Atividades Estruturadas DIEGO N. DE MATOS 201407044079 2016.2 (ED)

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ 
Curso de engenharia mecânica 
 
 
 
 
ATIVIDADES ESTRUTURADAS 
 
 
 
 
NOME: DIEGO NASCIMENTO DE MATOS 
MATRICULA: 201407044079 
NOME DA DISCIPLINA: SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS 
NOME DO CURSO: ENGENHARIA MECÂNCIA 
PROF: LEONARDO AZEVEDO 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
DEZEMBRO/2016 
Sumário 
 
1. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 01 – CONCEITO BÁSICO SISTEMA PNEUMÁTICO ....................... 3 
2. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 02 – CONCEITO BÁSICO SISTEMA PNEUMÁTICO ....................... 5 
3. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 03 - PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO ........... 6 
4. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 04 - CONCEITOS BÁSICOS – SISTEMA HIDRÁULICO ................... 9 
5. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 05 - PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO FLUIDO HIDRAULICO .... 11 
6. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 07 - ATUADORES HIDRÁULICOS ............................................... 14 
7. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 08– CIRCUITOS ELETROHIDRAULICOS ..................................... 18 
8. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 09 - CIRCUITOS HIDRÁULICOS. ................................................ 22 
9. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 10 – REVISÃO. .......................................................................... 26 
10. ANEXOS DOS CIRCUITOS FLUIDSIM ................................................................................. 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 01 – CONCEITO BÁSICO SISTEMA 
PNEUMÁTICO 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise nos livros da bibliografia básica quais características um sistema 
pneumático apresenta que justifica sua larga utilização na indústria. Relacione 
todas as características e comente sobre cada uma delas. 
R: O sistema pneumático é bastante empregado em equipamentos de uso 
manual e maquinários que realizam movimentos repetitivos e sua principal 
característica é a expulsão do ar durante o uso, não sendo reutilizado 
novamente como no caso do fluído no sistema hidráulico, ou seja, para que ele 
realize mais trabalho, é preciso injetar mais ar. 
Linhas de montagem costumam utilizar frequentemente esse sistema, que 
atende uma ampla gama de ferramentas manuais, como: furadeiras, 
talhadeiras, britadeiras, martelos, parafusadeiras, entre outros. 
Um sistema inteligente e que atua em diferentes tipos de trabalhos, como: fixar, 
levantar, alimentar, lixar, rosquear, pulverizar, pintar, entre outros. Sua 
aplicação ajuda a libertação do operário de operações repetitivas, 
possibilitando o aumento do ritmo de trabalho, aumento de produtividade e, 
portanto, um menor custo operacional. A seguir algumas vantagens: 
 Incremento da produção com investimento relativamente pequeno; 
 Simples construção dos elementos de trabalho; 
 Fácil entendimento da lógica de operação; 
 Redução dos custos operacionais. A rapidez nos movimentos 
pneumáticos e a libertação do operário (homem) de operações repetitivas 
possibilitam o aumento do ritmo de trabalho, aumento de produtividade e, 
portanto, um menor custo operacional; 
 Robustez dos componentes pneumáticos. A robustez inerente aos 
controles pneumáticos torna-os relativamente insensíveis a vibrações e 
golpes, permitindo que ações mecânicas do próprio processo sirvam de 
sinal para as diversas sequências de operação. São de fácil manutenção; 
 Facilidade de implantação. Pequenas modificações nas máquinas 
convencionais aliadas à disponibilidade de ar comprimido, são os requisitos 
necessários para implantação dos controles pneumáticos; 
 Resistência a ambientes hostis. Poeira, atmosfera corrosiva, oscilações 
de temperatura, umidade, submersão em líquidos, raramente prejudicam os 
componentes pneumáticos, quando projetados para essa finalidade; 
 Simplicidade de manipulação. Os controles pneumáticos não necessitam 
de operários especializados para sua manipulação; 
 Segurança, como os equipamentos pneumáticos envolvem sempre 
pressões moderadas, tornando-se seguros contra possíveis acidentes, 
tanto nos trabalhadores, no equipamento, além de evitarem problemas de 
explosão; 
 Redução do número de acidentes. A fadiga é um dos principais fatores 
que favorecem acidentes; a implantação de controles pneumáticos reduz 
sua incidência (liberação de operações repetitivas); 
 Pode ser usada na área de pintura como lixa, chave parafusadeira de 
impacto, chave de impacto pneumática, macaco hidropneumático. 
 
 
 
 
 
 
2. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 02 – CONCEITO BÁSICO SISTEMA 
PNEUMÁTICO 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquisem nos livros da bibliografia básica quais são as propriedades físicas 
do ar. Relacione com as características dos sistemas pneumáticos. 
R: As propriedades físicas do ar são e sua relação com as características dos 
sistemas pneumáticos são: 
Compressibilidade - Podemos colocar o ar num recipiente com volume 
determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume usando a 
sua propriedade de compressibilidade. Então, podemos concluir que o ar 
permite reduzir o seu volume quando sujeito à ação de uma força exterior. 
 Elasticidade - Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial 
uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução do volume. 
Difusibilidade- Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente 
com qualquer meio gasoso que não esteja saturado. 
Expansibilidade - Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o 
volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 03 - PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO 
AR COMPRIMIDO 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise sobre os equipamentos, apresentados em sala de aula, que são 
utilizados para produção e distribuição do ar comprimido. Comente sobre as 
características de cada um deles. 
R: Uma unidade de produção e distribuição do ar comprimido é constituído 
pelos seguintes equipamentos: 
 
 
A fonte de ar comprimido para os circuitos pneumáticos inclui uma unidade de 
produção, distribuição e condicionamento de ar comprimido. 
A qualidade do ar comprimido industrial é de grande importância para obter 
menores índices de manutenção e maior durabilidade do sistema pneumático 
todo. Isto pode ser obtido desde sua produção, armazenamento e 
condicionamento (Figura seguinte). 
 
Sendo: 
Filtro de admissão: Instalado na aspiração do compressor tem a função de 
reter as partículas sólidas que venham danificar o compressor. 
Compressores: Os Compressores são máquinas destinadas a elevar a pressão 
de um certo volume de ar, classificados conforme seu princípio de trabalho 
deslocamento dinâmico (tipo fluxo radial e fluxo axial) e deslocamento positivo 
(tipo rotativos e alternativos). 
Resfriadores intermediário e posterior: O resfriador intermediário, em geral, são 
tubos com aletas onde o ar a ser resfriado passa em torno dos tubos, 
transferindo o calor para a água em circulação. O resfriador posterior é 
simplesmente um trocador de calor utilizado para resfriar o ar comprimido. 
Reservatório de ar comprimido: Um sistema de ar comprimido é dotado, 
geralmente, de um ou mais reservatórios, desempenhando grandes funções 
junto a todo o processo de produção. Em geral, o reservatório possui as 
funções de armazenar ar comprimido, compensar flutuações de pressão em 
todo sistema de distribuição e controlar as marchas dos compressores. 
Separador de condensado: Conhecidos também como desumidificadores de ar 
ou secadores são uma parte importante no tratamento do ar comprimido é 
cumprida pela retirada da água do ar comprimido.Esta ação é denominada 
secagem do ar comprimido. A secagem oferece inúmeras vantagens aos 
usuários de ar comprimido, em termos de qualidade, durabilidade e 
manutenção. 
Drenos: Drenos são dispositivos fixados na parte inferior dos copos, que 
servem para eliminar o condensado e as impurezas, retidos pela ação de 
filtragem. Podem ser manuais ou automáticos. 
Lubrefil: A utilização desta unidade de serviço é indispensável em qualquer tipo 
de sistema pneumático, do mais simples ao mais complexo. Ao mesmo tempo 
em que permite aos componentes trabalharem em condições favoráveis, 
prolonga a sua vida útil. 
Válvulas: As válvulas são aparelhos de comando ou de regulagem de partida, 
parada e direção. Elas comandam também a pressão ou a vazão do meio de 
pressão armazenada em um reservatório. A denominação "válvula" é válida, 
correspondendo à linguagem internacionalmente usada para todos os tipos de 
construção: registros, válvulas de esfera, válvulas de prato, válvulas 
direcionais, etc (no caso da pneumática as válvulas usuais são: válvulas de 
controle direcional, válvula de bloqueio, válvula de retenção, válvula 
alternadora, válvula de duas pressões, válvula de escape rápido, válvulas de 
fluxo, válvula reguladora unidirecional e válvulas de fechamento). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 04 - CONCEITOS BÁSICOS – SISTEMA 
HIDRÁULICO 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise nos livros da bibliografia básica quais características um sistema 
hidráulico apresenta que justifica sua larga utilização na indústria. Relacione 
todas as características e comente sobre cada uma delas. 
R: Os sistemas hidráulicos ganharam uso em larga escala e aplicabilidade no 
processo de fabricação industrial. Embora a tecnologia hidráulica seja antiga, 
continua a ser um sistema dominante no processo de fabricação industrial 
moderno. O sistema hidráulico pode ser adaptado para o uso tanto em 
pequenas indústrias quanto nos processos de fabricação mais complexos. 
Parte de sua popularidade se deve ao fato de que nenhum outro sistema foi 
considerado tão eficiente e eficaz na transferência de energia através de 
pequenos tubos ou mangueiras, mesmo em áreas de difícil acesso. 
O sistema hidráulico é usado para multiplicar a força exercida, e para gerar o 
máximo de energia a ser usada na execução da função desejada. O sistema 
hidráulico utiliza atuadores de fluídos para executar várias funções, sendo que 
todos os sistemas hidráulicos empregam líquidos sob alta pressão, também 
chamados de líquidos hidráulicos, distribuídos por toda a máquina e entre seus 
vários componentes a fim de produzir a energia desejada. 
Processos industriais de fabricação 
Pode-se dizer que os sistemas hidráulicos são amplamente utilizados em 
diversas indústrias com a finalidade de produção de muitos produtos. Os 
métodos de fabricação de itens que exigem energia e força significativas, como 
a fabricação de ferramentas, muitas vezes apostam na tecnologia hidráulica. 
Grandes linhas de produção na montagem de automóveis, em grande parte, 
utilizam os tipos de sistemas hidráulicos, bem como outras máquinas pesadas 
de produção, como as prensas de impressão, também usam a tecnologia 
hidráulica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 05 - PRODUÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DO 
FLUIDO HIDRAULICO 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise sobre os equipamentos, apresentados em sala de aula, que são 
utilizados para produção e distribuição do fluido hidráulico. Comente sobre as 
características de cada um deles. 
R: Hidráulica: utiliza um líquido confinado (óleo/água) para transmitir 
movimento multiplicando forças. Para ganhar em força, perde-se em 
deslocamento. Pelo fato de usar líquido praticamente incompressível, a 
transmissão de movimentos é instantânea. 
Os sistemas hidráulicos podem ser divididos em três partes principais: 
 Sistema de geração, constituído por reservatório, filtros, bombas, 
motores, acumuladores, intensificadores de pressão e outros acessórios. 
 Sistema de Distribuição e Controle, constituído por válvulas 
controladoras de pressão, vazão e válvulas direcionais. 
 Sistema de Aplicação de Energia, constituído por motores, cilindros e 
osciladores. 
BOMBAS HIDRÁULICAS 
Princípios de Funcionamento: As bombas hidráulicas são dispositivos utilizados 
para converter energia mecânica em energia hidráulica. Uma bomba é capaz 
de fornecer vazão, porém não pode por si mesma produzir pressão pois, não 
poderá proporcionar resistência a sua própria vazão. As bombas podem ser 
dimensionadas para fornecerem vazão até um determinado valor máximo da 
pressão. Isto se consegue realizar basicamente de duas maneiras: em primeiro 
lugar, sua ação de succionamento faz com que na tubulação de sucção 
(entrada), a pressão caia abaixo da pressão atmosférica e esta então, empurra 
o fluido para dentro da bomba. Em segundo lugar, a ação mecânica força o 
liquido para a tubulação de recalque. 
É utilizada nos circuitos hidráulicos para converter energia mecânica em 
energia hidráulica. Ela é responsável em criar fluxo de fluido para o sistema. A 
bomba hidráulica não gera pressão. A pressão só criada quando houver 
restrição à passagem de fluxo. 
CILINDROS HIDRÁULICOS 
São atuadores lineares, ou seja, transformam a energia hidráulica em energia 
mecânica, executando movimentos lineares, elevando, descansando, 
bloqueando e deslocando cargas. Compõem-se de um tubo de aço sem 
costura ou aço fundido; haste de aço altamente polida, cromada, normalmente 
sustentada por uma bucha *, ou então a haste desliza num orifício usinado num 
dos tampões; A bucha pode funcionar como um distanciador para suportar o 
efeito da flexão. A haste recebe pelo menos dois vedadores: um faz limpeza 
externa no retorno, e o outro, mais interno, evita vazamentos; o pistão, que 
separa as duas câmaras, possui vários vedadores instalados em suas ranhuras 
para impedir vazamentos internos. Os cilindros possuem ainda amortecedores. 
MOTORES HIDRÁULICOS 
Converte energia elétrica em movimento mecânico rotativo. Acoplamento: 
transfere movimento mecânico rotativo do motor para a bomba. Bomba 
hidráulica: converte movimento mecânico rotativo em fluxo hidráulico. 
Reservatório: armazena o fluido hidráulico. 
Assim como os cilindros, os motores hidráulicos transformam a energia 
hidráulica em energia mecânica, entretanto, são atuadores rotativos. Os 
motores hidráulicos, fazem o inverso das bombas, ou seja, recebem o óleo a 
pressões superiores, absorvem sua energia no eixo e o descarrega pressões 
inferiores. Portanto, algumas bombas podem funcionar também como motores 
hidráulicos, são chamados de motor-bomba. Os motores hidráulicos podem ser 
 
classificados como: 
 Marcha rápida: de 500 a 1000RPM; 
 Marcha lenta: de 0 a 500RPM 
Nota: algumas sondas de completação utilizam motores hidráulicos para girar a 
coluna de tubos e a broca 
VÁLVULAS 
As válvulas são os meios pelos quais os sistemas hidráulicos são controlados. 
Elas podem ser classificadas quanto ao modo como são operadas ou quanto à 
sua função. 
ACUMULADORES HIDRÁULICOS 
 São elementos acumuladores de energia potencial, através da compressão do 
fluido hidráulico, para restituí-la em momento oportuno e com a rapidez 
desejada. O fluido entra no acumulador pressionando uma mola, levantando 
um peso, ou comprimindo um gás. Qualquer queda de pressão na abertura, 
fará com o fluido saia do acumulador pela reação do elemento deslocado por 
ele. Afigura abaixo mostra ostre tipos básico de acumulador. Os acumuladores 
que utilizam gás podem ser divididos por terem ou não separação. Quanto aos 
que têm separação, podem ser do tipo: pistão, diafragma e tipo bexiga. 
TUBULAÇÕES E CONEXÕES 
São os componentes responsáveis pela condução do óleo nos sistemas 
hidráulicos. Existem principalmente 03 (três) tipos de condutores: - canos de 
aço - tubos de aço ou de cobre - mangueiras flexíveis 
 
 
 
6. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 07 - ATUADORES HIDRÁULICOS 
Questão – 1 
 DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise sobre os tipos de atuadores hidráulicos existentes no mercado. Faça 
uma comparação entre eles relacionando suas principais características 
R: 
ATUADORES HIDRÁULICOS 
Sua função é aplicar ou fazer atuar energia mecânica sobre uma máquina, 
levando-a a realizar um determinado trabalho. Aliás, o motor elétrico também é 
um tipo de atuador. A única diferença é que ele emprega energia elétrica e não 
energia de pressão de fluidos. Os atuadores que utilizam fluido sob pressão 
podem ser classificados segundo dois critérios diferentes: 
 Quanto ao tipo de fluido empregado, podem ser: 
 pneumáticos: quando utilizam ar comprimido; 
 hidráulicos: quando utilizam óleo sob pressão. 
 Quanto ao movimento que realizam, podem ser: 
 lineares: quando o movimento realizado é linear (ou de translação); 
 rotativos: quando o movimento realizado é giratório (ou de rotação). 
 Já os atuadores rotativos podem ser classificados em: 
 angulares: quando giram apenas num ângulo limitado, que pode em 
alguns casos ser maior que 360°. 
 contínuos: quando têm possibilidade de realizar um número 
indeterminado de rotações. Nesse caso, seriam semelhantes à roda d’água e 
ao cata-vento, que utilizam água e vento como fluido dinâmico. São os motores 
pneumáticos ou hidráulicos. 
ATUADORES LINEARES 
Os atuadores lineares são conhecidos como cilindros ou pistões. 
Tipos de atuadores lineares 
Cilindro 
Transforma trabalho hidráulico ou pneumático em deslocamento mecânico 
linear. Um cilindro consiste de uma camisa de cilindro, de um pistão móvel e de 
uma haste ligada ao pistão. Os cabeçotes são presos ao cilindro por meio de 
roscas, prendedores, tirantes ou solda. Conforme a haste se move para dentro 
ou para fora, ela é guiada por embuchamentos removíveis chamados de 
guarnições. O lado para o qual a haste opera é chamado de lado dianteiro ou 
"cabeça do cilindro". O lado oposto sem haste é o lado traseiro. 
ATUADORES ROTATIVOS 
Transformam a força hidráulica ou pneumática em força mecânica rotacional, 
em escala de giro contínuo tipo motor, bem como de giro em uma escala 
limitada de graus, como os osciladores ou em operações onde não é 
necessária rotação completa do componente em que a força esta sendo 
aplicada. 
Os atuadores rotativos, conforme classificação anterior, podem ser angulares 
ou contínuos. Os atuadores rotativos angulares são mais conhecidos como 
cilindros rotativos. Nos atuadores lineares, como você viu, o movimento do 
pistão é de translação. Muitas vezes, no entanto, o movimento a ser feito pela 
máquina acionada requer do atuador um movimento de rotação. Basicamente, 
esses atuadores podem ser de dois tipos: de cremalheira e de aleta rotativa. O 
primeiro tipo constitui-se da união de um cilindro pneumático com um sistema 
mecânico. 
 
 
 
Osciladores de cremalheira e pinhão 
Convertem energia hidráulica em movimento rotativo, sob um determinado 
número de graus. Esse tipo de atuador rotativo fornece um torque uniforme em 
ambas as direções e através de todo o campo de rotação. Nesse mecanismo, a 
pressão do fluido acionará um pistão que está ligado à cremalheira que gira o 
pinhão. Unidades de cremalheira e pinhão do tipo standard podem ser 
encontradas em rotações de 90, 180, 360 graus ou mais. As variações dos 
atuadores de cremalheira e pinhão podem produzir unidades com saídas de 
torque de até 60 x 104 kgf.m. 
Osciladores de palheta (simples ou dupla) 
Estes modelos são providos de máximo valor de saída de torque para um 
tamanho reduzido. Utilizados para uma grande variedade de aplicações 
industriais, são disponíveis em modelo de palheta simples, onde possui um 
ângulo de rotação máxima de 280°. A unidade de palheta dupla produz em 
dobro o torque de saída para uma mesma dimensão de carcaça e tem um giro 
máximo limitado a 100°. 
APLICAÇÕES E COMPARAÇÕES 
São incontáveis os tipos de aplicações em que podemos encontrar um motor 
hidráulico. Dentre algumas delas podemos citar, por exemplo: guindastes, 
esteiras rolantes, perfuradoras, serras, carros do tipo vagão, dragas, máquinas 
agrícolas, laminadores, bobinadeiras, misturadores etc. A princípio, todavia, 
ainda persiste a dúvida de quando se deve aplicar um motor hidráulico em 
detrimento a um motor térmico ou elétrico. Para tentarmos explicar esta dúvida 
traçaremos algumas comparações que, por si só, servirão de esclarecimentos 
para este tipo de escolha. Primeiramente, só podemos pensar em utilizar um 
motor térmico quando não existe outra solução para aquela aplicação em 
específico (um veículo automotivo, por exemplo). A razão disso é evidente. 
Pois com a grande elevação do custo de combustíveis o motor térmico tornou-
se um artigo de luxo para as indústrias, além de requererem constantes 
manutenções, tanto preventiva, como corretiva. Resta-nos, então, 
compararmos o motor elétrico com o hidráulico. O motor elétrico não 
corresponde bem a certos tipos de aplicações, principalmente quando se tem 
paradas e partidas constantes com carga ou ainda quando se precisa uma 
reversão rápida no sentido de rotação, conversão do torque, controle da 
velocidade, etc. A introdução de motores hidráulicos e pneumáticos veio suprir 
muitas deficiências apresentadas pelos motores elétricos. 
OBSERVAÇÕES FINAIS SOBRE MOTORES HIDRÁULICOS 
Semelhantes aos cilindros, podemos ter sistemas com motores hidráulicos em 
série ou em paralelo acionados por apenas uma bomba, levando sempre em 
consideração a distribuição de esforços em cada motor. Podemos ter também 
sistemas em seqüência de cilindros e motores como, por exemplo, em uma 
bobinadeira em que o esticador seria o cilindro. Os procedimentos de controle 
de pressão e vazão são idênticos aos utilizados em cilindros, sendo que, a 
válvula reguladora de pressão alívio cross-over tem larga aplicação para os 
motores hidráulicos. Podemos ter também sistemas denominados “closed loop” 
(circuito fechado), em que uma bomba aciona o motor e o óleo descarregado 
volta diretamente à bomba. Evidentemente, entre a bomba e a motora pode ser 
introduzida válvula e/ou outros equipamentos. 
CONCLUSÃO 
Atuadores tornaram-se componentes indispensáveis nos tempos atuais, com 
gama de aplicação muito vasta nos mais diversos segmentos, executam 
atividades de movimentação com precisão e força, e cada vez mais são 
empregados nas atividades onde a automação dos processos se faz 
necessária para se ter competitividade, precisão e produtividade. 
 
 
 
 
 
 
7. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 08– CIRCUITOS ELETROHIDRAULICOS 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise sobre circuitos eletrohidráulicos utilizados em sistemas 
automatizados. Explique o funcionamento de dois exemplos. 
R: Circuito 01: ao acionarmos um botão de comando, a haste de um cilindro 
pneumático de ação simples com retorno por mola deve avançar. Enquanto 
mantivermos o botão acionado, a haste deverá permanecer avançada. Ao 
soltarmos o botão, o cilindro deve retornar a sua posição inicial. 
 
Para solução desta situação problema, o circuito pneumático apresenta um 
cilindro de ação simples com retorno por mola e umaválvula direcional de 3/2 
vias, normal fechada, acionada eletricamente por solenóide e reposicionada 
por mola. O circuito elétrico de comando utiliza o contato normalmente aberto 
de um botão de comando pulsador. Acionando-se o botão pulsador S1, seu 
contato normalmente aberto fecha e energiza a bobina do solenóide Y1 da 
válvula direcional. Com o solenóide Y1 ligado, o carretel da válvula direcional é 
acionado para a direita, abrindo a passagem do ar comprimido do pórtico 1 
para o 2 e bloqueando a descarga para a atmosfera 3. Dessa forma, o ar 
comprimido é dirigido para a câmara traseira do cilindro, fazendo com que sua 
haste avance comprimindo a mola. Enquanto o botão de comando S1 for 
mantido acionado, o solenóide Y1 permanece ligado e a haste do cilindro 
avançada. 
Soltando-se o botão pulsador S1, seu contato que havia fechado abre 
automaticamente e interrompe a passagem da corrente elétrica, desligando a 
bobina do solenóide Y1. Quando o solenóide Y1 é desativado, a mola da 
válvula direcional empurra o carretel para a esquerda, bloqueando o pórtico 1 e 
interligando os pórticos 2 e 3. Dessa forma, o ar comprimido acumulado na 
câmara traseira do cilindro escapa para a atmosfera e a mola do cilindro 
retorna a haste para a sua posição inicial. 
Circuito 02: um cilindro pneumático de ação dupla deve avançar somente 
quando dois botões de comando forem acionados simultaneamente (comando 
bi-manual). Soltando-se qualquer um dos dois botões de comando, o cilindro 
deve voltar imediatamente a sua posição inicial. 
 
Nesta situação, o circuito pneumático é o mesmo utilizado anteriormente, 
empregando um cilindro de ação dupla e uma válvula direcional de 5/2 vias 
com acionamento por servo comando e reposicionamento por mola. Serão 
usados, novamente, dois botões de comando pulsadores, só que agora ligados 
em série. Para a solução deste problema, utiliza-se os contatos normalmente 
abertos dos dois botões de comando pulsadores S1 e S2, agora montados em 
série, ambos com a mesma função de ligar o solenóide Y1 da válvula 
direcional. Se somente o botão S1 for acionado, seu contato fecha mas a 
corrente elétrica permanece interrompida no contato aberto do botão S2, 
mantendo a bobina do solenóide Y1 desligada. Da mesma forma, se somente o 
botão S2 for acionado, embora seu contato feche, a corrente elétrica se 
mantém interrompida pelo contato aberto do botão S1, fazendo com que a 
bobina do solenóide Y1 permaneça desligada. Sendo assim, o solenóide Y1 
somente poderá ser energizado se os botões S1 e S2 forem acionados ao 
mesmo tempo ou simultaneamente, isto é, um e logo em seguida o outro. 
Somente quando os dois botões estiverem acionados, seus contatos 
normalmente abertos fecham e permitem a passagem da corrente elétrica que 
liga o solenóide Y1, abrindo a pilotagem interna e invertendo a posição da 
válvula direcional que comanda o movimento de avanço da haste do cilindro. 
Se durante o movimento de avanço do cilindro qualquer um dos dois botões, 
S1 ou S2, for desacionado, imediatamente seu contato volta a abrir, 
interrompendo a passagem da corrente elétrica, o que desliga o solenóide Y1. 
Uma vez desligado o solenóide Y1, a pilotagem interna é desativada e a mola 
reposiciona a válvula direcional, comandando o movimento de retorno imediato 
da haste do cilindro. 
Esse tipo de circuito, conhecido como comando bi-manual, é muito utilizado no 
acionamento de máquinas e equipamentos que oferecem riscos de acidente 
para o operador como, por exemplo, no caso de acionamento de uma prensa 
pneumática. 
Com os botões colocados a uma distância que não permita o acionamento com 
apenas uma das mãos, o operador terá que forçosamente utilizar ambas as 
mãos para acionar a partida da máquina. Esse recurso oferece, portanto, uma 
condição de partida segura, reduzindo consideravelmente os riscos de 
acidente. 
É importante destacar, entretanto, que o operador deve ser sempre orientado 
quanto ao correto procedimento de acionamento da máquina pois, se um dos 
botões S1 ou S2 for travado, a partida do equipamento poderá ser efetuada 
unicamente pelo outro botão, o que vem a descaracterizar a condição de 
segurança desse tipo de comando bi-manual. Um outro circuito de comando bi-
manual, totalmente seguro, será apresentado e detalhado mais a frente nos 
próximos exemplos de construção de circuitos eletropneumáticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 09 - CIRCUITOS HIDRÁULICOS. 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise sobre circuitos hidráulicos utilizados em prensas. Explique o 
funcionamento do circuito 
R: 
PRENSAS HIDRAÚLICAS 
Prensas hidraúlicas são equipamentos utilizados em diversos setores da 
Mecânica, desde a Mecânica automotiva até a industrial que em alguns casos 
nescessitam de máquinas de grande porte. 
Essas prensas utilizam grandes forças Mecânicas para esmagar ou efetuar 
montagens de componentes com interferencia. Para se conhecer bem o 
principio de funcionamento dessas prensas basta entender a lei de 
PASCAL, lei que relaciona pressão força e área. 
Esses equipamentos têm como principais componentes, bombas hidráulicas de 
deslocamento positivo, cilindros hidráulicos, válvulas, tubos e também não 
podemos nos esquecer dos fluídos, estes necessitam de características como, 
pouca compressibilidade e lubrificação, características relacionadas à sua 
Viscosidade. 
Podemos dizer que os fluidos definem vários fatores para que os equipamentos 
hidráulicos trabalhem melhor e tenham uma vida útil maior. Esses fluidos são 
bombeados de uma unidade hidráulica (reservatório) para válvulas e cilindros 
através de tubos e mangueiras de alta e média pressão que são de grande 
importância, pois definem velocidade e deslocamento dos fluidos e 
consequentemente a vazão. 
Como citado anteriormente, prensas hidráulicas sempre tem como 
características forças mecânicas, essas forças dão-se através de cilindros 
hidráulicos que se deslocam com grandes ou pequenas velocidades e ajuste 
das pressões e forças que atendam as necessidades, mas como na maioria 
das prensas as bombas hidráulicas são de vazão constante, e trabalham com 
pressão limitada por válvulas limitadoras de pressão, verifica-se que a 
velocidade de deslocamento desses cilindros que fazem a conversão de 
pressão hidráulica em força mecânica é contraria a força, explica-se esse 
processo devido à vazão constante das bombas hidráulicas de deslocamento 
positivo como a relação de pascal explica quando, P=F/A, e que a velocidade 
de deslocamento dos cilindros esta relacionada com a área a ser preenchida. 
Sendo a pressão também constante observa-se que maior a área desses 
cilindros menor a velocidade por que se precisa preencher uma área maior com 
o fluido hidráulico isso implica que a velocidade será menor, mas em alguns 
casos equipamentos mais automatizados onde se usa cartelas de PLC para se 
fizer ajustes de válvulas proporcionais ou até mesmo Servo válvulas nos 
permite trabalhar com velocidades e forças precisas e constantes variando 
apenas a pressão exercida no sistema em certa faixa de tempo, já que nesses 
equipamentos para se tiver pressão, necessita-se ter resistência, (oposição ao 
deslocamento do fluido no sistema), sendo assim só se obterá resistência 
quando não mais houver deslocamento desses cilindros hidráulicos. 
Veja esquema hidráulico de uma prensa simples onde se vê 2 cilindros 
hidráulicos, uma bomba hidráulica, três válvulas direcionais, uma válvula 
redutora de pressão que esta montada em serie permitindo assim que este 
equipamento trabalhe com faixas de pressão diferentesnum mesmo sistema 
Equipamentos como as prensas Hidráulicas se tem deslocamento do fluido 
constantemente pelo sistema, gerando assim aumento da temperatura do fluido 
em decorrência da turbulência e atrito do óleo na tubulação, quando essas 
trabalham continuamente se faz necessário também um sistema de trocador de 
calor para minimizar a alta temperatura, já que com esse aumento perdemos 
algumas características do óleo como a viscosidade que se reduz então como 
esse fluido na maioria não pode trabalhar numa faixa de temperatura acima de 
60°C, esses trocadores são montados em pontos estratégicos do equipamento 
como nas linhas de alivio de pressão por válvulas limitadoras ou mesmo 
válvulas direcionais que fazem alivio da pressão do sistema. 
Veja na figura a seguir um esquema hidráulico. 
 
 
mostra um esquema hidráulico onde um conjunto de bombeamento (bloco 
inferior tracejado) bomba óleo para o sistema com vazão constante (bomba 
hidr. de deslocamento positivo) sendo que na saída da bomba se encontra uma 
linha em paralelo referente a uma válvula de segurança limitadora de pressão, 
e acima vê se uma válvula dividindo o fluido para dois pontos diferentes, 
vejamos então o da direita, o fluido segue por uma linha ate a válvula direcional 
de 3 vias que ao acionar eletricamente ira condicionar o cilindro a avançar ou 
recuar, na linha da direita da válvula que distribui o fluido este passa por uma 
válvula redutora de pressão que esta em série com esta linha nos permitindo 
trabalhar com este cilindro com uma faixa de pressão mais baixa que a do 
resto do sistema e em seguida o fluido passara por uma válvula 4/2 vias, na 
linha de avanço deste cilindro encontra-se uma válvula reguladora de vazão 
que permite fazer a regulagem da velocidade de deslocamento deste cilindro 
mecanicamente. 
Esta é uma prensa simples mas o principio de funcionamento nos da uma idéia 
do comportamento do fluido e das relações de deslocamento e pressões e se 
necessario através de dispositivos elétricos e eletrônicos podemos automatiza-
la fazendo todo um processo de segurança e ajustes de pressões e 
velocidades, sendo que há valvulas com dispositivos eletrônicos controladas 
por PLCs. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. ATIVIDADE ESTRUTURA N° 10 – REVISÃO. 
Questão - 1 
DESENVOLVIMENTO: 
Pesquise sobre as características dos sistemas hidráulicos e pneumáticos e 
compare suas principais vantagens e desvantagens 
R: 
CARACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS HIDRÁULICOS 
Os sistemas hidráulicos são importantes para o acionamento de máquinas e 
até mesmo de outros sistemas integrais que necessitam de transferência de 
energia. Os sistemas hidráulicos ganharam uso em larga escala e 
aplicabilidade no processo de fabricação industrial. Embora a tecnologia 
hidráulica seja antiga, continua a ser um sistema dominante no processo de 
fabricação industrial moderno. O sistema hidráulico pode ser adaptado para o 
uso tanto em pequenas indústrias quanto nos processos de fabricação mais 
complexos. Parte de sua popularidade se deve ao fato de que nenhum outro 
sistema foi considerado tão eficiente e eficaz na transferência de energia 
através de pequenos tubos ou mangueiras, mesmo em áreas de difícil acesso. 
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA HIDRAULICA 
VANTAGENS 
 Fácil instalação dos diversos componentes, oferecendo grande 
flexibilidade inclusive em espaços reduzidos “o equivalente em sistemas 
mecânicos já não apresenta flexibilidade”; 
 Devido a baixa inércia os sistemas hidráulicos permitem uma rápida e 
suave inversão de movimentos. “não sendo possível obter esse resultado em 
sistemas mecânicos e elétricos”. 
 Permitem ajustes de variações micro métrica na velocidade. Já os 
mecânicos e elétricos só permitem ajustes escalonados de modo custoso e 
difícil; 
 Relação (peso x tamanho x potência consumida) muito menor que os 
demais sistemas; 
 São sistemas auto lubrificados, não ocorrendo o mesmo com sistemas 
mecânicos e elétricos. 
 Devido a ótima condutividade térmica do óleo geralmente o próprio 
reservatório acaba eliminando a necessidade de um trocador de calor; 
 Transformação da energia, tanto em movimento linear, como rotativo; 
 São sistemas de fácil proteção, os acionamentos, ao serem 
sobrecarregados, simplesmente param; 
 Grande confiabilidade e durabilidade dos componentes por ser um 
sistema auto lubrificado; 
 Regulagem: as velocidades e forças dos elementos são reguláveis, em 
escala com grande precisão. 
 
DESVANTAGEM 
 
 Elevado custo inicial quando comparados a sistemas mecânicos e 
elétricos; 
 Transformação da energia elétrica em mecânica e mecânica em 
hidráulica, para posteriormente ser transformada novamente em mecânica; 
 Quantidade: o óleo a ser utilizado encontra-se em quantidade limitada e 
possui alto custo, seja ele de origem mineral ou sintética. 
 Transporte: o óleo não é facilmente transportável por tubulações, devido 
a sua viscosidade e existe a necessidade de retorno do mesmo para o 
reservatório; 
 Temperatura: o óleo é sensível às variações de temperatura; 
 Segurança: existe risco de explosão ou de incêndio se ultrapassados os 
limites máximos de temperatura. 
 Limpeza: o óleo hidráulico é poluente e não deve ser jogado na 
natureza; 
 Construção: os elementos de trabalho são de construção complexa 
(muito precisa) e, portanto, de alto custo; 
 Velocidade: o óleo hidráulico não é um meio veloz, devido a sua 
viscosidade; 
 Seguro contra sobrecarga: nos sistemas hidráulicos, existe a 
necessidade da utilização de dispositivos para limitar a pressão máxima de 
trabalho. 
 Perdas por vazamentos internos em alguns componentes; 
 Perdas por atritos internos e externos. 
CARATERÍSTICAS DOS SISTEMAS PNEUMÁTICOS. 
 Entre as vantagens da utilização do ar comprimido temos: 
 Facilidade de obtenção (volume ilimitado); 
 Não apresenta riscos de faísca em atmosfera explosiva; 
 Fácil armazenamento; 
 Não contamina o ambiente (limpo e atóxico); 
 Não necessita de linhas de retorno (escape para a atmosfera), ao 
contrário de sistemas elétricos e hidráulicos; 
 Acionamentos podem ser sobrecarregados até a parada. 
No entanto, o ar apresenta vapord'água (umidade) como comentado. Esse 
vapor d'água pode se condensar ao longo da linha pneumática dependendo 
das condições de pressão e temperatura ao longo da linha. Se não houver um 
sistema para retirar a água, ela pode se acumular causando corrosão das 
tubulações. O ar apresenta também uma baixa viscosidade. A viscosidade 
mede a facilidade com que um fluido (gás ou líquido) escoa. Se um fluido tem 
baixa viscosidade implica que ele pode escoar por pequenos oríficios e 
portanto a chance de ocorrer vazamentos é muito grande. Assim, vazamentos 
de ar em linhas pneumáticas são muito comuns. Outro ponto importante é a 
compressibilidade do ar. Se considerarmos um atuador pneumático que é 
essencialmente um pistão acionado pelo ar não conseguimos fazer esse pistão 
parar em posições intermediárias com precisão, pois o esforço na haste do 
pistão comprime o ar retirando o pistão da sua posição inicial de parada. Por 
isso, os atuadores pneumáticos possuem apenas duas posições limitadas por 
batentes mecânicos, uma vez que não é possível atingir posições 
intermediárias com precisão. Esse problema já não ocorre com os atuadores 
hidráulicos, pois o óleo é incompressível. Aliás, algumas máquinas que exigem 
alta precisão de posicionamento usam atuadores hidráulicos. Nesse sentido os 
circuitos pneumáticos são análogos aos circuitos eletrônicos digitaise os 
circuitos hidráulicos são análogos aos circuitos eletrônicos analógicos. Outra 
dificuldade imposta pela compressibilidade do ar é o controle e estabilidade da 
velocidade dos atuadores. Os atuadores pneumáticos não apresentam 
velocidades uniformes ao longo de seu curso. 
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA PNEUMÁTICA. 
VANTAGENS 
 Ar atmosférico em abundância - O ar para ser comprimido existe em 
quantidades ilimitadas 
 O ar comprimido é transportado por meio de tubulações, não existindo 
para esse caso a necessidade de linhas de retorno, como é feito nos sistemas 
hidráulicos. 
 Armazenagem; Em Pneumática o ar é comprimido por um compressor e 
armazenado em um reservatório, não sendo assim necessário que trabalhe 
continuamente, mas sim, somente, quando a pressão cair a um 
determinado valor mínimo ajustado em um pressostato. Diferentemente do óleo 
que tem sua viscosidade afetada pela variação 
da temperatura, o ar comprimido é insensível às oscilações desta, 
permitindo um funcionamento seguro, mesmo em condições extremas. 
 Distribuição da energia 
 Custo benefício 
 Vida útil dos seus componentes 
 Limpeza: Vazamentos eventuais não poluem o ambiente. 
 Velocidade elevada 
 Segurança - O ar comprimido não apresenta perigos de explosão ou 
incêndio, e mesmo que houvesse explosão por falha estrutural de um 
componente, tubulação, mangueira, ou mesmo do reservatório de ar 
comprimido, a pressão do ar utilizado em pneumática é relativamente baixa (6 
a 12 bar), enquanto em hidráulica trabalha-se com pressões que chegam à 
ordem de 350 bar 
 Baixo custo nos equipamentos de segurança 
 Fácil manipulação 
 Construção: A construção dos elementos e simples. 
 Velocidade: Altas velocidades de trabalho. 
 Fácil regulagem: as velocidades e forças são reguláveis sem escala. 
 Seguro contra sobrecarga: os elementos de trabalho são carregáveis até 
parada final, sem prejuízo para o equipamento 
 
DESVANTAGENS 
 
 Baixa pressão de trabalho 
 Baixa força de trabalho 
 Compressibilidade do ar 
 Imprecisão nos movimentos 
 Ruidoso (escape do ar) 
 Ar comprimido: é econômico entre 6 e 7 bar de pressão. 
 Compressibilidade: Não é possível manter constante as velocidades dos 
atuadores. 
 Preparação: Impurezas e umidade causam desgaste prematuro dos 
elementos pneumáticos. 
 Ruído: o escape do ar é ruidoso, porém, atualmente os sistemas já estão 
mais confortáveis. 
 Custo: o ar comprimido é uma fonte de energia cara 
 
 
10. ANEXOS DOS CIRCUITOS FLUIDSIM