀO E'LEVANTAOO E O CAI.DAL DA BOf,T8A E' DIRIGIOA AO TANOUE Vafnfi Írguhdorr th pltrllo dc cunendo csrccto (2 yirs) Pressão constante a jusante da válvula independentemente da Âp a montante; Pressão a jusante actuante sobre um lado do êmbolo > à força da mola; T OcOmÉo do âmbdo, obrüuindo Óleo de P enviado para o de a p.ú.gpm pósito .f oa 3 pressao 5 OUANOO ESTA PRISSAO FOf MAIOfi OUE XA CÀMARA SI.IPTBIOfi. VIuL tqlfOon th pmao th cnrndo ilhtuIp (2 vb) Constituídas por válvula de pilotagem e válvula principal; Pressão constante a jusante da válvula independentemente da ^p a montante; Pressão a jusante actua sobre um lado do êmbolo, passa pelo canal e actua sobre o lado oposto e sobre a válvula do êmbolo, obstruindo a secçâo de passagem. Utilizadas quando os caudais a escoar sáo elevados. Vful5 trçren dr pmao ô ctrü ürcb (3 Yb) Combinação de válvula limitarlora de pressão com válvula redutora cle pressâo; Pressão constante a jusante cla válvula independentemente da ^p a montante; t Oa pressâo a jusante;t Deslocação do êmbolo, obstruindo a passagem de óleo para o receptor hidráulico, ligandeo ao clepósitot J Oa pressão Utilizadas quando existirem forças exteriores actuantes sobre os receptores hidráulicos. de pilotagem, abrindoa3 Diminuição da pressão e deslocaçâo Vllnlh ôrrqfitl Semelhante a uma válvula 212 de comando hidráulico normalmente fechada; A montante actua a pressâo de pilotagem >àfo rça daI mola AbeÉura da válvula de sequência pêla deslocaçâo do êmbolo; Pressão de pilotagem It Fecho da válvula de sequência; Utilizada quando se pretende uma dada sequência na distribuição do óleo pelos receptores hidÉulicos. Acumuladores hid ráulicos Evitar vibrações Diminuir a potêneia instalada Suspensão de veículos Aeumuladores hidÉulicos Compensar pims de caudal Reserva de energia em caso de emergência Cornpensar fi.-wges cle óteo AcurnuM h*dráulicos Pressão consknte J L pressão variávet T Acurnulador gravítico Acumu T lador de molas Acumulador de nível livre Acumulador de êmbolo separador Acumulador de diafragma Acumulador de bexiga AanruSrgnrvltho Constituído por tubo cilíndrico com êmbolo interno; Pressão ct" no circuito hidráulico e independente da posição do êmbolo; Pressão depende da força actuante sobre o êmbolo e da secção do mesmo; Energia cedida depende da posiçâo do êmbolo; lnstalação exclusivamente na vertical. AcuruSrdrmob Força oposta à pressão gerada por molas helicoidais; Aumento do vürn o tl Frü northct t Oas dimensôes; Utilização + restrita comparativamente aos acumuladores g ravíticos. Acrmlftrdr nhrl IYru lnexistência de separação entre o gás comprimido e o óleo; Sem aplicação prática em circuitos hidráulicos (grandes dimensões); lnstala@o exclusivamente na vertical; lrregularidades no funcionamento devido à presença de gás no circuito hidráulico. Aamubdor ô b.xip Variante construtiva do acumulador de diafragma; Separação efectiva entre o gás comprimido e o óleo; Elemento separador flexível e perfeitamente estanque; lnércia reduzida; Rendimento elevado (inexistência de perdas por atrito)i Perigo de rotura do diafragma. Dilatação da bexiga devido ao efeito do gás comprimido. lnexistência de óleo. Válvula fechada. Entrada de óleo no acumulador. Contracção da bexiga. Válvula aberta. Rcbíno tb óleo ao circuito hidráulico. Nova dilatação da bexiga. Válvula aberta. Aarnfrrôlulobçrúr Separaçâo efectiva entre o gás comprimido e o óleo; lnstalação em posições diferentes da vertical; Estanquecidade satisfatória até 200 Kglcm2; Utilização de todo o volume útil do acumulador; Funcionamento seguro. ArcuruSírh tffirçnr ou rrtüíür Separação efectiva entre o gás comprimido e o óleo; Elemento separador flexível e perfeitamente estanque; Construção simples (inexistência de mov. relativo entre el. metálicos), lnércia reduzida; Rendimento elevado (inexistência de perdas por atrito)i Perigo de rotura do diafragma. Váüvula de Sequôneia $r Váhrula Limtdora de Pressfu P
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