Prévia - Apostila Eletrohidráulica Partners Treinamentos - Resumida

A
F
P =
HIDRÁULICA
DESVANTAGENS DO SISTEMA HIDRÁULICO
São três os fatores responsáveis pela variação do rendimento:
• Vazamentos internos em todos os componentes, esses vazamentos são
necessários para promover a lubrificação das partes móveis dos diversos
componentes.
• Perda de energia provocada pelas perdas de carga nos tubos e válvulas, com o
consequente aquecimento do óleo.
• Várias transformações do estado da potência, a bomba recebe em seu eixo
potência mecânica a transforma em potência hidráulica e o atuador recebe a
potência hidráulica e a transforma novamente em mecânica.
CONCLUSÃO
O rendimento global de um sistema hidráulico, sem levar em consideração o rendimento
do motor que aciona a bomba, varia, em função dos componentes especificados, de 80%
a 90%.
APLICAÇÕES DA HIDRÁULICA
Aviação, Móbil, Naval, Bélica, Injetoras de plástico, Prensa hidráulica.
A LEI DE PASCAL RESUME-SE EM:
“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.”
Fig. 1
Hidráulica Industrial – Prof. Luiz Sérgio M. Rabelo
www.partnerstreina.com.br - contato@partnerstreina.com.br – 2564-5623 – 9909-8837
1
1. SUPONHA UMA GARRAFA
CHEIA DE LÍQUIDO, O QUAL É
PRATICAMENTE INCOMPRESSÍVEL.
2. SE APLICARMOS UMA FORÇA
DE 10 Kgf NUMA ROLHA DE
1 Cm2
DE ÁREA...
4. SE O FUNDO DA GARRAFA TIVER
UMA ÁREA DE 20 Cm2
TERÁ COMO
RESULTADO UMA FORÇA DE 200 Kgf
APLICADA AO FUNDO DA GARRAFA.
3. O RESULTADO SERÁ UMA
FORÇA DE 10 Kgf EM CADA
CENTÍMETRO QUADRADO DAS
PAREDES DA GARRAFA.

ATRITO E ESCOAMENTO
A energia hidráulica ao ser transmitida pela tubulação acarreta sempre uma perda de
carga. Visto que nas paredes do tubo e no próprio líquido se produz atrito, que por sua
vez, gera calor. Uma perda de energia hidráulica significa uma perda de pressão do
líquido hidráulico.
Fig. 12
A determinação da perda de carga é importante para saber se a pressão fornecida ao
sistema é ou não suficiente para aquilo que o sistema se propõe.
As restrições (curvas, estrangulamentos, etc.) contribuem grandemente para a perda de
carga no sistema e consequentemente aquecimento do óleo.
INFLUEM NA PERDA DE CARGA
• Velocidade do fluxo.
• Tipo de fluxo (laminar ou turbulento).
• Diâmetro do tubo.
• Viscosidade do líquido.
• Rugosidade do tubo.
• Restrições (válvulas, acessórios, etc.).
ESCOAMENTO
SÃO DOIS TIPOS DE FLUXOS DE FLUÍDOS
Fluxo Laminar:
Em um fluxo laminar, as moléculas do fluido se movem até determinadas velocidades, de
uma forma mais ou menos ordenada, em camadas estáveis. Não há interferência entre as
moléculas, nem tampouco influem em seu movimento.
2
1. NESTE PONTO A PRESSÃO É
MÁXIMA, DEVIDO A ALTURA DA
COLUNA DO LIQUIDO.
3. O ATRITO NA TUBULAÇÃO
PROVOCA UMA QUEDA DE PRESSÃO
DO MÁXIMO AO ZERO.
2. A PRESSÃO AQUI É “ZERO”
JÁ QUE O LIQUIDO FLUI SEM
RESTRIÇÕES.
4. SUCESSIVAMENTE, OS NÍVEIS
CADA VEZ MENORES DE FLUIDO,
SERVEM COMO MEDIDA DAS
PRESSÕES REDUZIDAS, EM PONTOS
QUE SE AFASTAM DA FONTE DE
PRESSÃO MÁXIMA.

Fig. 13
OSCILADORES HIDRÁULICOS
Convertem energia hidráulica em movimento rotativo, sob um determinado número de
graus. O oscilador hidráulico é um atuador rotativo com campo de giro limitado. Um tipo
muito comum de atuador rotativo é chamado de atuador de cremalheira e pinhão.
Unidades de cremalheira e pinhão do tipo Standard podem ser encontradas em rotações
de 90, 180, 360 graus ou mais.
Fig. 29
MOTORES HIDRÁULICOS
O motor é um atuador rotativo. A construção dos motores se parece muito com a das
bombas. Ao invés de "empurrar" um fluido, como a bomba o faz, o motor é "empurrado"
pelo fluido desenvolvendo torque e movimento rotativo contínuo. Como ambas as
conexões dos motores podem, às vezes, ser pressurizados (bidirecionais), a maioria dos
motores hidráulicos é drenado externamente.
Suas principais características são:
Deslocamento - É a quantidade de fluido que o motor receberá para uma rotação ou
então a capacidade de uma câmara multiplicada pelo número de câmaras que o
mecanismo contém. Este deslocamento é representado em cm3
/rot.
Torque - Em um motor hidráulico pode-se ter torque sem movimento, pois este só se
realizará quando o torque gerado for suficiente para vencer o atrito e a resistência da
carga.
Uma dada carga dará ensejo a um menor torque no eixo se diminuir o raio, entretanto,
quanto maior o raio, mais rapidamente a carga se movimentará para uma determinada
velocidade do eixo. Se expressa o torque em kg. M ou libras. Polegada.
Pressão - A pressão necessária num motor hidráulico depende do torque e do
deslocamento necessário. Um motor com grande deslocamento desenvolverá um torque
com pressão menor que um motor de pequeno deslocamento.
3
1. Carcaça
2. Cremalheira
3. Engrenagem
4. Parafusos de regulagem

O deslocamento de um motor é dado pelo volume absorvido por rotação.
Fig. 30
MOTOR DE ENGRENAGENS
Um motor de engrenagens desenvolve torque devido à pressão aplicada nas superfícies
dos dentes das engrenagens. Inverte-se a rotação do motor invertendo-se a direção do
fluxo. O deslocamento de um motor de engrenagens é fixo e é igual ao volume entre dois
dentes multiplicado pelo número de dentes. O motor de engrenagens tem como
vantagens principais sua simplicidade e sua maior tolerância à sujeira; entretanto, têm
rendimento menor.
Fig. 31
MOTOR DE PALHETAS
Num motor de palhetas, o torque se desenvolve pela pressão nas superfícies expostas
das palhetas retangulares, que deslizam nas ranhuras de um rotor acoplado ao eixo
quando este rotor gira, as palhetas seguem a superfície de um anel excêntrico, formando
câmaras vedadas, que transportam o fluido da entrada para a saída. No tipo balanceado
a pressão em qualquer dos pórticos é dirigida às duas câmaras interligadas a 1800
. As
cargas radiais assim se anulam.
Fig. 32 Fig. 33
4
2. A FORÇA RESULTANTE NA
PALHETA DÁ ORIGEM A UM
TORQUE NO EIXO DO MOTOR.
EIXO DE ACIONAMENTO
PRESSÃO DO SISTEMA
1. PRESSÃO NESTA
PALHETA OCASIONA
UMA FORÇA...
ROTOR
3. A ENTRADA É
LIGADA A DUAS
PASSAGENS
OPOSTAS DE
PRESSÃO PARA
BALANCEAR AS
CARGAS DO ROTOR.
2. A FORÇA RESULTANTE NA
PALHETA PROVOCA UM
TORQUE NO EIXO DO ROTOR.
1. ESTA PALHETA ESTÁ
SUJEITA A ALTA PRESSÃO NA
ENTRADA E A BAIXA PRESSÃO
NA SUPERFÍCIE OPOSTA. ROTAÇÃO
ENTRADA
SAÍDA
ANEL
ROTAÇÃO
ENTRADA
SAÍDA
DESLOCAMENTO = VOLUME MÁXIMO DA
CÂMARA x NÚMERO DE CÂMARAS
PRESSÃO OU MOLAS MANTÉM
AS PALHETAS CONTRA O ANEL
5. A PRESSÃO ENTRE OS DENTES NESTE
SEGMENTO NÃO INFLUI O TORQUE, POIS O
ÓLEO ESTÁ INDO PARA O TANQUE.
3. A PRESSÃO ENTRE OS DENTES NESTE
SEGMENTO NÃO INFLUI O TORQUE, POIS O
ÓLEO ESTÁ INDO PARA O TANQUE.
1. ESTES DOIS DENTES QUANDO SUJEITOS A
PRESSÃO PROVOCAM A ROTAÇÃO DAS
ENGRENAGENS NAS DIREÇÕES INDICADAS.
2. UMA SUPERFÍCIE DESTES DOIS DENTES ENGRENADOS
TENDE A OPOR-SE AO MOVIMENTO, O TORQUE OBTIDO
ESTÁ, PORTANTO EM FUNÇÃO DE UM DENTE.
4. ESTES DOIS DENTES TÊM APENAS A
PRESSÃO DA LINHA DE TANQUE OPONDO-
SE AO MOVIMENTO

MOTORES DO TIPO ANGULAR
Os motores do tipo angular também desenvolvem torque através da reação à pressão dos
pistões com movimento recíproco. Neste projeto, contudo, o bloco dos cilindros e o eixo
motor estão montados em ângulo entre si, e a reação é feita contra um flange do eixo
motor. Estes motores angulares são fabricados em modelos de deslocamento fixo ou
variável. A unidade de deslocamento variável pode ser equipada com vários tipos de
controle, incluindo um compensador de pressão.
Fig. 38
VÁLVULAS DE PRESSÃO
As válvulas controladoras de pressão assumem diversas funções nos sistemas
hidráulicos, tais como: válvulas de segurança, de sequência, de frenagem etc. Elas são
classificadas pelo tipo de conexões, pelo tamanho e pela faixa de pressões de trabalho.
As válvulas discutidas neste módulo são as controladoras de pressão usadas na maioria
dos sistemas hidráulicos industriais.
VÁLVULA DE SEGURANÇA SIMPLES OU DIRETAMENTE OPERADA
As válvulas de segurança estão presentes em praticamente todos os sistemas hidráulicos.
É uma válvula normalmente fechada, instalada entre a linha de pressão (saída da bomba)
e o reservatório. Sua função é a de limitar a pressão no sistema a um ajuste máximo
predeterminado, pelo desvio de uma parte ou de toda a vazão da bomba ao reservatório
quando o ajuste da válvula é alcançado.
Fig. 39
Enquanto a pressão na entrada não for suficiente para vencer a força da mola, a válvula
permanece fechada. Quando a pressão for alcançada o pistão é deslocado de sua sede
permitindo que o fluxo seja enviado para o reservatório enquanto a pressão é mantida.
5

VÁLVULAS OPERADAS POR SOLENÓIDE
As conexões para os pórticos são feitas através de uma subplaca, os solenóides são
unidades à parte, do tipo que empurra o êmbolo e são parafusados às extremidades do
corpo da válvula.
Fig. 69
VÁLVULAS DIRECIONAIS PRÉ-OPERADAS
As válvulas são operadas por piloto e controladas por solenóides, com a válvula piloto
montada no corpo da válvula principal.
Fig. 70
SIMBOLOGIA DETALHADA E SIMPLIFICADA
Fig. 71
6

ACUMULADOR TIPO BEXIGA
No acumulador de bexiga o nitrogênio é separado do fluido de pressão por meio de uma
bexiga fechada e elástica. O gás é mantido no interior da bexiga.
Fig. 81
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
Cada acumulador deve ter um manômetro que indique suas respectivas pressões. Nele
deve estar indicada, de forma bastante visível, a pressão máxima admissível (trata-se, no
caso de um manômetro adicional).
Cada acumulador deve estar equipado com uma válvula de segurança própria.
A regulagem deve ser lacrada para evitar mudanças sem autorização. Nas linhas de
pressão deve haver o mais próximo possível do acumulador, equipamentos de bloqueio
de fácil acesso. Cada acumulador deve ter um bloqueio independente. Aos primeiros
pontos corresponde o bloco de segurança e bloqueio do esquema abaixo. Nele é
mostrado um bloco de segurança e desconexão.
S = conexão do acumulador.
M = conexão do manômetro.
P = conexão da bomba.
T = conexão do tanque.
A = conexão de teste ou controle.
Fig. 82
Um alívio por sinal elétrico também é possível, como é esquematizado à direita, no
circuito acima.
7

CIRCUITOS ELETROHIDRÁULICOS
Os circuitos eletrohidráulicos são esquemas de comando e acionamento que representam
os componentes hidráulicos e elétricos empregados em máquinas e equipamento
industriais, bem como a interação entre esses elementos para se conseguir o
funcionamento desejado e os movimentos exigidos do sistema mecânico. Enquanto o
circuito hidráulico representa o acionamento das partes mecânicas, o circuito elétrico
representa a sequência de comando dos componentes hidráulicos para que as partes
móveis da máquina ou equipamento apresentem os movimentos finais desejados.
COMPONENTES DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS
Os componentes elétricos utilizados nos circuitos são distribuídos em três categorias:
 Os elementos de entrada de sinais elétricos
 Os elementos de processamento de sinais
 E os elementos de saída de sinais elétricos
ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS
Os elementos de entrada de sinais elétricos são aqueles que emitem informações aos
circuitos. Entre os elementos de entrada de sinais podemos citar:
 Botoeiras;
 Interruptores;
 Chave fim de curso;
 Sensores de proximidade;
 Pressostato.
Botoeiras
As botoeiras são chaves elétricas acionadas manualmente que apresentam, geralmente,
um contato aberto e outro fechado. De acordo com o tipo de sinal a ser enviado ao
comando elétrico, às botoeiras são caracterizadas como pulsadoras ou com trava.
8

Estando energizados e ao se aproximarem do material a ser detectado, os sensores
emitem um sinal de saída que, devido principalmente à baixa corrente desse sinal, não
podem ser utilizados para energizar diretamente bobinas de solenóides ou outros
componentes elétricos que exigem maior potência.
Os sensores de proximidade capacitivos registram a presença de qualquer tipo de
material. A distância de detecção varia de 0 a 20 mm, dependendo da massa do material
a ser detectado e das características determinadas pelo fabricante. Os sensores de
proximidade indutivos são capazes de detectar apenas materiais metálicos, a uma
distância que oscila de 0 a 2 mm, dependendo também do tamanho do material a ser
detectado e das características especificadas pelos diferentes fabricantes.
Os sensores de proximidade ópticos detectam a aproximação de qualquer tipo de objeto,
desde que este não seja transparente. A distância de detecção varia de 0 a 100 mm,
dependendo da luminosidade do ambiente. Normalmente, os sensores ópticos são
construídos em dois corpos distintos, sendo um emissor de luz e outro receptor.
Quando um objeto se coloca entre os dois, interrompendo a propagação da luz entre eles,
um sinal de saída é então enviado ao circuito elétrico de comando. Outro tipo de sensor
de proximidade óptico, muito usado na automação industrial, é o do tipo reflexivo no qual
emissor e receptor de luz são montados num único corpo, o que reduz espaço e facilita
sua montagem entre as partes móveis dos equipamentos industriais.
A distância de detecção é, entretanto menor, considerando- se que a luz transmitida pelo
emissor deve refletir no material a ser detectado e penetrar no receptor, o qual emitirá o
sinal elétrico de saída.
Pressostato
Os pressostato, também conhecidos como sensores de pressão, são chaves elétricas
acionadas por um piloto hidráulico ou pneumático. Os pressostato são montados em
linhas de pressão hidráulica e/ou pneumática e registram tanto o acréscimo como a queda
de pressão nessas linhas, invertendo seus contatos toda vez em que a pressão do óleo
ou do ar comprimido ultrapassar o valor ajustado na mola de reposição.
9

ELEMENTOS DE PROCESSAMENTO DE SINAIS
Os componentes de processamento de sinais elétricos são aqueles que analisam as
informações emitidas ao circuito pelos elementos de entrada, combinando-as entre si para
que o comando elétrico apresente o comportamento final desejado, diante dessas
informações. Entre os elementos de processamento de sinais podemos citar:
 Relés auxiliares;
 Contatores de potencia;
 Relés temporizadores;
 Contatores.
Relés Auxiliares
Os relés auxiliares são chaves elétricas de quatro ou mais contatos, acionadas por
bobinas eletromagnéticas. Há no mercado uma grande diversidade de tipos de relés
auxiliares que, basicamente, embora construtivamente sejam diferentes, apresentam as
mesmas características de funcionamento.
Este relé auxiliar, particularmente, possui 2 contatos abertos e 2 fechados acionados por
uma bobina eletromagnética de 24 Vcc.
Quando a bobina é energizada, imediatamente os contatos abertos fecham, permitindo a
passagem da corrente elétrica entre eles, enquanto que os contatos fechados abrem,
interrompendo a corrente. Quando a bobina é desligada, uma mola recoloca
imediatamente os contatos nas suas posições iniciais.
Além de relés auxiliares de 2 contatos abertos (NA) e 2 contatos fechados (NF), existem
outros que apresentam o mesmo funcionamento anterior mas com 3 contatos NA e 1 NF.
Contatores de Potência
Os Contatores de potência apresentam as mesmas características construtivas e de
funcionamento dos relés auxiliares, sendo dimensionados para suportar correntes
elétricas mais elevadas, empregadas na energização de dispositivos elétricos que exigem
maiores potências de trabalho.
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Relés Temporizadores
Os relés temporizadores, também conhecidos como relés de tempo, geralmente possuem
um contato comutador acionado por uma bobina eletromagnética com retardo na
energização ou na desenergização.
ELEMENTOS DE SAÍDA DE SINAIS
Os componentes de saída de sinais elétricos são aqueles que recebem as ordens
processadas e enviadas pelo comando elétrico e, a partir delas, realizam o trabalho final
esperado do circuito. Entre os muitos elementos de saída de sinais disponíveis no
mercado, os que nos interessa mais diretamente são:
 Válvulas solenóides;
 Válvulas eletromagnéticas;
 Indicadores luminosos;
 Indicadores sonoros.
Solenóides
Os solenóides são bobinas eletromagnéticas que, quando energizadas, geram um campo
magnético capaz de atrair elementos com características ferrosas, comportando-se como
um imã permanente. Numa eletroválvula, hidráulica ou pneumática, a bobina do solenóide
é enrolada em torno de um magneto fixo, preso à carcaça da válvula, enquanto que o
magneto móvel é fixado diretamente na extremidade do carretel da válvula. Quando uma
corrente elétrica percorre a bobina, um campo magnético é gerado e atraem os magnetos,
o que empurra o carretel da válvula na direção oposta à do solenóide que foi energizado.
Dessa forma, é possível mudar a posição do carretel no interior da válvula, por meio de
um pulso elétrico.
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