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UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA PRÓ-REITORIA ACADÊMICA CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO ATIVIDADES INDUSTRIAIS QUE OPERAM COM ACIONAMENTO HIDRÁULICO OU PNEUMÁTICO. São Gonçalo 2018 ATIVIDADES INDUSTRIAIS QUE OPERAM COM ACIONAMENTO HIDRÁULICO OU PNEUMÁTICO. Trabalho apresentado à disciplina de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos do curso de Engenharia de Produção da Universidade Salgado de Oliveira– UNIVERSO, como parte dos requisitos para avaliação semestral. Orientador(a): Prof.: Luiz Mello Mestre em Educação. São Gonçalo 2018 SUMÁRIO O que é o sistema hidráulico 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. 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. 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. Uso dos sistemas hidráulicos na construção civil Todos os tipos de atividades de construção que aproveitam os equipamentos pesados, tais como empilhadeiras e escavadoras, contam com sistemas hidráulicos. Os equipamentos de movimentação de terra também utilizam os sistemas hidráulicos para a operação. Outros equipamentos de construção, como guindastes, utilizados na elevação de carga pesada e metais, também fazem uso da tecnologia hidráulica. Uso dos sistemas hidráulicos em aeronaves As aeronaves particulares, especialmente de alta velocidade, como jatos e aeronaves militares, contam com sistemas hidráulicos para operar. Os sistemas hidráulicos são empregados em aeronaves de asa fixa com o objetivo de executar algumas funções, incluindo a alteração da velocidade da hélice e para a movimentação do trem de pouso. Esses projetos de sistemas hidráulicos também são aplicados em flaps e freios de roda. Os aviões também usam sistemas hidráulicos para acionar o motor, os sistemas de freio e as operações de sistema de embreagem. Uso dos sistemas hidráulicos em submarinos Sistemas hidráulicos são amplamente utilizados em operações submarinas. Antes de 1945, os submarinos usavam a energia elétrica para operar seus equipamentos. Depois desse período, alguns submarinos foram modificados para que pudessem aplicar a energia hidráulica. A preferência dos submarinos hidráulicos foi parcialmente relacionada com a sua eficiência e eficácia. Eles também são mais fáceis de operar e são autolubrificados. O submarino usa o sistema hidráulico para operar as aberturas de tanque de lastro, tubulações por onde saem os torpedos, portas do obturador e muitos outros controles. Pontos importantes dos Sistemas Hidráulicos Vantagens: - Grandes pressões e forças. - Possibilidade de variações micrométricas de velocidade. - Autolubrificação. - Permitem uma rápida e suave inversão dos movimentos, devido a baixa inércia. Desvantagens: - Alto custo. - Baixo rendimento (atritos, transformação de energia, vazamentos internos). - Sensível às variações de temperatura (variação da viscosidade e risco de incêndio). Classificação dos sistemas hidráulicos de acordo com a pressão: Exemplos de aplicações: - Ferramentas manuais. - Máquinas - ferramentas. - Prensas. - Talhas, guinchos, empilhadeiras, etc. - Mancais aeroestáticos e hidrostáticos. - Transmissões hidrostáticas. - Ferramentas de estampo e corte. - Ferramentas odontológicas. - Equipamentos de pintura industrial. - Equipamentos de injeção. Possibilidades de aplicação: - Movimentar. - Girar. - Transpor. - Prender. - Empilhar. - Elevar. - Abrir / Fechar Bombas hidráulicas As bombas hidráulicas são amplamente usadas na indústria e fazem parte de um sistema ainda maior, sendo uma parte que trabalha em conjunto com outras peças para funcionar. Esse dispositivo é também chamado de Máquina Hidráulica Operatriz, em outros termos, máquinas que recebem energia potencial e transformam parte desta potência em energia cinética (movimento) e energia de pressão (força). Essas duas energias são enviadas a um fluído bombeado dentro de um sistema. Essa transmissão pode se dar através do aumento de pressão, aumento de velocidade, aumento de elevação ou combinações entre as diferentes formas em energia. Resumidamente, a bomba hidráulica, como diz o próprio nome, bombeia um líquido hidráulico, geralmente óleo. Como funciona uma bomba hidráulica Para trabalhar, os sistemas hidráulicos fazem uso de fluido comprimido para realizar um trabalho. O mais comum é que esse líquido seja um óleo bastante fino, de um grau especial, que é bombeado para dentro do sistema com o objetivo de produzir pressão por vários tipos de bombas hidráulicas. Estas bombas têm, geralmente, os mecanismos rotativos com tolerâncias pequenas entre as partes móveis e os compartimentos. Em comparação com outros tipos de bombas, a maioria dos tipos de bombas hidráulicas também apresenta baixas velocidades de rotação. Quais os modelos mais comuns de bomba hidráulica Existem muitos modelos de bombas hidráulicas, mas alguns podem ser considerados os tipos principais, uma vez que são os mais comuns utilizados no setor da indústria. Entre eles, estão os modelos de bombas de engrenagens, os quais são formados por um par de engrenagens que rodam no interior de um compartimento estreito. Dessa forma, o óleo é colocado de um lado do compartimento e transportado em torno da área exterior entre os dentes de engrenagem e para fora do ponto de descarga no lado oposto. Algumas bombas hidráulicas desse tipo possuem engrenagens de dentes excêntricos externos que giram em volta dos dentes de uma engrenagem interna. Esses modelos de bombas são bastante eficientes e confiáveis, porém, são muito ruidosas. Já as bombas hidráulicas de palhetas se chamam assim porque são compostas por um conjunto de palhetas constantemente ajustáveis e montadas em um eixo excêntrico dentro de um compartimento fechado. Conforme o eixo se move ao redor da cobertura, as palhetas se ajustam a fim de manter as pontas em contato com a superfície interna da caixa. Já o fluído é colocado no compartimentoe é transportado em torno dele, nas palhetas do ponto de descarga, local onde é forçado a sair. Esses modelos são ainda mais eficientes em comparação às bombas de engrenagens. https://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2013/06/funcionamento-bomba-engrenagem.gif Outro modelo bastante usado na indústria é a bomba hidráulica de parafuso, que possui um par de engrenagens em espiral situada dentro de um cilindro fechado. Assim, o líquido lubrificante é colocado em uma extremidade do cilindro, sendo forçado ao longo do seu comprimento entre os dentes das engrenagens e as paredes do cilindro. Outros modelos de bombas hidráulicas são as de pistões radiais, de pistão axial e as geradoras. Aplicações da bomba hidráulica Assim como a variedade de bombas hidráulicas é grande, o mesmo acontece com as suas aplicações, tendo um amplo uso no ramo industrial. Mas mesmo antes da era industrial, as bombas hidráulicas já eram muito usadas, como para usar os cata-ventos ou rodas d’água no bombeio do líquido para o consumo das cidades, bem como na irrigação e para o consumo animal. Atualmente, suas aplicações são inúmeras, como nas bombas para irrigação, abastecimento de água, de gasolina e outros combustíveis, bem como em sistemas de condicionamento de ar, refrigeração e no deslocamento de https://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2013/06/funcionamento-bomba-palheta.gif https://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2013/06/bomba-hidraulica-parafuso.jpg produtos químicos. Elas também são úteis no combate a enchentes, serviços em embarcações e em demais processos industriais, entre outras funções. Fluidos Hidráulicos São produtos destilados de petróleo, sintéticos ou a base de água. Funções do óleo hidráulico: Transmissão de pressão. Lubrificação dos órgãos móveis. Arrefecimento do calor gerado na transformação de energia. Amortecimento de oscilações. Proteção contra corrosão. Remoção de impurezas. Propriedades e características dos fluidos hidráulicos: Viscosidade: de 15 a 100 mm2 /s.(cSt) Densidade: em torno de 0,9kg/dm3 Condutividade térmica: boa https://www.industriahoje.com.br/wp-content/uploads/2013/06/O-que-e-e-como-funciona-uma-bomba-hidraulica21.jpg Calor específico: elevado Ponto de inflamação: 180o a 200o C Ponto de combustão: aprox. 40o maior que o anterior Ponto de solidificação: -10o a -15o C Compressibilidade: redução de aprox. 0.7% do volume para 100 bar Resistência ao envelhecimento (oxidação , polimerização, formação de espumas,etc). Viscosidade A viscosidade de um fluido qualquer é a medida da resistência que ele oferece ao escoamento. Nos óleos ela varia inversamente proporcional à temperatura. Se alta, a viscosidade pode dificultar o escoamento em válvulas, dutos e mangueiras, bem como produzir ações de retardo nos acionamentos e grandes perdas de pressão. Se baixa, pode gerar perdas por fugas e reduzir o poder lubrificante. A viscosidade aumenta quando a pressão sobe. Até aproximadamente 200 bar o aumento é moderado. Acima desse valor, a viscosidade aumenta consideravelmente. A cerca de 350 a 400 bar a viscosidade já aumenta em aproximadamente em 100%. Densidade Depende da temperatura e pressão. Se aumentarmos a temperatura aumentaremos o volume e diminuiremos a densidade. Se aumentarmos a pressão, diminuiremos o volume e aumentaremos a densidade. Condutividade térmica É determinada para a troca de calor entre o óleo e tanque, resfriador e aparelhos de medição. A troca de calor é relativamente lenta. As temperaturas de operação não devem ultrapassar os 60ºC, as pressões devem ser baixas e os tanques grandes (aprox. 3 até 5 vezes a capacidade da bomba). Para elevadas temperaturas de operação usa-se resfriador do óleo. Reservatórios Hidráulicos Os reservatórios hidráulicos consistem de quatro paredes (geralmente de aço); uma base abaulada; um topo plano com uma placa de apoio, quatro pés; linhas de sucção, retorno e drenos; plugue do dreno; indicador de nível do óleo; tampa para respiradouro e enchimento; tampa para limpeza e placa defletora (Chicana). A função de um reservatório é conter ou armazenar o fluido hidráulico de um sistema. Riscos dos fluidos hidráulicos Os efeitos da exposição a qualquer substância tóxica dependem da dose, da duração, da maneira como se está exposto, seus hábitos e características pessoais e da presença de outras sustâncias químicas. A exposição a fluidos hidráulicos ocorre principalmente no trabalho. Beber certos tipos de fluidos hidráulicos podem causar a morte em seres humanos, e ingerir ou respirar certos tipos de fluidos hidráulicos provocarão danos ao sistema nervoso em animais. O contato com certos tipos de fluidos hidráulicos pode irritar a pele ou aos olhos. Fluidos hidráulicos e o meio-ambiente Os fluidos hidráulicos podem entrar em contato com o meio-ambiente por derrames, escapes de máquinas. Ao ser derramado no solo, alguns dos componentes dos fluidos hidráulicos permaneceram na superfície enquanto que outros se infiltram na bacia de água subterrânea. Na água, alguns dos componentes dos fluidos hidráulicos passarão profundamente e podem permanecer ali por mais de um ano. Certas sustâncias químicas dos fluidos hidráulicos podem degradar-se no ar, no solo, na água, mas não se sabe qual é a quantidade que se degrada. Peixes que habitam águas contaminadas podem conter certos fluidos hidráulicos. Filtros Os filtros têm como função reter partículas sólidas, água condensada e também óleo, já que muitos compressores utilizam óleo misturado ao ar durante a compressão como forma de minimizar as perdas atrito. Atuadores São os equipamentos que efetivamente realizam trabalho, através da transformação da energia de pressão em energia mecânica, notadamente, cilindros e motores. Cilindros São os responsáveis pela transformação da energia de pressão em energia mecânica de translação. Motores São os responsáveis pela transformação da energia de pressão em energia mecânica de rotação. Utilizados principalmente como acionadores de ferramentas manuais, tem também larga aplicação na indústria, principalmente em ambientes com vapores de gases inflamáveis, como também pelo baixo consumo de energia e velocidade variável. Válvulas São os elementos utilizados para comando dos atuadores, exercendo função preponderante dentro dos circuitos fluídicos e são classificadas conforme suas funções. Podem ser: - controladoras de direção. - controladoras de fluxo. - controladoras de pressão. - de bloqueio. Conclusão Referências bibliográficas: https://www.mecanicaindustrial.com.br/32-caracteristicas-dos- sistemas-hidraulicos/ http://www.educacaoprofissional.seduc.ce.gov.br/images/material_ didatico/mecanica/mecanica_acionamentos_hidraulicos_e_pneuma ticos.pdf https://www.industriahoje.com.br/o-que-e-e-como-funciona-uma- bomba-hidraulica https://www.mecanicaindustrial.com.br/32-caracteristicas-dos-sistemas-hidraulicos/ https://www.mecanicaindustrial.com.br/32-caracteristicas-dos-sistemas-hidraulicos/ http://www.educacaoprofissional.seduc.ce.gov.br/images/material_didatico/mecanica/mecanica_acionamentos_hidraulicos_e_pneumaticos.pdf http://www.educacaoprofissional.seduc.ce.gov.br/images/material_didatico/mecanica/mecanica_acionamentos_hidraulicos_e_pneumaticos.pdf http://www.educacaoprofissional.seduc.ce.gov.br/images/material_didatico/mecanica/mecanica_acionamentos_hidraulicos_e_pneumaticos.pdf https://www.industriahoje.com.br/o-que-e-e-como-funciona-uma-bomba-hidraulica https://www.industriahoje.com.br/o-que-e-e-como-funciona-uma-bomba-hidraulica
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