Pneumática

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DIDACTIC Automação Hidráulica 1
Automação 
Hidráulica
DIDACTIC Automação Hidráulica 2
Hidráulica Estacionária
• Máquinas de produção e montagem de todos os tipos;
•Linhas de transferência;
•Máquinas de elevação e transporte;
•Máquinas de injeção e moldagem;
•Pontes rolantes;
•Elevadores;
•Prensas.
DIDACTIC Automação Hidráulica 3
Hidráulica Móbil
• Sistemas basculantes, plataformas elevatórias;
• Máquinas de transporte e elevação;
• Equipamentos de construção;
• Equipamentos agrícolas;
• Aviões;
•Navios.
DIDACTIC Automação Hidráulica 4
DIESEL ELÉTRICO HIDRÁULICO
Hidráulica Móbil - Comparativo de tamanho
Acionamento de 100 quilowatts
Ótima relação PESO x POTÊNCIA
DIDACTIC Automação Hidráulica 5
⌦Mecânica
• Boa força
• Ótimas velocidades
• Ótima precisão
• Ótima força
• Baixas velocidades
• Boa precisão
⌦ Hidráulica⌦ Pneumática
• Força limitada
• Boas velocidades
• Precisão limitada
Comparação qualitativa: força, velocidade e precisão
DIDACTIC Automação Hidráulica 6
Energia Hidráulica Elétrica Pneumática
Transmissão Limitada e muito bem rápida e Limitada e lenta
cara longas distâncias
Dist. econômica Até aprox. 100m Pratic. s/ limites Até aprox. 1000m
Vel. de trans- Aprox. 50 mm/s Aprox. 300.000 Aprox. 2 m/s
missão km/s
Rotações Limitado Boas Até 500.000 rpm
Força Bem alto Alto Baixo
Proteção contra Excelente Não tão boa Excelente
sobrecarga
Comparação quantitativa
DIDACTIC Automação Hidráulica 7
Propriedades do óleo hidráulico – Viscosidade
Mínima Máxima
ISO VG 10 9,0 11,0
ISO VG 22 19,8 24,2
ISO VG 32 28,8 35,2
ISO VG 46 41,4 50,6
ISO VG 68 61,2 74,8
ISO VG 100 90,0 110,0
Classes de 
viscosidade ISO
Viscosidade cinemática (mm²/s)
Temperatura: 40°C | Pressão: 1 bar
DIDACTIC Automação Hidráulica 8
Leis físicas fundamentais da hidráulica
Hidromecânica
Hidrodinâmica Hidrostática 
Ciência dos líquidos sob pressão
Força = pressão * área
Ciência dos líquidos em movimento
Força = massa * aceleração
DIDACTIC Automação Hidráulica 9
Onde é a maior pressão?
Pressão Hidrostática
alturagravidadedensidadepressão ⋅⋅=
hgρp ⋅⋅= P - Pressão [Pa]ρ - Densidade do líquido [kg/m³]
g - Aceleração da gravidade [m/s²]
h - Nível da coluna do líquido [m]
A
B
C A B
DIDACTIC Automação Hidráulica 10
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.
Transmissão de Pressão - Lei de Pascal
A
Fp=
Área
Forçapressão= P - Pressão [Pa]
F - Força [N]
A - Área [m²]
DIDACTIC Automação Hidráulica 11
Transmissão de força
1
1
A
Fpe=
2
2
A
Fpe=
Portanto:
2
1
2
1
A
A
F
F =
DIDACTIC Automação Hidráulica 12
10 cm210 cm2
10 cm210 cm2
1000 Kg1000 Kg 1000 Kg1000 Kg
100 bar100 bar
Exemplo - Transmissão de força
DIDACTIC Automação Hidráulica 13
A
1000 kg1000 kg
100 cm²100 cm²
10 cm²10 cm²
10 bar10 bar
100 kg100 kg
Exemplo - Multiplicação de força por área
DIDACTIC Automação Hidráulica 14
Multiplicação de força - conservação de energia
sFτ ⋅=
todeslocamenforçatrabalho ⋅=
τ - Trabalho [Nm]
F - Força [N]
s - Deslocamento [m]
O trabalho realizado pelo cilindro a 
esquerda será o mesmo realizado 
pelo cilindro a direita.
100 kg
10 cm²
1000 kg
100 cm²
DIDACTIC Automação Hidráulica 15
100 cm²
10 cm²
1 cm
1000 kg
10 cm
100kg
Multiplicação de força - conservação de energia
O volume de óleo deslocado é constante nos dois cilindros.
τ2τ1=
s2F2s1F1 ⋅=⋅
Portanto:
V2V1=
s2A2s1A1 ⋅=⋅
DIDACTIC Automação Hidráulica 16
W
10 A
A
10
1
A x 10 = VOLUME = 10 A x 1
1000 kg1000 kg
100 kg100 kg
Exemplo - Multiplicação de força - conservação de energia
DIDACTIC Automação Hidráulica 17
Multiplicação de pressão
A1p1F1 ⋅=
Portanto:
A1
p2
A2
p1 =
A2p2F2 ⋅=
sendo:
F2F1=
Símbolo
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Multiplicação de pressão
DIDACTIC Automação Hidráulica 19
Símbolo
Medidor de Pressão - Manômetro Linear
DIDACTIC Automação Hidráulica 20
1 - Corpo
2 - Mola tubular
3 - Alavanca
4 - Segmento dentado
5 - Engrenagem
6 - Ponteiro
7 - Escala
8 - Entrada com estrangulador
Símbolo
1
3
4
5
6
7
8
2
Medidor de Pressão - Manômetro de Bourdon
DIDACTIC Automação Hidráulica 21
Nível variável
da Pressão 
Atmosférica
101kPa
Faixa de depressão
Faixa de 
Sobre-pressão
Pressão absolutakPa
+ Pe
0
- Pe
Gráfico das pressões
DIDACTIC Automação Hidráulica 22
Velocidade
Vazão
Área
Distância
Hidrodinâmica - Leis da vazão
t
VQ= sAV ⋅=
t
sAQ ⋅=
vAQ ⋅=Q - Vazão [m³/min]
V - Volume [m³]
A - Área [m²]
s - Distância [m]
v - Velocidade do fluído [m/s²]
t - Tempo [min]
DIDACTIC Automação Hidráulica 23
Hidrodinâmica - Equação da continuidade
V2
V1
A1
A2
Q2Q1
Q21Q = Portanto: v2A2v1A1 ⋅=⋅
DIDACTIC Automação Hidráulica 24
Área
Velocidade
Vazão
Velocidade x Vazão
A
Qv=
A velocidade não depende 
da pressão.
DIDACTIC Automação Hidráulica 25
Símbolo
Medidor de Vazão - Rotâmetro
DIDACTIC Automação Hidráulica 26
Potência Hidráulica
QpP ⋅=
VazãoPressãoPotência ⋅=
P - Potência [W]
p - Pressão [Pa]
Q - Vazão [m³/s]
DIDACTIC Automação Hidráulica 27
Eficiência dos sistemas hidráulicos
DIDACTIC Automação Hidráulica 28
Perdas de carga
Δp - Perda de carga (p1 – p2)
Q – Vazão
A – Área
22 AΔpQ ⋅≅
Relação simplificada entre vazão e queda de pressão
• Velocidade do fluxo;
• Tipo e número de restrições.
• Viscosidade do óleo;
• Tipo de fluxo;
• Comprimento dos tubos;
• Diâmetro do tubo;
DIDACTIC Automação Hidráulica 29
Escoamento - Número de Reynolds
Escoamento Laminar
Escoamento Turbulento
De 0 até 1500 - Fluxo laminar
de 1500 até 2300 - Transição
maior que 2300 - Fluxo turbulento
υ
DvDv
Re
⋅=⋅⋅=
μ
ρ
viscosa Força
inércia de ForçaRe=
Re – Número de Reynolds
ρ - Densidade
v – Velocidade
D – Diâmetro interno do tubo
μ - Viscosidade absoluta
υ - Viscosidade cinética
DIDACTIC Automação Hidráulica 30
Cavitação
EFEITOS DA CAVITAÇÃO
• Erosão do material na área 
do alargamento da seção 
transversal
• Efeito DIESEL - Combustão 
espontânea do óleo 
hidráulico
DIDACTIC Automação Hidráulica 31
Elementos de Trabalho
Elementos de comando e controle
Elementos de Produção,
Tratamento e Distribuição
A
P
B
T
Cadeia de comandos - Elementos do Sistema Hidráulico
DIDACTIC Automação Hidráulica 32
Grupo de Acionamento
Bombas
Filtros
Resfriadores
DIDACTIC Automação Hidráulica 33
Grupo de acionamento
Filtro de ar
Escotilha para 
manutenção
Tubo de aspiração
Parafuso de drenagem
Visor de controle 
para nível
Linha de retorno
Chicana
Bomba
Motor elétrico
Linha de pressãoVálvula Limitadora
de pressão
(segurança)
Filtro de sucção
Filtro de enchimento
Símbolo
DIDACTIC Automação Hidráulica 34
Localização dos filtros:
A localização depende da função que o mesmo irá exercer, pois o filtro poderá trabalhar da maneira mais 
adequada à proteção que ele proporciona ao sistema.
Filtragem do Óleo - Filtro
- Linha de pressão;
- Linha de sucção;
- Linha de retorno;
- Filtragem externa;
Símbolo
DIDACTIC Automação Hidráulica 35
Sucção - 100 a 150 microns
Retorno - 40 a 80 microns
Pressão - 0,1 a 20 microns
Pressão
Tipos de Filtragem
RetornoSucção
DIDACTIC Automação Hidráulica 36
- A montagem é no local mais difícil 
do equip. hidráulico
- Pouca possibilidadede 
manutenção
- Devido a perigo de cavitação, só é
possível filtragem de grandes 
partículas
-100 a 150μ
- Montagem simples
- Preço
- Ele protege todos os 
componentes hidráulicos contra 
contaminação por partículas 
grandes
DesvantagensVantagens
Filtros de sucção
Símbolo
DIDACTIC Automação Hidráulica 37
- É necessário um by-pass
- No caso de picos de pressão e 
partida à frio, passam as partículas 
de contaminação através da válvula 
by-pass aberta 
-40 a 80μ
- Baixo custo
- Manutenção simples
- Pode realizar filtragem fina
- Não provoca nenhuma cavitação 
na bomba
DesvantagensVantagens
Filtros de retorno
Símbolo
DIDACTIC Automação Hidráulica 38
- Precisa ser robusto (suportar 
pressão
- O elemento precisa estar previsto 
para um alto diferencial de pressão
- Conforme a resistência à vazão, a 
potência é convertida em calor
-0,1 a 20μ
- Poderá ser montado 
diretamente antes de 
componentes sensíveis
- Filtragem bem fina
- Manutenção simples
- Longa vida útil
- Não provoca nenhuma cavitação 
na bomba
DesvantagensVantagens
Filtros de linha (pressão)
Símbolo
DIDACTIC Automação Hidráulica 39
Resfriadores
Resfriador a ar
Resfriador a água
DIDACTIC Automação Hidráulica 40
Bombas Hidráulicas
Engrenagens PalhetasPistões
Família de bombas hidráulicas
BOMBA NÃO PRODUZ PRESSÃO!BOMBA NÃO PRODUZ PRESSÃO!
BOMBA PRODUZ VAZÃO!BOMBA PRODUZ VAZÃO!
DIDACTIC Automação Hidráulica 41
Símbolo
Bomba de engrenagens com dentes externos
DIDACTIC Automação Hidráulica 42
Bomba de palhetas com deslocamento fixo
Símbolo
DIDACTIC Automação Hidráulica 43
Símbolo
Bomba axial de pistões com deslocamento variável
DIDACTIC Automação Hidráulica 44
Válvulas
Atuadores
DIDACTIC Automação Hidráulica 45
Símbolo
Atuador linear de simples ação
DIDACTIC Automação Hidráulica 46
Símbolo
Atuador linear de simples ação
DIDACTIC Automação Hidráulica 47
Símbolo
Atuador linear de dupla ação
DIDACTIC Automação Hidráulica 48
Símbolo
Atuador linear de dupla ação (amortecimento de final de curso)
DIDACTIC Automação Hidráulica 49
Símbolo
Atuador telescópico de dupla ação
DIDACTIC Automação Hidráulica 50
Símbolo
Atuador rotativo de êmbolo com cremalheira
DIDACTIC Automação Hidráulica 51
Símbolo
Atuador rotativo – Motores Hidráulicos
DIDACTIC Automação Hidráulica 52
Bloqueio
Pressão
Direcionais
Fluxo
DIDACTIC Automação Hidráulica 53
Setas indicam a direção (sentido) do fluxo do ÓLEO
Ts representam bloqueios dos fluxos
Número de posições da válvula
O número de traços indicam o número de vias.
Bomba (Energia Hidráulica)
Símbolo de Válvulas Direcionais (conforme norma DIN / ISO 1219)
Tanque
DIDACTIC Automação Hidráulica 54
2/2 vias NA 2 vias por 2 posições normalmente aberta 
2/2 via NF 2 vias por 2 posições normalmente fechada
3/2 vias NF 3 vias por 2 posições normalmente fechado
3/2 vias NA 3 vias por 2 posições normalmente aberta
Símbolo Designação Composição 
Posições e conexões
4/2 4 vias por 2 posições 
A
P
A
P
A
P T
A
P T
A B
P T
DIDACTIC Automação Hidráulica 55
Posições e conexões
A B
P T
A B
P T
A B
P T
A B
P T
A B
P T
4/3 vias CF 4 vias por 3 posições centro fechado 
4/3 via tandem 4 vias por 3 posições centro tandem
4/3 vias P; A, B Æ T 4 vias por 3 posições P; A, B Æ T
4/3 vias A, B Æ P; T 4 vias por 3 posições A, B Æ P; T
Símbolo Designação Composição 
4/3 vias CH 4 vias por 3 posições centro H
DIDACTIC Automação Hidráulica 56
Símbolo
A
P L
Válvula Direcional – 2 / 2 vias N.F.
DIDACTIC Automação Hidráulica 57
Símbolo
A
P T
Válvula Direcional – 3 / 2 vias N.F.
DIDACTIC Automação Hidráulica 58
Símbolo
A B
P T
Válvula Direcional – 4 / 2 vias
DIDACTIC Automação Hidráulica 59
Símbolo
A B
P T
Válvula Direcional – 4 / 3 vias centro tandem
DIDACTIC Automação Hidráulica 60
Símbolo
A B
P T
Válvula Direcional – 4 / 3 vias centro fechado
DIDACTIC Automação Hidráulica 61
Tipos de Acionamentos
Musculares Mecânicos Hidráulico
Geral
Botão
Alavanca
Pedal
Came
Rolete
Mola
Piloto
Elétricos
Solenóide
DIDACTIC Automação Hidráulica 62
Prato ou disco Cone Esfera
Tipo de Vedação - Assento
DIDACTIC Automação Hidráulica 63
Tipo de Vedação - Carretel
DIDACTIC Automação Hidráulica 64
Sobreposição do êmbolo
POSITIVA NEGATIVA NULA
DIDACTIC Automação Hidráulica 65
Atuadores: Número seqüencial + letra A – (1A, 2A, ...)
Válvulas: Número do atuador + letra V + número seqüencial – (1V1 ..., 2V1 ...)
Bombas: Número seqüencial + letra P – (1P ..., 2P ...)
Outros: Número do atuador + letra Z + número seqüencial
Identificação dos componentes
DIDACTIC Automação Hidráulica 66
Símbolo
Válvula de Bloqueio - Retenção
DIDACTIC Automação Hidráulica 67
Símbolo
Válvula de Bloqueio - Retenção Pilotada
DIDACTIC Automação Hidráulica 68
Símbolo
Válvula de Bloqueio - Retenção Dupla
DIDACTIC Automação Hidráulica 69
Símbolo
Válvula de Pressão - Limitadora de Pressão
DIDACTIC Automação Hidráulica 70
Símbolo
Válvula de Pressão - Limitadora de pressão compensada externamente
DIDACTIC Automação Hidráulica 71
Válvula de Pressão - Limitadora de Pressão - aplicações
Válvula de Seqüência Válvula de Contrabalanço
F=0
P T
F=0
A B
P T
F=-300P
T
A B
P T
CARGA
DIDACTIC Automação Hidráulica 72
Símbolo
Válvula de Pressão - Reguladora de pressão com 2 vias
DIDACTIC Automação Hidráulica 73
Símbolo
Válvula de Pressão - Reguladora de pressão com 3 vias
DIDACTIC Automação Hidráulica 74
Símbolo
Válvula de Fluxo - Regulagem de vazão
Restrição por 
diferencial em 
hélice 
Restrição por 
agulha 
Símbolo
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Símbolo
Válvula de Fluxo - Válvula reguladora de fluxo unidirecional
DIDACTIC Automação Hidráulica 76
Válvula de Fluxo - Válvula reguladora de fluxo unidirecional - aplicações
METER IN
CONTROLE DO FLUXO DE ÓLEO QUE ESTÁ
ENTRANDO NO ATUADOR
AVANÇANDO
METER OUT
5
0
%
50%
5
0
%
50%
RECUANDO AVANÇANDO RECUANDO
CONTROLE DO FLUXO DE ÓLEO QUE ESTÁ
SAINDO DO ATUADOR
DIDACTIC Automação Hidráulica 77
Símbolo
Válvula de Fluxo - Válvula reguladora de fluxo compensada
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Para cilindro diferencial (2:1): dobro da 
velocidade, metade da força.
Ganha-se na velocidade e perde -se na força
Circuito regenerativo
F=0
A
P T
A B
P T
F=0
QBOMBA
QBOMBA+QRETORNO 
QRETORNO
DIDACTIC Automação Hidráulica 79
Festo Automação Ltda.
Rua Giuseppe Crespi, 76
Km 12,5 da Via Anchieta
CEP : 04183-080
São Paulo / SP
Tel. : (11) 5013-1616
Fax : (11) 5013-1613
E-mail : didactic@br.festo.com
Site : www.festo.com.br