EME610 - Sistemas

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EME610 - Sistemas 
Hidropneumáticos
Introdução
UNIFEI
Aula 01
Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior
� Fundamentos de sistemas hidráulicos e 
pneumáticos;
�Componentes principais;
�Circuitos fundamentais;
�Eletropneumática, circuitos lógicos.
�Controladores lógicos programáveis (área 
de aplicação, principais tipos e 
características, noções de programação).
� Transdutores (tipos básicos, características 
e campo de aplicação). 
Ementa
Objetivos
�Entender o princípio de funcionamento dos 
sistemas pneumáticos e hidráulicos.
�Conhecer os componentes principais, seu 
funcionamento e emprego.
�Elaborar circuitos pneumáticos e 
hidráulicos fundamentais.
�Desenvolver circuitos pneumáticos 
sequenciais. 
�Compreender a técnica de comando elétrico 
aplicado à circuitos hidropneumáticos.
Objetivos
�Enumerar os transdutores empregados em 
sistemas hidropneumáticos.
�Explicar os tipos básicos, seu 
funcionamento e suas características, bem 
como identificar seu campo de aplicação.
�Entender o princípio de funcionamento de 
controladores lógicos programáveis.
� Identificar as áreas de aplicação, principais 
tipos e características. Desenvolver noções 
de aplicação e programação.
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Bibliografia
1. FESTO DIDATIC. Projetos de Sistemas Pneumáticos.
Título P122, 3ª edição, São Paulo 1988.
2. MEIXNER, H., SAUER, E. Introdução a Sistemas 
Eletropneumáticos. Título EP211, São Paulo, Prepress 
Editorial, 1994.
3. RACINE HIDRÁULICA. Manual de Hidráulica Básica. 
Porto Alegre, 1981.
4. SCHMITT, A. Treinamento Hidráulico. RP 00301/2.81, 
G.L. Rexroth GmbH; 1981.
5. SPERRY-VICKERS. Manual de Hidráulica Industrial, 1ª 
edição, 1975.
6. STEWART, H. L. Pneumática e Hidráulica. São Paulo, 
1981.
Engenharia de Produção
Engenharia
de Produção
Gestão da
Qualidade
Processos
Finanças
Gestão
Ambiental 
Planejamento
e Controle da
Produção
Segurança
do Trabalho
Engenharia de Produção
Compete à Engenharia de Produção o projeto, a 
implantação, a operação, a melhoria e a manutenção 
de sistemas produtivos integrados de bens e 
serviços, envolvendo homens, materiais, tecnologia, 
informação e energia. Compete ainda especificar, 
prever e avaliar resultados obtidos destes sistemas 
para a sociedade e o meio ambiente, recorrendo a 
conhecimentos especializados da matemática, 
física, ciências humanas e sociais, conjuntamente 
com os princípios e métodos de análise e projeto da 
Engenharia.
Algumas siglas
SH - Sistema Hidráulico
SP - Sistema Pneumático
SEH - Sistema Eletrohidráulico
SEP - Sistema Eletropneumático
SM - Sistema Misto
Princípio básico
▪ Gerador ▪ Distribuidor ▪ Consumidor
Um sistema hidropneumático possui os 
seguintes elementos básicos:
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Gerador: Bombas de deslocamento 
(engrenagens, palhetas, pistões etc.);
Distribuidor: válvulas direcionais, válvulas de 
pressão, válvulas de bloqueio etc.
Consumidor: cilindros lineares, motores, 
cilindros rotativos etc.
Fluido de Trabalho: óleo mineral, fluidos 
sintéticos (éster fosfato, base aquosa, 
emulsões de água em óleo, misturas de água 
glicol), fluidos resistentes ao fogo.
Pressão normal de operação: 100 até 700 bar.
Sistemas hidráulicos
Gerador: bombas de deslocamento (engrenagens, 
palhetas, pistões etc.);
Distribuidor: válvulas direcionais, válvulas de 
pressão, válvulas de bloqueio etc.
Consumidor: cilindros lineares, motores, 
cilindros rotativos etc.
Sistemas Hidráulicos
Grupo de acionamento
Grupo de comando e controle
Grupo de atuação
http://www.youtube.com/watch?v=CfSPjSiUhsE
� Fácil instalação;
�Baixa relação peso/potência e 
tamanho/potência;
�Pode iniciar movimento em plena carga;
�Ajuste contínuo de velocidade e força;
�Proteção simples contra sobrecargas;
�Sistema auto lubrificado;
�Rápida e suave inversão de movimentos;
�Exatidão nos movimentos (velocidade e 
posição).
Características (vantagens)
� Alto custo de implementação;
� Alto custo do fluido de trabalho;
� Escape de fluido pode causar poluição 
ambiental;
� Baixo rendimento (em torno de 65%), 
devido às várias transformações de 
energia que ocorrem (perdas de carga e 
vazamentos internos). 
Características (desvantagens)
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Indústria siderúrgica Máquinas ferramenta
Copiador hidromecânico (torno revólver automático).
Prensas
http://www.youtube.com/watch?v=PrDYWTFv-3g
Prensas para sucata
http://www.youtube.com/watch?v=eHvIv01QNhA
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Injetoras
Manter fechada a ferramenta (dependendo do tamanho, são 
exigidas forças de fechamento de 20 a 280 toneladas).
Máquinas do setor móbil
http://www.youtube.com/watch?v=CeIlPanfbvs
Equipamento portuário Navios
Leme, guinchos, recolhimento de redes de pesca...
6
Eclusas
http://www.youtube.com/watch?v=a2d-OVZGkfs
Equipamentos de resgate
http://www.youtube.com/watch?v=qOc1m5X2jvU
Aplicações especiais
EME610 - Sistemas 
Hidropneumáticos
Hidráulica 01
Aula 01
Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior
UNIFEI
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Meios de transmissão de energia:
� Mecânica;
� Elétrica;
� Fluídica:
• Pneumática;
•Hidráulica.
Introdução
Hidráulica (do grego Hidro – água) estuda as 
características e usos dos fluidos sob 
pressão.
http://www.youtube.com/watch?v=6RZ8RQsWLEA
Hidrostática
Mecânica dos fluidos estática, teoria das 
condições de equilíbrio dos fluidos.
Hidrodinâmica
Mecânica dos fluidos em movimento, teoria 
da vazão.
Hidromecânica
O atrito entre as partículas do fluido em
movimento dissipa energia na forma de
calor. O sistema perde energia (redução da
pressão). Dependente do:
Perda de carga
�Comprimento da tubulação;
�Rugosidade interna da tubulação;
�Número de derivações e curvas;
�Diâmetro da tubulação;
�Velocidade do fluxo. 
Perdas localizadas
Ocorre em curvas, 
válvulas, 
derivações, 
conexões etc.
Perdas distribuídas
Ocorre ao 
longo da 
tubulação.
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Unidades
� kgf/cm2
� atm
� bar
� psi
� N/m2 (Pa)
Definição de pressão
Força exercida por unidade de superfície.
pound per square inch
libra força por polegada quadrada
lbf/pol2
1 atm = 1kgf/cm2 = 1 bar = 14.7 psi = 0.1 MPa~ ~ ~ ~
Conversão de unidades
1 atm = 1,0333 kgf/cm2 = 1,0134 bar
= 14,697 psi = 760 mmHg
= 0.101 MPa
1 kgf/cm2 = 0,9677 atm = 0,9807 bar
= 14,223 psi = 736 mmHg
= 0.098 MPa
1 bar = 0,9867 atm = 1,0196 kgf/cm2
= 14,503 psi = 759 mmHg
= 0.0999 MPa
1 psi = 0,0680 atm = 0,0703 kgf/cm2
= 0,0689 bar = 51,719 mmHg
= 0.00689 MPa
1 MPa = 9.871 atm = 10.2 kgf/cm2
= 9.9 bar = 7501.2 mmHg
= 145.07 psi
“A pressão exercida em um ponto 
qualquer de um líquido estático é a 
mesma em todas as direções e exerce 
forças iguais em áreas iguais.” 
Lei de Pascal
P = F / A
Lei de Pascal
Se o fundo do recipiente possui 40 cm2
então está submetido a
80 kgf
Se
F= 20 kgf e A= 10 cm2
então
P= 2 kgf/cm2
Em cada cm2 do 
recipiente atua uma 
força de 2 kgf.
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A pressão em dois recipientes 
comunicados por um duto é a mesma. 
Princípio da prensa hidráulica
2
2
1
1
A
F
A
FP ==
Este princípio, enunciado por Pascal, levou ao desenvolvimento 
da primeira prensa hidráulica, por Joseph Bramah, no início da 
Revolução Industrial.
Princípio da prensa hidráulica
2
2
1
1
A
F
A
FP ==
1 cm2 10 cm2
F= 10 kgf F= 100 kgfP= 10 kgf/cm2
As forças são proporcionais às áreas dos 
pistões.
Conservação de energia
1 cm2 10 cm2
F= 10 kgf F= 100 kgfP= 10 kgf/cm2
O que se ganha em relação à força tem que 
ser sacrificado em distância e velocidade.
10 cm
1 cm
Volume= 10 cm3
Elevador (macaco) hidráulico
P = F1/A1
P = F1/(π.D2/4)
F2 = A2.P
F2 = [π.(4.D)2/4].P
F2 = π.16.D2.P/4
F2 = π.4.D2.P
F2 = π.4.D2.F1/(π.D2)/4
F2 = 16.F1
F2=?F1
http://www.youtube.com/watch?v=zTBVfnMg53A
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Elevador/Macaco hidráulico 
(Hydraulic Jack)
Elevador/Macaco hidráulico 
(Hydraulic Jack)
UNIFEIUNIFEI
1 – Unidade de pressão.
2 – Problema causado pela perda de fluido hidráulico.
3 – Bomba de ______. Tipo de bomba hidráulica.
4 – Motivo do baixo rendimento.
5 – É elevado nos sistemas hidráulicos.
6 – _____ hidráulico. Gera movimentos rotativos.
7 – Grandeza controlada facilmente na hidráulica.
8 – Grandeza controlada facilmente na hidráulica.
9 – Bomba de _____. Tipo de bomba hidráulica.
10 – Controla o fluido hidráulico.
11 – Bomba de _____. Tipo de bomba hidráulica.
12 – Componentes hidráulicos que movimentam o fluido.
13 – Parte do sistema hidráulico que comanda e controla.
14 – Parte do sistema hidráulico que atua.
15 – Parte do sistema hidráulico que aciona.
16 – É o responsável pela movimentação hidráulica.
17 – ______ hidráulico. Gera movimentos lineares.
18 – Condição de movimento que é facilmente suportada nos sistemas hidráulicos.
19 – Contribuem para o baixo rendimento.
20 – Condição da garça plenamente suportada na partida do sistema.
Palavras cruzadas
11
7↓ 12
→
10
→
13
→
6↓ 15
→
16
→
2
→
4
←
5
→
3↑
17
→
8
→
9
→
18
↓
↑ 
14
19
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1↓
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↑ 
20Palavras cruzadas