CENTRO FEDERAL DE EDUCAO TECNOLGICA DO CEAR REA DE INDSTRIALABORATRIO DE HIDRAULICA E PNEUMTICA DISCIPLINA: HIDRULICA E PNEUMTICA APOSTILA DE HIDRAULICA E PNEUMTICA Prof. Doroteu Afonso C. Pequeno 2008 Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 1 Esta apostila objetiva guiar os alunos da disciplina Acionamentos Hidrulicos ePneumticosdocursodeMecatrnicadoCentroFederaldeEducao TecnolgicadoCearCEFET,semcontudodispensarabibliografia recomendada. Fortaleza, dezembro de 2008 Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 2 NDICE CAPTULO 1 - INTRODUO3 CAPTULO 2 - EQUIPAMENTOS BSICOS8 2.1 Compressores: ............................................................................................................................... 8 2.2 Bombas hidrulicas ..................................................................................................................... 11 2.3 Fluidos Hidrulicos. .................................................................................................................... 28 2.4 Equipamentos de tratamento do ar .............................................................................................. 38 2.5 Atuadores: ................................................................................................................................... 43 2.6 Vlvulas: ..................................................................................................................................... 51 2.7 Acumuladores ............................................................................................................................. 70 2.8 Sensores: ..................................................................................................................................... 74 2.9 Simbologia dos componentes eletrohidrulicos e eletropeumticos. .......................................... 75 2.10 Simbologia da linguagemLADDER ....................................................................................... 76 CAPTULO 3 - CIRCUITOS HIDRULICOS E PNEUMTICOS77 3.1 Estrutura dos circuitos ................................................................................................................. 77 3.2 Comandos bsicos ....................................................................................................................... 79 3.3 Estratgias para aproximao rpida / Circuitos regenerativos. ................................................. 89 3.4 Circuitos com Motores ................................................................................................................ 93 3.5 Circuitos em srie........................................................................................................................ 95 3.6 Servosistemas Hidrulicos .......................................................................................................... 98 3.7 Circuitos Combinacionais ......................................................................................................... 103 3.8 Circuitos sequenciais................................................................................................................. 115 CAPTULO 4 - ELETROPNEUMTICA147 4.1 Emprego de rels ....................................................................................................................... 147 4.2 Circuitos combinacionais .......................................................................................................... 149 4.3 Circuitos Seqenciais ................................................................................................................ 150 CAPTULO 5 - ACIONAMENTOS ATRAVS DE CLPS161 5.1 Exemplo de uso do temporizador ............................................................................................. 163 5.2 Comando bimanual de segurana.............................................................................................. 164 5.3 Exemplo de uso do contador incremental ................................................................................. 164 5.4 Programa para comando de um manipulador pneumtico ........................................................ 166 BIBLIOGRAFIA169 Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 3 Captulo 1 -INTRODUO A aplicao de pneumtica ehidrulica em automao tem se dado de forma concreta emfuno dasinmerasvantagens que ambas propiciam, com ganhos considerveis sobre outras tecnologias. So aplicadas em diversos ramos de atividades, sobretudo na indstria, cada uma com um campo de atuaobemdefinido.Vejamosnosquadrosabaixoalgumascaractersticastcnicasecomparaescom outras tcnicas de acionamentos. Tcnicas PneumticaHidrulicaEltrica/eletrnica ForaPequenaGrandePequena TorquePequenoGrandeGrande Movimento linearFcilobteno, alta velocidadeFcilobteno, mdia velocidadeObteno complexa Movimento rotativoAltasrotaes (50.000 rpm) Mdias rotaesMdias rotaes Regulagemforae velocidade RuimBoa ExcelenteAcmuloetransporte de energiaPossvel e fcilPossvel,mas difcilFcilSensibilidadeao ambiente Praticamente insensvel Sensvel SensvelCusto da energiaMdioAlto Baixo Riscos de manuseioBaixo Mdio Alto Sistemas Hidrulicos e Pneumticos Ossistemashidrulicosepneumticossocompostosdeequipamentostaiscomocilindros, motores,vlvulas,chavesdefimdecurso,sensores,rels,sinalizadores,microcontroladores, CLPs,etc.,inter-relacionados,afimdequeosatuadores(cilindrosemotores)executemuma funo prestabelecida, comandados pelos outros equipamentos descritos. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 4 Sistemas PneumticosAsvantagenselimitaesdossistemaspneumticossodecorrentesbasicamenteda compressibilidade e da baixa viscosidade do ar Vantagens: - Matria primaabundantee de baixo custo; - Facilidade no transporte e armazenamento de energia;- No poluente; - Resistente a ambientes hostis; - Segurana; - Boa velocidade dos atuadores; - Auto proteo contra sobrecargas. Limitaes: -Economicamenteinvivelpara presses acimade20 kgf/cm2; -Escape ruidoso; -Pequenas foras; -Requer tratamento inicial do ar; -Controle de velocidade impreciso. Sistemas HidrulicosVantagens: -Grandes presses e foras. -Possibilidade de variaes micromtricas de velocidade. -Autolubrificao. -Permitem uma rpidae suave inverso dos movimentos, devido a baixa inrcia. Desvantagens: -Alto custo. -Baixo rendimento (atritos, transformao de energia, vazamentos internos). -Sensvel s variaes de temperatura (variao da viscosidade, risco de incndio). Classificao dos sistemas hidrulicos de acordo com a presso: 0 a14 bar0 a203,10 psiBaixa presso 14 a35 bar203,10a507,76 psiMdia presso 35 a84 bar507,76a1218,62 psiMdia-alta presso 84 a 210bar 1218,62 a3046,56 psiAlta presso Acima de 210 bar Acimade3046,56 psiExtraalta presso Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 5 Exemplos de aplicaes: - Ferramentas manuais. -Mquinas - ferramentas. -Prensas. -Talhas, guinchos, empilhadeiras, etc. -Mancais aeroestticos e hidrostticos. -Transmisses hidrostticas. -Ferramentas de estampo e corte. -Ferramentas odontolgicas. - Equipamentos de pintura industrial. - Equipamentos de injeo.Possibilidades de aplicao: -Movimentar. -Girar. -Transpor. -Prender. -Empilhar. -Elevar. - Abrir / Fechar. Tcnicas de acionamento: -Pneumtica / hidrulica pura. -Eletropneumtica / eletrohidrulica. -AtravsdeCLP. Tcnica empregadax flexibilidade Tcnica empregadaFlexibilidade PNEUMTICA PURABAIXA. ELETROPNEUMTICAMDIA ATRAVS DE CLPALTA -PNEUMTICA/HIDRULICA PURA: Soempregadosapenascomponentesdecomandomanualouporpressopiloto,oquetornao sistemaextremamentelimitadomas,poroutrolado,oisentadeperturbaesoufalhasdarede eltrica. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 6 Exemplode circuito pneumtico puro: -ELETROPNEUMTICA/ELETROHIDRULICA: Soempregadoscomponentesdecomandomanual,porpressopilotoeeltrico,oquedao sistema uma flexibilidade razovel mas, ainda de custo relativamente alto. Exemplosde circuitos eletropneumticos: 1. Controle de velocidadede uma furadeira pneumtica: ESQUEMA FSICOESQUEMA PNEUMTICO A a4 a1 A PEA a2 a1 a0 y2 Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 7 2.Circuitoseqencial - A+ B+ A - B- ... AB -ATRAVS DE CLP: Soempregadoscomponentesdecomandomanual,porpressopilotoeeltrico,masemmenor nmero,hajavistaquegrandepartedestessosubstitudospeloCLPque,atravsdesoftware executafunesderel,temporizador,contador,chaves,etc.,oquedaosistemaumagrande flexibilidadecom um custo relativamente baixo. Circuito Eltrico Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 8Captulo 2 - EQUIPAMENTOS BSICOS 2.1Compressores: simbologia Classificao: a. Quanto ao princpio de funcionamento: -Compressores de deslocamento positivo Faz a compresso atravs da reduo do volume de ar. O fornecimento (fluxo) de ar intermitente duranteofuncionamentodocompressor,jqueoarprimeiramentecomprimidoesdepois descarregado. Podem ser:- Rotativos: de palhetas, de parafusos, de anel lquido, etc. - Alternativos: de mbolo, de diafragma, etc -Compressores de deslocamento dinmico Nestetipodecompressoroaraceleradoadquirindoassimelevadaenergiacintica. Posteriormentefeitaatransformaodaenergiacinticaemenergiadepresso,atravsda utilizao de um difusor (bocal divergente).Caracterizam-sepormanterumfluxodearconstanteduranteofuncionamento.Poresteprincpio funcionam os chamados turbo compressores, tais como os de fluxo radial e os de fluxo axial.

Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 9b. Quanto ao regime de trabalho: - Fluxo contnuo:compressores de deslocamento dinmico. - Fluxo intermitente: compressores de deslocamento positivo 2.1.1Regulagem de capacidade Funo:manterapressodetrabalhodocompressordentrodeumafaixapr-estabelecida. Tipos: - Partida e parada automticas do motor eltrico.- Fechamento total da admisso. - Fechamento parcial (estrangulamento) da admisso. - Descarga para a atmosfera. - Realimentao do ar comprimido. - Variao do rendimento volumtrico - Variao da rotao do motor de acionamento. - Alvio nas vlvulas de admisso. - Mtodos combinados. Partida e parada automticas do motor eltrico Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 10 FechamentototaldaadmissoFechamentoparcial(estrangulamento)da admisso

Descarga para a atmosfera Realimentao do ar comprimido Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 11 2.2Bombas hidrulicas Classificao, segundo o deslocamento: Bombas de deslocamento constante: Engrenagens; Palhetas; Parafusos; Pistes Axiais; Pistes Radiais; Bombas de deslocamento varivel: Palhetas; Pistes Axiais; Pistes radiais; Classificao, segundo a construo: Bombas de rotores mltiplos: Bomba de engrenagens externas Bomba de engrenagens internas Bomba de lbulos Bomba de parafusos Bombas de rotor nico: Bomba de palhetas Bomba de pistes radiais Bomba de pistes axiais Bomba de cavidade progressiva Simbologia: deslocamento constante e com um sentido de fluxo deslocamento constante e com duplo sentido de fluxo deslocamento varivel e com um sentido de fluxo deslocamento varivel e com duplo sentido de fluxo Tipo de bombaPresso (bar)Vazo max. (L/min)deat Engrenagens40300300 Parafusos50140100 Palhetas40175300 Pistes axiais200350500 Pistes radiais350650100 Centrfuga *5203000 * No empregada em circuitos oleodinmicos, devido baixa presso. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 12 2.2.1Bombas de Deslocamento Positivo Podem ser de vazo constante ou varivel. Asbombasdedeslocamentopositivopodemser:alternativas(pistesaxiais)erotativas (pistesradiais).Nasbombasalternativasolquidorecebeaaodasforasdiretamentedeum pistooumbolo(pistoalongado)oudeumamembranaflexvel(diafragma).Nasbombas rotativas, por sua vez, o lquido recebe a ao de foras provenientes de uma ou mais peas dotadas demovimentoderotaoquecomunicamenergiadepressoprovocandoescoamento.Ostipos maiscomunsdebombasdedeslocamentopositivorotativassoabombadeengrenagens,bomba helicoidal, de palhetas e pisto giratrio. Acaractersticaprincipaldestaclassedebombasqueumapartculalquidaemcontato comorgoquecomunicaaenergiatemaproximadamenteamesmatrajetriaqueadopontodo rgo com o qual esta tem contato. As bombas alternativas, tambm chamadas bomba de mbolo ou bombas recprocas, fazem parte das bombas volumgenas, pois nelas, o lquido,pelas condies provocadas pelo deslocamento dopisto,encheespaosexistentesnocorpodabomba(cmarasoucilindros).Emseguida,o lquidoexpulsopelaaodomovimentodopisto,queexerceforasnadireodoprprio movimento do lquido.No curso da aspirao, o movimento do mbolo (plunger) ou pisto tende a produzir o vcuo nointeriordabomba,provocandooescoamentodolquidoexistentenumreservatriograas pressoareinante(geralmenteaatmosfera)equesuperiorexistentenacmaradabomba. essa diferena de presses que provoca a abertura de um vlvula de aspirao e mantm fechada a de recalque. Nocursodadescarga,omboloexerceforassobreolquido,impelindo-oparaotubode recalque, provocando a abertura da vlvula de recalque e mantendo fechada a de aspirao.V-sequeadescargaintermitenteequeaspressesvariamperiodicamenteemcadaciclo. Essasbombassoauto-escorvantesepodemfuncionarcomobombasdear,fazendovcuoseno houver lquido a aspirar. As bombas de pistes radiais, oscilatrios ou rotativos de descarga varivel constam de um tamborexcntricoourotorcontendoorifcioscilndricosondesocolocadosospistesequegira no interior de uma caixa em torno de um piv distribuidor fixo. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 13 Aogirarorotor,aforacentrfugamantmospistesemcontatocomapartecilndrica interna da carcaa. Quando um pisto se aproxima do centro, descarrega lquido no piv distribuidor central, e quando se afasta, forma o vcuo necessrio para a aspirao. Oscanaisdeaspiraoerecalquenopivdistribuidorsoindependentes,operandoem sincronia com o rotor. Alterando-se a excentricidade do rotor, consegue-se a variao de descarga desejada. 2.2.2BOMBA DE PISTES 2.2.2.1 Princpio de funcionamento Todasasbombasde pistes operam baseadas no princpio de que, se um pisto produz ummovimentoalternadodentrodeumtubo,puxarofluidonumsentidoeoexpelirnosentido contrrio. Osdoistiposbsicossooradialeoaxial,sendoqueambosapresentammodelosde deslocamentosfixosouvarivel.Umabombadetiporadialtemospistesdispostosradialmente numconjunto,aopassoque,nasunidadesdetipoaxial,ospistesestoemparaleloentresibem como ao eixo do conjunto rotativo. Existem duas verses para este ltimo tipo: em linha com placa inclinada e angular. 2.2.3Bomba de pistes radiais Nestetipodebomba,oconjunto gira em um piv estacionrio por dentro de um anelourotor.Conformevaigirando,afora centrfugafazcomqueospistessigamo contornodoanel,queexcntricoemrelao aoblocodecilindros.Quandoospistes comeamomovimentoalternadodentrodeseusfuros,osprticoslocalizadosnopivpermitem que os pistes puxem o fluido do prtico de entrada quando os pistes so forados pelo contorno do anel, em direo ao piv. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 14 Odeslocamentodefluidodependedotamanhoedo nmero de pistes do conjunto, bem como do curso dos mesmos. Existemmodelosemqueodeslocamentodefluidopodevariar, modificando-seoanelparaaumentaroudiminuirocursodos pistes. Existem, ainda, controles externos para esse fim. Figura 1 Bomba de Pistes Radiais 2.2.4Bomba de pistes axiais So classificadas em funo do tipo de acionamento, a saber: Eixo inclinado, Disco (placa) inclinado ou Placa de balano 2.2.5Eixo inclinado Um tambor de cilindro gira de encontro a uma placa entalhadaque conecta os pistes aos portos de entrada e sada. Neste tipo de bomba, o bloco de cilindros unido ao eixo atravs de uma ligao universal. A ao de bombeamento a mesma de uma bomba com a placa alinhada ao eixo. O ngulo de inclinao em relao ao eixo determina a vazo desta bomba, assim como o ngulo da placa guia determina a vazo da bomba com eixo alinhado. Nas bombas de vazo fixa, o ngulo constante. Figura 2 Bomba de Pistes Axiais com eixo inclinado Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 15 2.2.6Disco inclinado

Nestemodelodebomba,oeixoeoblocodecilindrosestoalinhados.Omovimento alternadodospistescausadoporumaplacaguiainclinada.Oeixomovimentaoblocode cilindros,quecarregaospistesemtornodoeixo.Assapatasdopistodeslizamdeencontro placaesofixadasaelaporumaplacadasapata.Ainclinaodaplacafazcomqueoscilindros alternem em seus furos. No ponto onde um pisto comea a retrair, ocorre um aumento de volume e conseqentementeacriaodeumvcuo,succionandoolquidoquepassaatravsdeumrasgo feito no disco estacionrio com um comprimento quase igual metade de um arco. Existe uma rea slida no disco estacionrio entre o entalhe de entrada e de sada, pois no momento em que o pisto semovesobreesselocal,eleestinteiramenteretrado.Quandoopistocomeaaestender,o tambor de cilindro se move sobre o rasgo de sada do disco estacionrio, e o leo forado para a descarga.Deslocamento.Odeslocamentodabombadependedofuroedocursodopistoedonmerode pistes. O ngulo da placa determina o curso, que pode variar mudando o ngulo de inclinao. Na unidadedengulofixo,umaplacaguiaestacionrianacarcaa.Emumaunidadevarivel, montadaemumgarfo,demodoquepossagirarsobrepinos.Oscontrolesdiferentespodemser unidos aos pinos para variar o fluxo da bomba de zero ao mximo. Com determinados controles, o sentidodofluxopodeserinvertidobalanandoumgarfoapsocentro.Naposiocentral,uma placaguiaperpendicularaocilindro,enohnenhummovimentodopisto,conseqentemente nenhum leo bombeado. Figura 3 - Bomba de Pistes Axiais com disco inclinado Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 16 2.2.7Placa de Balano Esta uma variedade da bomba de pisto com placa inclinada. Neste projeto, um tambor de cilindro no gira; uma placa balana enquanto gira e ao balanar, empurra os pistes dentro e fora das cmaras em um tambor de cilindros estacionrio. Figura 4 - Bomba de Pistes Axiais com placa de balano 2.2.8BOMBAS ROTATIVAS Na classificao geral das bombas, as bombas rotativas foram includas entre aschamadas de deslocamento positivo ou volumgenas . Em contraposio s bombas rotodinmicas (turbobombas), alguns autores as designam pelo nome de bombas rotoestticas, ou de movimento rotatrio. Seu funcionamento bsico o de qualquer bomba de deslocamento positivo exposto em bombas de destacamento positivo. Existe uma grande variedade de bombas rotativas que encontram aplicao no apenas no bombeamento convencional, mas principalmente nos sistemas de lubrificao, nos comandos, controles e transmisses hidrulicas e nos sistemas automticos com vlvulas de seqncia. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 17 Teoricamente so mquinas hidraulicamente reversveis recebendo o liquido de outra fonte, podem comunicar movimento de rotao ao eixo, da poderem funcionar nos circuitos que acabamos de mencionar. Recebem ento o nome de motores hidrulicos. So empregadas para lquidos de viscosidade at mesmo superior a 50.000 SSU. Os leos de elevada viscosidade, em geral, so aquecidos para serem bombeados com menores perdas de escoamento nos encanamentos e, portanto, com menor consumo de energia. As bombas rotativas so, via de regra, auto-aspirantes e adequadas a servios com altura esttica de aspirao relativamente elevada. 2.2.9Bombas de um s rotor 2.2.9.1 Bombas de paletas deslizantes ( sliding-vane pumps). Asde palhetas deslizantes so muito usadas para alimentao de caldeiras. So auto-aspirantes e podem ser empregadas tambm como bombas de vcuo. Nos comandos hidrulicos, bombeiam leo at presses da ordem de 175Kgf/cm2 mas em geral a presso obtida com as bombas de palhetas varia de 7 a 20 Kgf/cm2. Giram com rotaesentre 20 e 500 rpm, e as vazes podem variar de 3 a 20m3 /hhavendo bombas com razesat maiores. As palhetas deslocam-se no interior de ranhuras de um cilindro giratrio e so trocadas com facilidades, quando gastas. As bombas de palhetas podem ser de duas modalidades: De descargas constantes (Fig. 1). So de uso geral e as mais comuns. Dedescargavarivel.Usadasemcircuitosoleodinmicos.AsbombasRACINEde vazovarivelfornecem,automaticamente,apenasquantidadesdeleonecessriaesuficiente para operar o circuito ao qual esto inseridos. Utilizam para isso um compensador de presso capaz de controlar a presso mxima do sistema. O volume da bomba modificado automaticamente para supriravazoexatarequeridapelosistema.Duranteavariaodovolumedabomba,apresso permanece virtualmente constante, com o valor para o qual o compensador foi regulado.Dispensam-se assim vlvulas de alvio, de descarga e by-pass, comumente usados para controlar osexcessos de leo. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 18 Figura 5 - Palhetas deslizantes no rotor 2.2.9.2 Bombas de palheta no estator (external vane pump) Possuemumcilindrogiratrioelpticoquedeslocaumapalhetaqueguiadaporumaranhurana carcaadabomba.Opesoprpriodapalheta,auxiliadopelaaodeumamola,fazcomquea palhetamantenhasemprecontatocomasuperfciedorotorelptico,proporcionandocomo escoamento, conforme indica a Figura 6. Figura 6 - Palhetas deslizantes no estator 2.2.9.3 Bombas de palhetas flexveis (flexible vane pumps) Orotorpossuipsdeborrachadegrandeflexibilidade,que,duranteo movimento de rotao, se curvam, permitindo que entre cada duas delas seja conduzido um volume de lquido da boca de aspirao at a de recalque. Devem girar com baixa rotao, e a presso que alcanam reduzida (Figura 7) . Na parte superior interna da carcaa existe um crescente para evitar o retorno do lquido ao lado da aspirao. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 19 Figura 7 -Palhetas Flexveis 2.2.9.4 Bombasde guia flexvel (squeeze bumps ou flexible liner pumps) Um excntrico desloca uma peatubular (camisa) tendo em cima uma palheta guiada por uma ranhura fixa. A Figura 8 mostra o sentido de escoamento do lquido quando o eixo girano sentido ante-horrio. Figura 8 - Guia flexvel 2.2.9.5 Bomba peristltica A bomba peristltica tambm conhecida como bomba de tubo flexvel (flexible tube pump).Nointeriordeumacaixacircular,umarodaexcntrica,dotadaemcertoscasosdedois roletesdiametralmenteopostosoudetrsroletes,comprimeumtubo de borracha muito flexvel e resistente.Apassagemdosroloscomprimindootubodeterminaumescoamentopulsativodo lquido contido no tubo, razo do nome peristltica pelo qual mais conhecida. Percebe-sequeolquidopassaaolongodotubosem contatocom qualquer parte dabomba. Porisso,abombapodeser usada para lquidos altamente corrosivos, como oscidos Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 20 acticos,clordricos,fosfrico,crmico,sulfrico,ntrico,fluordrico,etc.Usa-senocasode banhoseletrolticosdefosfataoeparalixvias,lquidosabrasivos,viscosos,produtos alimentcios, solues radioativas e lquidas venenosos .Bombasperistlticasespeciaistemsidoempregadasnacirculaoextracorpreadosangueduranteintervenescirrgicasdocorao,funcionandocomocoraoartificial.Abomba nesse sistema da ordem de 1/6 CV e gira com 150rpm, variando a velocidade de modo apoder atender as necessidades ditadas pelo momento conforme as reaes do paciente. Figura 9 - Bomba de tubo flexvel ou de rolete 2.2.9.6 Bomba de parafuso (single screw pump) Abombadeparafusonicooubombahelicoidaldecmaraprogressiva, concebidapelofrancsMoireau,constadeumrotorqueumparafusohelicoidalquegirano interior de um estator elstico tambm com forma de parafuso, mas com perfil de hlice dupla. Esse tipo de bomba apresentado na Figura 10. AbombadeparafusoinventadaporArquimedes(287a212a.C.)uma bomba de um nico helicide executado em chapa e colocado em uma calha aberta inclinada. Figura 10 - Parafuso 2.2.10Bombas de mais de um rotor Faremos referncia aos tipos mais importantes. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 21 2.2.10.1 Bombas de engrenagens externas Destinam-se ao bombeamento de substncias lquidas e viscosas lubrificantes ou no, mas que no contenham particulados ou corpos slidos granulados. Consideremosasfiguras12e13.Quandoasrodasgiram,olquidoabombear penetranoespaoentrecadadoisdentesqueseencontramdoladodeaspiraoeaprisionadoe conduzidoatabocaderecalquedabomba.Acomunicaonazonacentralentreorecalqueea aspirao se encontra fechada pelo contato entre os dentes que se acham engrenando.

Figura 11 - Bomba de engrenagens externas (esquema simplificado) Figura 12 - - Bomba de engrenagens externas Uma pequena quantidade de lquido retido entre a ponta de um dente e o intervalo entredoisoutros,deslocadadesdeoladodorecalqueparaoladodaaspirao.Umaoutra quantidadeescoanafolgaexistenteentreacaixaeassuperfcieslateraisdosdentes.Finalmente, Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 22 umacertaquantidadedelquidoescoaemvirtudedeeventuaiserrosnoclculodopassoouno traado do perfil dos dentes. Como conseqncia, a descarga, as alturas de aspirao e de recalque dependemconsideravelmentedascondiesdeengreno,dasfolgasprevistasedapressoda usinagem. Embombasdepequenoportepara leo, a transmisso do movimento de um eixo ao outro se faz pelo engreno das rodas dentadas da prpria bomba, o que sacrifica sua durabilidade, embora as propriedades do leo atenuem muito o desgaste. Em geral, porm, as rodas so chaveadas aoseixos, e estes recebem outras rodas dentadas cujo engreno faz as rodas da bomba girarem sem queseusdentestenhamcontatodireto.Arodadentadaquetransmitepotnciaeaquerecebeso colocadas numa caixa onde se processa adequada lubrificao. Osdentespodemserretosouhelicoidais.Quandosohelicoidais,ocorreum esforo longitudinal na ao de engrenamento, paralelamente ao eixo. Pode-se anular esse esforo, que se transmite a mancais de escora, adotando-se rodas dentadas helicoidais duplas ( Figura 14 ). Figura 13 - Bomba de engrenagens externas (dentes retos).Figura 14 - Bomba de engrenagens de dentes helicoidais duplos Paraobombeamentodelquidosquesesolidificamquandonoaquecidos,os fabricantes produzem modelos em que a carcaada bomba encamisada para poder ser aquecido o lquido com gua quente ou, mais comumente, com vapor. Servem para o bombeamento de leos minerais e vegetais, graxas, melaos, parafinas, sabes, termoplsticos etc.Fabricam-se bombas de engrenagens para presses de 200 Kgf/cm2 e at maiores. Valeressaltarqueasrodasdentadashelicoidaisduplas(espinhadepeixeherring bone) eliminam o empuxo axial que ocorre nas helicoidais simples (spurgear). Avazodeumabombadeengrenagensspodeseraumentadapeloaumentodas dimensesdosdentesdasengrenagensoudonmeroderotaes.Emgeral,osdentesdas engrenagens das bombas desse tipo so em nmero de 6 a 10.A presso gerada sada da bomba Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 23 nocostumasersuperiora25Kgf/cm2,havendocontudobombasdeengrenagensdedentesretos que alcanam 210 kgf/cm2. Figura 15 - Bomba de engrenagens externas (dentes retos).Figura 16 - Bomba de engrenagens de dentes helicoidais duplos 2.2.10.2 Bomba de engrenagem interna com crescente Possuiumarodadentadaexteriorpresaaumeixoeumarodadentadalivreinterna acionada pela externa. A cada rotao do eixo da bomba, uma determinada quantidade de lquido conduzida ao interior da bomba, enchendo os espaos entre os dentes da roda motora e da roda livre quandopassampelaaberturadeaspirao.Olquidoexpelidodosespaosentreosdentesem direo sada da bomba pelo engrenamento dos dentes numa posio intermediria entre a entrada easada.AFigura17mostraessetipodebomba,aplicvelaobombeamentodegua,leo mineraisevegetais,cidos,lcool,tintas,benzeno,chocolate,asfalto,teretc.Sofabricadaspara presses at 280 kgf/cm2 e vazes de 0,07 l/s at 4 l/s Figura 17 - Bombas de engrenagens internas com crescente Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 24 2.2.10.3 Bomba de engrenagens internas Tipo Gerotor Abombatipogerotorumabombadeengrenageminternacomumaengrenagem motora interna e uma engrenagem movida externa. A engrenagem interna tem um dente a menos do que a engrenagem externa. Enquanto a engrenagem interna movida por um elemento acionado, ela movimenta a engrenagem externa maior. De um lado do mecanismo de bombeamento forma-se um volumecrescente,enquantoosdentesdaengrenagemdesengrenam.Dooutroladodabomba formado um volume decrescente. Uma bomba tipo gerotor tem um projeto no compensado. Ofluidoqueentranomecanismode bombeamentoseparadodofluidodedescarga pormeiodeumaplacadeabertura.Enquantoo fluidoimpelidodaentradaparaasada,uma vedaopositivamantida,conformeosdentes daengrenageminternaseguemocontornodo topo das cristas e vales da engrenagem externa. Figura 18 - Bombas de engrenagens internas tipo Gerotor. 2.2.10.4 Bombas de lbulos As bombas de lbulos tm dois rotores, cada qual com dois ou trs e at quatro lbulos, conforme o tipo. O rendimento volumtrico das bombas de trs lbulos superior ao das de dois, e por isso as primeiras so mais usadas. Figura 19 - Bomba de lbulos duplos Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 25 Os compressores de ar tipo ROOTS possuemrotoresdedois lbulos semelhantes aos dabombareferida.Asbombasdelbulossousadasnobombeamentodeprodutosqumicos, lquidoslubrificantesouno-lubrificantesdetodasasviscosidades..Sofabricadasparapresses at 10kgf/cm2, vazes at 360.000 l/h, e temperatura de lquidos de at 200o C. Existeumabombadelbulos,naqualumrotordetrslbulosseachano interior de um rotor de quatro lbulos. Figura 20 - Bombas de lbulos duplos e triplos 2.2.10.5 Bombas de parafusos As bombas de parafusos ou de helicides (screw pumps) constam de dois ou trs parafusoshelicoidais,conformeotipo,eequivalemteoricamenteaumabombadepistocom cursoinfinito.AFigura21mostraumabombadetrsparafusos(threescrewpump),comum parafuso condutor e dois conduzidos. Asbombasdeparafusosconduzemlquidosegasessem impurezasmecnicaseconseguemalcanarpressesdeat200kgf/cm2.Giramcomelevada rotao(at10.000rpm)etmcapacidadedebombearde3at300m3/h.Osdentesno transmitemmovimentoparanosedesgastarem.Omovimentoserealizacomengrenagens localizadas em caixa com leo ou graxa para lubrificao. So silenciosas e sem pulsao. Figura 21 - Bomba de trs parafusos Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 26 2.2.10.6 Bombas de fuso Uma dasmodalidades de bombas de parafuso de grande nmero de aplicaes, principalmente em indstrias, a bomba de parafuso. O formato e o traado dos dentes helicoidais retangulares (square therad rotors) caracterizam as bombas de fuso, emboraoutras bombas de parafusos com dentes de outros perfis sejam designadas por esse nome. Graasaoperfilespecialdashelicides,formam-secmarasidealmente vedadas, cujasunidades de volume so movimentadas num fluxo contnuo atravs darotao dois fusos, em direo axial, do lado da aspirao para olado do recalque, semesmagamento, triturao ou turbulncia. A Figura 22 mostra uma bomba de dois fusos, para presses at 20 atm. Figura 22 - Bomba de parafuso com dois fusos Existembombas comtrs fusos. Nelas, o fuso rotor central um helicide depasso duplo e os rotores helicoidais laterais so conduzidos pelo fuso central, ocorrendo rolamento sem escorregamento das superfcies dos helicides em contato. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 27 CLCULO DE POTNCIA (N) DE BOMBAS HIDRAULICAS N = F.V = P . A. V= P.Q ) s / m ( Q ). pa ( P N3w =

n . 60 . 10 . 10min) / l ( Q . 10 ). bar ( PN3 35kw == n . 600min) / l ( Q ). bar ( P

n . 600min) / l ( Q ). 980665 , 0 ).( cm / kgf ( PN2kw = = n . 8 , 611min) / l ( Q ). cm / kgf ( P2 n . 8 , 611 x 7355 , 0min) / l ( Q ). cm / kgf ( PN2cv ==n . 450min) / l ( Q ). cm / kgf ( P2 n . 450 x 980665 , 0min) / l ( Q ). bar ( PNcv == n . 3 , 441min) / l ( Q ). bar ( P n . 3 , 441 x 1,01387min) / l ( Q ). bar ( PNhp == n . 4 , 447min) / l ( Q ). bar ( P

n . 4 , 447min) / l ( Q . 980655 , 0 ). cm / kgf ( PN2hp ==xn 2 , 456min) / l ( Q ). cm / kgf ( P2 n . 2 , 456 x 223 , 14min) / l ( Q ). psi ( PNhp ==xn 5 , 6488min) / l ( Q ). psi ( P Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 28 2.3Fluidos Hidrulicos. So produtos destilados de petrleo, sintticos ou a base de gua. 2.3.1Funes do leo hidrulico: Transmisso de presso. Lubrificao dos rgos mveis. Arrefecimento do calor gerado na transformao de energia. Amortecimento de oscilaes. Proteo contra corroso. Remoo de impurezas. 2.3.2Propriedades e caractersticas dos fluidos hidrulicos: Viscosidade: de 15 a 100 mm2/s.(cSt) Densidade: em torno de 0,9kg/dm3 Condutividade trmica: boa Calor especfico: elevado Ponto de inflamao: 180oa 200o C Ponto de combusto: aprox. 40o maior que o anterior Ponto de solidificao: -10oa -15oC Compressibilidade: reduo de aprox. 0.7% do volume para 100 bar Resistncia ao envelhecimento (oxidao , polimerizao, formao de espumas,etc). 2.3.3Viscosidade A viscosidade de um fluido qualquer a medida da resistncia que ele oferece ao escoamento. Nos leoselavariainversamenteproporcionaltemperatura.Sealta,aviscosidadepodedificultaro escoamentoemvlvulas,dutosemangueiras,bemcomoproduziraesderetardonos acionamentos e grandes perdas de presso. Se baixa, pode gerar perdas por fugas e reduzir o poder lubrificante.Aviscosidadeaumentaquandoapressosobe.Ataproximadamente200baro aumentomoderado.Acimadessevalor,aviscosidadeaumentaconsideravelmente.Acercade 350 a 400 bar a viscosidade j aumenta em aproximadamente em 100%. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 29 ndicedeViscosidade(IV):Determinaograudeindependnciadaviscosidadeemfunoda temperatura, ou seja, quanto maior o IV mais estvel o leo em relao temperatura.Assim, um leocomaltoIVtemumapequenavariaodeviscosidadeemrelaotemperatura.Amaior parte dos sistemas hidrulicos industriais requer um fluido com um ndice de viscosidade de 90 ou mais. O IV indica, tambm, a natureza (tipo) do leo bsico empregado. Os leos parafnicos tem, usualmente, um IV prximo ou acima de 100; os leos semi-naftnicos tem IV por volta de 30 e os produtos naftnicos (que normalmente contm um elevado teor de aromticos) tem IV prximo de 0.Medidas de Viscosidade: mm2 / sCentstokes (cSt) a 40 C Segundos Saybolt Universal (SSU) Grau Engler (E) 2.3.4Densidade Dependedatemperaturaepresso.Seaumentarmosatemperaturaaumentaremosovolumee diminuiremosadensidade.Seaumentarmosapresso,diminuiremosovolumeeaumentaremosa densidade. 2.3.5Condutividade trmica determinada para a troca de calor entre o leo e tanque, resfriador e aparelhos de medio. A troca decalorrelativamentelenta.Astemperaturasdeoperaonodevemultrapassaros60C,as presses devem ser baixas e os tanques grandes (aprox. 3 at 5 vezes a capacidade da bomba). Para elevadas temperaturas de operao usa-se resfriador do leo. 2.3.6Calor especfico Quantomaiselevado,maiscalorpodeseradmitido.QuantidadedecalorQ,necessriaparaelevar em 10C, a temperatura de 1 Kg de material. O calor especfico do leo de aproximadamente 0.45 at 0.5 Kcal/Kg. 2.3.7Ponto de inflamao Quandoo leo est com temperatura elevada e na presena de centelha ele inflama. Para leos que trabalhamemelevadastemperaturasprecisamdeaditivossooschamadosFludosresistentesao fogo.Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 30 2.3.8Ponto de combustoTemperatura na qual o leo queima espontaneamente 2.3.9Ponto de solidificao Temperatura na qual, sob a influncia da gravidade, o leo deixa de fluir.2.3.10CompressibilidadeDependeprincipalmentedapressoeemmenorescaladatemperatura.Asconseqnciasda compressibilidadeaumentampeloalargamentoelsticodetubulaesemangueiras. Conseqentemente, podem surgir provveis retardamentos nas comutaes, avanos irregulares em mquinas operatrizes e o efeito STICK-SLIP (Deslizamento aos trancos). OefeitoSTICK-SLIPocorredevidoao acionamento rpido de vlvulas de controle direcional, pis humaenergialiberadaondepodemocorrerasbatidasdedescompressoquesoammetlicase duras,poisospicosdepressochegamateratumavelocidadede1000m/s.Paradiminuireste efeitodeve-seprolongarotempodeacionamentoatravsdevlvulasreguladoresdefluxo unidirecional (at 0.5 segundos) ou utilizando vlvulas proporcionais(tempo de acionamento de at 5segundosdisponvel).Paraprocessosdecontra-presso,utilizam-sevlvulasdefrenagem (vlvulas de presso). Ar dissolvido: os leos hidrulicos contm, em condies atmosfricas normais, aproximadamente 9% do volume de ar em forma molecularmente dissolvida, estando no estado de saturao. Em geral aquantidadedeardissolvidonoleodependede:presso,temperatura,tipodeleo,etc.Oar dissolvido no influencia nas qualidades do leo hidrulico. No caso de uma queda de presso (no alcanando o limite de saturao), o leo libera ar dissolvido aparecendoentoasbolhasdear,elaspodempenetrarnosistemahidrulicoatravsdepontosde baixapresso(linhadesucodebomba,nasvlvulasdeestrangulamentos,etc.)que simultaneamente com vazamentos permite a entrada de ar externo. Importante: Aexaustodeumsistemahidrulico(retiradadebolhasdear),deveseraumapressotobaixa quantopossveletemperaturadeservio(aproximadamente50C).Nestecasoasconexesdos cilindrosdevemestaremcima.Aexaustofacilitadapelosrespectivosparafusosouvlvulas automticas. A compressibilidade do leo (com ar dissolvido) depende muito da presso e pouco da temperatura. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 31 Oleocomprimidosobpresso(cada100bardeaumentodepressosignificaumareduode 0.7% do volume), estende-se novamente depois ao alvio. 2.3.11Resistncia ao envelhecimento 2.3.11.1OxidaoOarcombina-secomhidrocarbonetosnosaturados(comfreqncia)doleoacarretandouma reaoentreoleoeoxigniodoar.Resultaembaixacapacidadedelubrificao na formao de cidoenageraodepartculasdecarbonoeaumentodaviscosidadedofluido.Aoxidao favorecida por: Alta temperatura do leo; Quantidade de oxignio absorvida do ar; Impurezas: partculas de material ou desgaste, ferrugem, tinta, catalisadores metlicos, tais como cobre, ferro ou chumbo. 2.3.11.2 PolimerizaoCombinaesqumicasdemolculasparaaformaodemolculasgrandes,formaode sedimentosresinososepartculaspegajosas.Oenvelhecimentodoleopodeserevitadose no se produz mistura com ar e se as temperaturas no forem excessivas. A vida til do leo hidrulico, em funcionamentonormal,podeatingirat2500horas.Oleotambmenvelhecequandoo equipamento est fora de servio. 2.3.11.3Formao de espuma favorecida pela tenso superficial do leo, viscosidade elevada ou sujeira em forma de partculas slidas (desprendimento de metal de desgaste). A causa de formao de espuma sempre a admisso de ar em conseqncia de : Turbulncia no tanque de leo. Tanque muito pequeno,contedo reduzido A bomba espira ar. Falha de vedao na tubulao de suco ou na bomba. A tubulao de retorno termina acima do nvel de leo. O ar arrastado. Nofoiexecutadoasangrianomomentodacolocaoemfuncionamento.Asalmofadasdear soltam-se sob presso; ao produzir-se alvio, forma-se espuma. Conseqncias da formao de espuma: Altera-se a capacidade de carga da pelcula de lubrificao. Diminui a resistncia contra o envelhecimento, devido a maior oxidao. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 32 Aumenta a compressibilidade Provveis sinais de cavitao na bomba. Aquasetodososleoshidrulicossoacrescentadosaditivosparamelhorarocomportamentoda espuma(distenso do leo); via de regra so leos de silicone numa concentrao inferior a 0.001% Os aditivos antiespumantes no permitem que bolhas de ar sejam recolhidas pelo leo, o que resulta numa falha do sistema de lubrificao Estes inibidores operam combinando as pequenas bolhas de ar em bolhas grandes que se desprendem da superfcie do fluido ou estouram. 2.3.12Reservatrios Hidrulicos Osreservatrioshidrulicosconsistemdequatroparedes(geralmentedeao);uma base abaulada; umtopoplanocomumaplacadeapoio, quatro ps; linhas de suco, retorno e drenos; plugue do dreno;indicadordenveldoleo;tampapararespiradouroeenchimento;tampaparalimpezae placa defletora (Chicana). A funo de um reservatrio conter ou armazenar o fluido hidrulico de um sistema. 2.3.13Funcionamento Quandoofluidoretornaaoreservatrio,aplacadefletoraimpedequeestefluidov diretamentelinhadesuco.Istocriaumazonaderepousoondeasimpurezasmaiores sedimentam.Oarsuperfciedofluidoedcondiesparaqueocalor,nofluido,seja dissipado para as paredes do reservatrio. Todas as linhas de retorno devem estar localizadas abaixo do nvel do fluido e no ladodo defletor oposto linha de suco. 2.3.14Classificao segundo as normas: 2.3.14.1 Classificao ISO:AnalogamenteaSAE,aISO(InternationalStandardsOrganization)fezumaclassificao levando apenas em conta a viscosidade do leo lubrificante, desconsiderando o seu uso. O grau ISO indicaqueolubrificanteindicaqueaviscosidadedoleopodevariarat10%acimaouabaixo daquelevalor.ComoexemplooleoISOVG68,asuaviscosidadepodevariarde61,2a74,8 centistokes. 2.3.14.2 Classificao DIN: AnormaDINbaseia-senaqualidadedoleomineral,demaneiraqueasduassecompletam,ela classifica os leos lubrificantes como a seguir:Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 33 C- leo lubrificante para circulaoCL - Idem, com maior poder anticorrosivosH-L- leos hidrulicas sem aditivos antidesgasteH-LP - Idem, com aditivos antidesgaste ISOASTM Classede Viscosidade Faixa de Viscosidade Cinemtica a 40 (mm2/s) Viscosidade SSU Segundos Saybolt Universal VG 109,0a11,060 VG 2219,8a24,2100 VG 3228,8a35,2150 VG 4641,4a50,6200 VG 6861,2a74,8300 VG 10090,0a110,0500 O leo hidrulico contm, em condies normais de presso, aproximadamente 9% do volume de ar dissolvido (saturado). Letras de identificao: H- leo mineral resistente ao envelhecimento, sem aditivos. L- aditivos contra corroso ou envelhecimento. P- aditivos para aumentar a capacidade de carga (presso) D- aditivos de detergentes ou dispersveis. 2.3.15Fluidos Resistentes ao Fogo Oliquidosobpressoutilizadocommaiorfreqncianoleohidrulicaoleomineral.O problemanautilizaodesteleoasuainflamabilidade.Portanto,noscasosderiscoelevadode incndio,utiliza-seosfludosresistentesaofogo,quenarealidadesolquidosdepouca inflamabilidade , ou seja, apenas evitam a propagao do fogo. Osfludosresistentesaofogosoempregadosnoscasosemqueolquido pode entrar em contato commetaismuitoquentesouincandescentes,oucomfogo,quandoocorremvazamentosou Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 34 rupturasdetubos. Como exemplo temos os casos da mquina de fundio sob presso, prensas de forjar,equipamentosderegulagemparaturbinasdeusinaseltricas,instalaessiderrgicasede laminao.Ascaractersticasdosfludosresistentesaofogosediferememmuitoaosleos hidrulicosbasedeleosminerais.Devidoaisto,devemosreduzirascaractersticasde funcionamento (velocidade , presses) e o limite de durao. Na utilizao de fludos resistentes ao fogo deve-se observar a compatibilidade com os vrios tipos deequipamentosutilizados.Naprtica,oselementosmaiscrticosna utilizao destes fludos so as bombas. Uma caracterstica inconveniente do fluido proveniente do petrleo que ele inflamvel. No seguro us-lo perto de superfcies quentes ou chama. Por esta razo, foram desenvolvidos vrios tipos de fluidos resistentes ao fogo. Classificao: HFA, HFB, HFC, HFD HFA: emulso em gua, com no mximo 20% de leo. HFB: emulso em gua, com no mximo 60% de leo. HFC: soluo de gua e poliglicol. HFD: lquidos sintticos sem gua- ster de fosfato.- Hidrocarbonetos clorados. 2.3.15.1 Emulso de leo em gua Aemulsodeleoemguaresultaemumfluidoresistenteaofogoqueconsistedeuma mistura de leo numa quantidade de gua. A mistura pode variar em torno de 1% de leo e 99% de guaa40%deleoe60%degua.Aguasempreoelementodominante.Viscosidademuito baixa,portanto,grandesperdasporfugas.Preobemvantajoso.Utilizadaprincipalmentena minerao subterrnea. 2.3.15.2 Emulso de gua em leoAemulsodeguaemleoumfluidoresistenteaofogo,quetambmconhecidocomo emulso invertida. A mistura geralmente de 40% de gua e 60% de leo. O leo dominante. Este tipodefluidotemcaractersticasdelubrificaomelhoresdoqueasemulsesdeleoem gua.Aditivoscorrosivos.Poderlubrificanteeviscosidadessemelhantesaosleosmineraispuros. No muito utilizado, pois nem sempre est garantida a sua inflamabilidade. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 35 2.3.15.3 Fluido de gua Glicol O fluido de gua glicol resistente ao fogo uma soluo de glicol (anticongelante) e gua. A mistura geralmente de 60% de glicol e 40% de gua. O teor de gua e os aditivos anticorrosivos devemsersemprecontrolados.AproteocontradesgastemelhorqueosfludosHFAeHFB. Podeserutilizadocomamaioriadasgaxetaspadro.Utilizadonamineraoouemmquinasde fundio sob presso. 2.3.15.4 Sinttico Osfluidossintticos,resistentesaofogo,consistemgeralmentedesteresdefosfato, hidrocarbonetos clorados, ou uma mistura dos dois com fraes de petrleo. Este o tipo mais caro de fluido resistente ao fogo. Os componentes que operam com fluidos sintticos resistentes ao fogo necessitamdeguarniesdematerialespecial.Possuemaltaresistnciaaoenvelhecimentoeboa proteoaodesgaste.Podeserutilizadoemlargasfaixasdetemperaturadeservio.M compatibilidade com gaxetas convencionais e pinturas a tinta. So necessrias gaxetas de viton. Apresenta problemas em relao ao meio ambiente, pois os hidrocarbonetos so muito venenosos. 2.3.16Filtrao Para uma melhor compreenso da importncia da filtrao recomendamos ler as normas ISO 4406 e National Aerospace Standard (NAS) 1638.ISO4406:Estanormaclassifica os nveis de contaminao pela quantidade de partculas maiores que2m,pelaquantidadedepartculasmaioresque5mepelaquantidadedepartculasmaiores que15mpor100ml.DestaformaaclassificaoISO4406deumfluidoexpressacomtres nmeros, por exemplo 19/17/14. O primeiro nmero indica a classe (ou quantidade) das partculas maiores que 2m, o segundo nmero a classe das partculas maiores que 5m e o terceiro a classe das partculas maiores que 15m. No exemplo indicadoteremos: Classe 19 de250.000a500.000partculas maiores que 2m. Classe 17 de64.000a130.000partculas maiores que 5m. Classe 14 de8.000a16.000partculas maiores que15mNo quadro seguinte mostrado o nvel de filtrao do leo, para cada componente, segundo a ISO 4406 Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 36 Nvel de limpeza padro ISO para componentes, ( ISO 4406 ) NAS1638:Estanorma,porsuavez,determinaonveldecontaminaopelacontagemdas partculas por 100 ml, em 5 faixas de tamanho de partculas, confome o quadro abaixo: Nmero de partculas e classe de pureza do fluido, segundo NAS 1638 Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 37 Segundo a NAS 1638, necessrio para o fluido de servio a classe de pureza 9. Para assegurar uma elevada vida til recomendado a classe de pureza 8, ainda segundo a citada norma. Deve-selevaremcontatambmsindicaeseascorrespondentesfolhasdedadosdosdistintos componenteshidrulicos.Emcasodeequipamentocompartesdelicadas(comoporexemplo, servovlvulas)sedeveadaptaraprecisodefiltraonapartemaisdelicada.Osleosnovos freqentemente no satisfazem as condies de abastecimento destes requisitos de pureza. Ao repor leoserequerporissoumacuidadosafiltrao.Pode-setomarconhecimentodaclasseNASdos leosemcondiesdeabastecimentoatravsdofornecedordosmesmos.Osleosempregados devem apresentar uma boa filtrao no somente quando so novos destinados tambm durante toda suavidatil. Presenciam-se significativas diferenas em funo dos aditivos empregados. Deve-se impediroserviodoequipamentocomumfiltroobstrudomedianteumaproteoeltrica.A manuteno da classe de pureza exigida requer uma cuidadosa filtrao na ventilao do tanque. Em ambientes midos se requer o emprego de slica-gel. 2.3.17Misturas de diferentes leos hidrulicos Aosemesclarleosdedistintosfabricantesoudistintostiposdomesmofabricante,sepodem apresentarformaesdelodosousedimentaes.Istoprovocaemdeterminadascircunstncias, avariasedanosemumsistemahidrulico.Porestemotivonosetemnenhumagarantiaaose utilizarleosmisturados.Emgeralseobservaqueleosdamesmanormanemsempreso compatveis entre si. Deve-se esclarecer por isso, que em caso de avarias devido mistura de leos dedistintosfabricantesqueoagregadodeaditivos,nosepodeemgeraldeterminar responsabilidades. 2.3.18Riscos dos fluidos hidrulicos Osefeitosdaexposioaqualquersubstnciatxicadependemdadose,dadurao,damaneira comoseestexposto,seushbitosecaractersticaspessoaisedapresenadeoutrassustncias qumicas. A exposio a fluidos hidrulicos ocorre principalmente no trabalho. Beber certos tipos de fluidos hidrulicos podem causar a morte em seres humanos, e ingerir ou respirar certos tipos de fluidos hidrulicos provocaro dano ao sistema nervoso em animais. O contato com certos tipos de fluidos hidrulicos pode irritar a pele ou aos olhos.Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 38 2.3.19Fluidos hidrulicos e o meio-ambiente.Osfluidoshidrulicospodementraremcontatocomomeio-ambienteporderrames,escapesde mquinas.Aoserderramadonosolo,algumdoscomponentesdosfluidoshidrulicos permaneceramnasuperfcieenquantoqueoutrosseinfiltramnabaciadeguasubterrnea.Na gua, alguns dos componentes dos fluidos hidrulicos passaro profundamente e podem permanecer alipormaisdeumano. Certas sustncias qumicas dos fluidos hidrulicos podem degradar-se no ar, no solo, na gua, mas no se sabe qual a quantidade que se degrada.Peixes que habitam guas contaminadas podem conter certos fluidos hidrulicos.2.3.20Exposio e cuidados com a sade. Podemos nos expor ao dos fluidos hidrulicos atravs do contato ou da ingesto, ou ainda respirandofluidoshidrulicosnoaremtornodemquinasqueusamfluidoshidrulicos.Outra formaatravsdocontatocomguaouterrenoscontaminadosporresduosperigososouem plantas de manufatura industrial que usam ou fabricam fluidos hidrulicos. Pouco se sabe acerca de como a sade pode ser afetada pelos fluidos hidrulicos. Devido aos fluidoshidrulicosseremefetivamentemisturasdesustnciasqumicas,algunsdosefeitos observadospodemsercausadosporaditivos.Osefeitos de respirar ar com altos nveis de fluidos hidrulicosemsereshumanosnosoconhecidos.Aingestodegrandesquantidadesdecertos fluidoshidrulicospodemproduzirpneumonia,hemorragiaintestinalouamorte.Emum trabalhadorquetemcontatocomumagrandequantidadedefluidoshidrulicosseobserva debilidade das mos.Em coelhos que ingerem nveis muito altos de um tipo de fluido hidrulico se observam problemas para respirar, congesto pulmonar e adormecimento. Em contato com os olhos, se observa vermelhido e inchao. No se sabe se os fluidos hidrulicos podem produzir defeitos de nascimento ou se afetam a reproduo. 2.4Equipamentos de tratamento do ar O ar atmosfrico,matria-primapara a produo de ar comprimido, apesar de barato e abundante, requertratamentoantes,duranteeapsacompresso,hajavistaanecessidadederemoodas impurezas contidas, tais como poeira e umidade, bem como pelas transformaes sofridas durante o processo,principalmenteoaumentodetemperatura.Porissooarsubmetidofiltrao, resfriamento,secageme,emmuitosprocessosindustriais,lubrificao,parafacilitaro deslocamentodergosmveisdoscomponentesatravsdosquaispassa,bemcomoasua manuteno. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 39 FILTROS: Os filtros tm como funo reter partculas slidas, gua condensadae tambm leo, j que muitos compressores utilizam leo misturado ao ar durante a compresso como forma de minimizar as perdas atrito. A granulometria do elemento filtrante funo da sua aplicao, variando desde 50 micros,paracilindroseferramentaspneumticasemgeral,ataproximadamente5micros,para filtrosremovedoresdeleo.Porocasiodafiltrao,partedovapordguacondensado,oque requer a instalao de drenos, manuais ou automticos. sem dreno com dreno manual RESFRIADOR: Como o processo de compresso politrpico, o ar aquecido ao passar de um estado de baixa para umestadodealtapresso,chegandoaatingirtemperaturade250C,oquetornaobrigatrioo resfriamento,sobpenadecomprometerafunodoleolubrificante,comconseqnciasdanosas paraosrgosmoveisdocompressor,comotambmdereduzirorendimentovolumtricodo reservatriodearcomprimido.Paratantosoempregadosresfriadoresaguaouaar,instalados entreosestgiosdocompressor(resfriadoresintermedirios)eentreoltimoestgioeo reservatrio(resfriadorposterior),aproximandoassimacurvadecompressode umaisotrmica.Vistoqueessamudanadeestadoprovocaacondensaode partedovapordaguacontidonoar,osresfriadores,assimcomoosfiltros,so tambmdotados de drenos (tambm chamados purgadores). SECADOR: Mesmohavendoadrenagemdepartedovapordagua,porocasioda filtraoedoresfriamento,namaioriadasvezesnecessrioumprocessoespecfico a secagem - para adesumidificao necessria do ar comprimido. Asecagempodeserfeitaporrefrigerao,quandooarasersecadoresfriado,fazendocomque o vapor dagua seja condensado,ou baseada em processos de absoro ou de adsoro, quando o ar Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 40 postoemcontatocompastilhas(decloretode clcio, cloreto de ltio, oxido de silcio ou alumina) que fazem a remoo da umidade. DRENOS: Empregados em todos os equipamentos em que se possa fazer a retirada de condensado, tais como resfriadores,secadores,filtrosereservatrios,ouemtrechoslongosdatubulao.Podemserde atuao manual ou automtica.

manualautomtico LUBRIFICADOR: O ar desumidificado, ao se deslocar no interior de vlvulas e cilindros, tende a removeraumidadenelescontida,dificultandoassimamovimentaodestes componentes, o que torna necessrio a sua lubrificao. Os lubrificadores so componentes especficos de alguns equipamentospneumticos e no da rede de ar como um todo, hajavistaqueemaplicaescomfinsmedicinaisoudemanipulaodeprodutosalimentciosa lubrificao no pode ser empregada pelos riscos que causa sade. REGULADORAS DE PRESSO: Emboranosendoumequipamentodetratamento,valesalientaraquianecessidadedeusode vlvulasreguladoresdepressoantesdecadaequipamentoconsumidordearcomprimido,como forma de adequar a presso de alimentao as suasespecificaes.

com escape sem escape Umavlvulareguladoradepressotemcomofunomanterconstanteapressodetrabalho, independentedoconsumodearedapressodarede(*).Amaioriadosreguladorestemcomo Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 41 princpio de funcionamento um diafragma (D) pressurizado por um lado pelo ar da sada (S)epelo outroporumamola(M)ajustadapeloparafuso(P).Preso aodiafragmaestoobturador(P)inicialmentefechandoa passagem do ar.Quandoamolacomprimidapeloparafuso,odiafragmasobe, deslocando o obturador e permitindo a passagem do ar napressojustada.Seoconsumodiminuir,apressode sadatendeaaumentar,oqueaumentaaforasobreo diafragma,deslocando-oparabaixoediminuindoassima readepassagemnoobturador,estabilizandoapresso. Quando o consumo aumenta, ocorre o oposto. Em resumo, o regulador mantm a presso de sada constante, adequando a vazo do obturador ao consumo.(*) Desde que as flutuaes da presso da redeno sejam inferiores presso ajustada na vlvula.

UNIDADE DE PREPARAO: Compostageralmentedefiltro,reguladordepressoelubrificador.Temafunodeadequaras condiesdoarcomprimidosexignciasdousurio(graudefiltrao,pressoelubrificao, quandopermitido).tambmconhecidacomolubrefil,emrefernciaaosequipamentosquea compem.

O D M ES P FiltroReguladorLubrificadorde PressoSimbologia simplificada Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 42 EXERCICIOS 01. Cite 04 vantagens do ar atmosfrico. 02. Cite 04 vantagens e 02 desvantagens do uso do ar comprimido. 03. O que diz o princpio de Pascal? Exemplifique. 04. Conceitue dando exemplos: a. presso atmosfrica.b. presso relativa. c. presso absoluta. 05. Como varia a presso atmosfrica em funo da altitude? 06. Cite os principais processos de compresso do ar e diga qual o ideal. 07. Como se classificam os compressores segundo o fluxo de ar? 08. Como se classificam os compressores segundo o princpio de trabalho? 09. Em relao ao item anterior, diga o princpio de funcionamento de cada grupo. 10. Cite uma vantagem dos compres. rotativos sobre os compressores. de mbolo. 11. Como se subdividem os compressores de deslocamento positivo? 12. Cite uma caracterstica "marcante" dos compressores abaixo: - Fluxo radial- Fluxo axial - Pisto- Anel lquido - Diafragma hidrulico. 13. Diferencie: - simples e duplo efeito - um estgio e dois (ou mais) estgios. 14. Cite trs funes de um resfriador intermedirio. 15. Como podem ser os resfriadores? 16. O que se pretende, quando se aumenta o nmero de estgios em um compressor de mbolo? 17. Cite trs dos processos de secagem do ar comprimido. 18. D a simbologia dos elementos seguintes: compressor, secador, lubrificador, regulador de presso e resfriador intermedirio. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 43 2.5Atuadores: Soosequipamentosqueefetivamenterealizamtrabalho,atravsdatransformaodaenergiade presso em energia mecnica, notadamente, cilindros e motores.. 2.5.1Cilindros: So os responsveis pela transformao da energia de presso em energia mecnica de translao e podem ser, basicamente dos seguintes tipos: -SIMPLES EFEITO. Ofluidoexecutaapenasumdosmovimentos,enquantoooutrosed,geralmente,atravsdeuma mola. So comandados atravs de vlvulas de controle direcional de 3 vias. -DUPLO EFEITO. Ofluidoexecutaagoratantoomovimentodeavanocomooderecuodocilindro.So comandados atravs de vlvulas de controle direcional de 4 ou 5vias. -HASTE DUPLA. Temcomovantagensofatodepodermosutilizarasduasextremidadesdahastenaexecuode trabalhos,permitindoassimousodetodoocursodoembolo,vistoque a haste melhor apoiada,Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 44 como tambm de ter iguais foras de avano e recuo. So tambm comandados atravs de vlvulas de controle direcional de 4 ou 5vias. -SEM HASTE. composto de um cilindro (geralmente de alumnio), uma luva de material ferroso envolvendo este e deum embolo, no qual uma fita magntica fortemente presa, fazendo com que a luva, por ao magntica, acompanhe os movimentos do embolo. Tem como vantagem o fato de podermos utilizar cilindroscomcursosdeat6.000mm,comumaflexomnima,vistoquealuva,queexecutao trabalho, apoiada sobre o cilindro. Tem como limitao a fora da ao magntica sobre a luva, da ordem de 400 N. -COM AMORTECIMENTO VARIVEL. Neste tipo de atuador podemos reduzir o choque entre o embolo e as tampas do cilindro atravs de amortecedorespneumticosdevidamenteinstaladosnascmarasdianteirae/outraseira,reduzindo assim o rudo e, principalmente aumentando a vida til do cilindro. -DUPLEX GEMINADO. Este tipo de cilindro tem como principal vantagem o fato de dispormos de dois cilindros opostos em umamesmacamisa,possibilitandoassimqueapontadeumadashastespossaalcanardiversas posies, bastando para isto que se mantenha presa a outra haste. -DUPLEX CONTNUO. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 45 Este tipo de cilindro tem como principal vantagem o fato de dispormos de dois cilindros em srie, emumamesmacamisa,possibilitandoassimumamaiorforatil,semaumentododimetrodo cilindro. -TELESCPICO. Este tipo de cilindro empregado quando se faz necessrio um grande curso, como por exemplo em pequenoselevadores,empilhadeirasoumquinasdeterraplenagemdecarga,sendousado preferencialmente na posio vertical.Podem ser de simples ou duplo efeito. Simples efeitoDuplo efeito -CILINDRO DE IMPACTO Cilindro pneumtico utilizado em pequenas prensas. Parase obter grande energia cintica, as duas cmaras so pressurizadas ao mesmo tempo, o que impede o avano devido a diferena entre as reas. Quando a cmara dianteira despressurizada o mbolo avana fazendo com que a rea de atuaodoarsejaadocilindro.Comorpidoaumentodareatraseira,omboloarremessado com grande velocidade (cerca de 8 m/s), o que se traduz em umforte impacto que objetiva cortar, dobrar, rebitar ou outra operao tpica de uma prensa de impacto. Simbologia Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 46 2.5.2Motores: Soosresponsveispelatransformaodaenergiadepressoemenergiamecnicade rotao.Utilizadosprincipalmentecomoacionadoresdeferramentasmanuais,temtambmlarga aplicaonaindstria,principalmenteemambientescomvaporesdegasesinflamveis,como tambm pelo baixo consumo de energia e velocidade varivel. Podem ser: com um sentido de rotao com dois sentidos de rotao fluxo fixofluxo fixo Pneum.Hidr. com um sentido de rotaocom dois sentidos de rotaofluxo varivelfluxo varivel So classificados, conforme a construo, nos seguintes tipos: - TURBINA. - PALHETAS. - ENGRENAGENS. - PISTES RADIAIS. - PISTES AXIAIS. 2.5.3Consumo de ar O consumo de ar (Q) de um cilindro de simples efeito dado porQ = A x L x Nc xRc, 1000 Sendo Q consumo de ar em litros/min; A rea do cilindro em cm2; L curso do pisto em cm; Nc nmero de ciclos/min Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 47 A ah a a Rc razo de compressoRc = PatmPatm Pt +;Pt presso de trabalhoPatm presso atmosfrica Paracilindrosdeduploefeitooconsumocalculadolevandoseemconsideraooavanoeo retorno. Para um cilindro de duplo efeito, com haste simples,o consumo dado por Q = (A + a) x L x Nc xRc, sendoaarea til do lado da haste, com a = A ah 1000 Para um cilindro de haste dupla o consumo dado porQ = (2 x a) x L x Nc xRc,sendoaarea til em ambos os lados, com a = A ah 1000 2.5.4Clculo de foras A fora til (Fu) de um cilindro de simples efeito (retorno por mola) dado porFu = (P x A) Fr, com Fr = Fm + Fat, onde Fr fora resistente em kgf/cm2; Fu fora til em kgf;Fm fora da mola em kgf; P presso de trabalho em kgf/cm2;Fat fora de atrito em kgf; A = rea do cilindro em cm2; Com cilindros de duplo efeito de haste simples, como as reas A e aso diferentes, calculamosas foras desenvolvidas no avano e no retorno. Parao avano a fora til (FuA) dada porFuA = P x A Fat Parao retornoa fora til (FuR) dada porFuR = P x a Fat 2.5.5Atuadores rotativos aa FuA A ah a Fu Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 48 Somotores com giro limitado e intermitente. 2.5.6Conversores hidropneumticos Soequipamentosqueconvertemenergia(presso)desistemaspneumticosparahidrulicose empregadossobretudoquandorequeridaumavelocidadedeavanoouretornouniforme, conseguida atravs do controle de fluxo do leo. Podem ser com e sem aumentode presso. Conversores sem aumento de presso. Soempregadoscomofontedepressoparapequenossistemashidrulicos,porm com a mesma presso do sistema pneumtico. Conversor arleo com mboloConversor arleo sem mbolo Conversores com aumento de presso (Intensificadores de presso) Soempregadoscomofontedepressoparapequenossistemas hidrulicosquenecessitamdepressesmaioresqueadosistema pneumtico ApressoPamultiplicadapelarelaodereduoentreasreasAeB,resultandoPb = Pax (A/B) Exemplos de emprego de conversores hidropneumticos PaPb A B Simbologia Conversor arleo Intensificador de presso leo Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 49 Cilindro Pneumtico Controlador Hidrulico A B 2.5.7Controladores hidrulicos de velocidade Soequipamentosauxiliaresaoscircuitospneumticos.Atravsdocontroledefluxodoleodo controlador, regulam de forma eficaz a velocidade dos cilindros pneumticos a eles conectados. Ocontroladorconsisteemumcilindrohidrulicocomascmarasinterligadasatravsdeuma vlvulacontroladoradefluxounidirecional,comumacumuladorparacompensarasdiferenasde reasentreasduascmaras(seocilindrofordehastesimples).Talcilindrotemasuahaste conectada haste do cilindro pneumtico cuja velocidade se quer controlar. Ocilindropneumtico,aoavanar,arrastaconsigoahastedo controlador,forandooleodocontroladoraescoardoladoda hasteparaoladodombolo. Ao passar pela vlvula reguladora de fluxo (A) o leo parcialmente retido, o que controla a velocidade deavanodocilindropneumtico. Como o volume deslocado pela cmaradoladoda haste menor que o volume que se expande do ladodombolo,oacumulador(B)fazosuprimentonecessrio, recolhendo o excesso durante o movimento de retorno. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 50 EXERCICIOS 1. Quais os elementos que compem uma unidade de preparao de A.C.?Faa representao de cada um deles. 2. D duas funes do filtro e os cuidados necessrios para um bom funcionamento do mesmo. 3. Qual a funo e como podem ser os drenos? Faa a representao dos mesmos. 4. D os tipos de reguladores de presso e suas respectivas simbologias. 5. Porque o ar comprimido precisa ser lubrificado? Em que casos isso no acontece? Quais os inconvenientes de cada caso? 6. Cite os principais tipos de cilindros pneumticos e faa a representao de cada um deles. 7. Faa o esboo de um cilindro pneumtico e nele indique as partes que o compe. 8. Como pode ser o amortecimento dos cilindros de duplo efeito ? 9. Faa a representao e d a funo dos cilindros abaixo: - Cilindro duplex contnuo - Cilindro duplex geminado - Cilindro de haste dupla - Cilindro de trao por cabos - Cilindro de impacto 10. Como deve ser feito o controle de velocidade de um cilindro de duplo efeito ? 11. Qual a funo e a simbologia de um atuador rotativo?

12. Calcule a fora de um cilindro de duplo efeito com diametro de 100 mm ( diametro da haste 27 mm ), trabalhando com presso de 8 kgf/cm2. Considere desprezvel o atrito. 13. Calcule o consumo de ar de um cilindro de duplo efeito com diametro de 100 mm ( diametro da haste 27 mm ), presso de trabalho 9 kgf/cm2, curso 150 mm, e nmero de ciclos por minuto 30. Usar Patm = 1,0 kgf/cm2 14. Como funciona e qual a funo de um controlador hidrulico de velocidade ? Qual a simbologia. 15. Quais os tipos de motores pneumticos existentes? Qual a simbologia? Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 51 2.6Vlvulas: Sooselementosutilizadosparacomandodosatuadores,exercendofunopreponderantedentro dos circuitos fludicos e so classificadas conforme suas funes. Podem ser: - controladoras de direo. - controladoras de fluxo. - controladoras de presso. - de bloqueio. 2.6.1Controladoras de direo. As vlvulas de controle direcional (VCD) so empregadas para comando de cilindros e sinalizao de circuitos e so classificadas segundo os parmetrosseguintes: 1. Quanto ao nmero de posies: Podem ser de 2, 3 ou 4 posies e estas so representadas por quadrados para cada tipo de posio. 2 posies3posies4 posies

2. Quanto ao nmero de vias: Podemserde2,3,4ou5viaseestassorepresentadasporlinhasinternasaosquadrados(tse setas-bloqueio,direoesentido,respectivamente),indicandoocomportamentodofluxodear. Conta-seonmerodeviasemapenasumdosquadrados,observando-sequantaslinhasinternas tocam os limites horizontais dos quadrados. Para vlvulas de duas posies temos as seguintes configuraes: Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 52 N.A.2 vias N.F. N.A 3 vias N.F. 4 vias 5 vias Para vlvulas de trs posies podemos ter:

3/3 - Centro Fechado 4/3-Centro Fechado (CF)4/3-Centro Aberto Positivo (CAP)

4/3 - Centro Aberto Negativo (CAN)5/3 - Centro Fechado (CF)

5/3 - Centro Aberto Positivo (CAP) 5/3 - Centro Aberto Negativo (CAN)

6/3 - Centro fechado com circulao neutra Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 53 TIPOS DE CENTROS USADOS NAS VLVULAS 4/3

3. Quanto ao tipo de acionamento: Podemteroacionamentoporao muscular,pressopiloto,mecnicaou eltrica,dependendodaaplicaoedo porte da vlvula. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 54 MUSCULAR Osacionamentosmuscularessoutilizadosemvlvulasemissorasdesinaledepequenoporte, geralmente para iniciar ou parar um movimento.

BOTO ALAVANCAALAVANCAPEDAL COM TRAVA PRESSO PILOTO Osacionamentosporpressopilotosoempregadosemvlvulascomfuneslgicasou amplificadorasdentrodoscircuitos,sendoosinalrecebidodeoutravlvula.Podemserdepiloto positivo (aumento da presso de uma cmara), piloto negativo (exausto do ar comprimido de uma cmara)oupordiferencialdereas(mesmapressoatuandoemreasopostasedevalores distintos). So de grande utilidade em circuitos combinacionais ou seqenciais.

PILOTO PILOTODIFERENCIAL POSITIVO NEGATIVODEREAS MECNICO Os acionamentos mecnicos so empregados em vlvulas detectoras de posies de fins de curso de cilindros, ferramentas, portas, etc. Podem ser do tipo rolete, gatilho, mola ou pino apalpador.

RoleteGatilhoMola Pino apalpador ELTRICO Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 55 Osacionamentosporsolenidesoempregadosemtodosostiposdevlvulas,sendoosinal oriundodesensores(deposio,detemperatura,dedeslocamento,etc.).Sodegrandevantagem em circuitos complexos pela facilidade de comunicao com equipamentos controladores tais como CLPs,microcontroladores oucomputadores. Podem ser do tipo direto,indireto oucombinado. DiretoIndireto COMBINADO

4. Quanto ao tipo de retorno: PNEUMTICO

PILOTO PILOTOSUPRIMENTO POSITIVO NEGATIVOINTERNO MECNICO ELTRICO

MOLA SOLENIDE 5. Quanto ao tipo construtivo:Podemserdeassentooudecursor,sendooprimeirotipodeconstruoempregadoparavlvulas quenecessitemdepequenostemposdecomutao,masexigemumaforadeacionamento consideravelmentealta,enquantoasoutrasnecessitamdeumtempodecomutaoeumcurso consideravelmente maior. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 56 VLVULAS DE 3 VIAS E 2 POSIES (3/2)

(ACIONADA)VLVULAS DE 4 VIAS E 2 POSIES (4/2) (ACIONADA) Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 57 VLVULAS DE5 VIAS E 2 POSIES (5/2) (ACIONADA) VLVULA DE6 VIAS E 3 POSIES (6/3) NORMALIZAO DO ORIFCIO DAS VLVULAS ORIFCIODIN 24.300ISO 5599 PRESSO (entrada do fluido pressurizado) P1 SADAS (do fluido pressurizado)ABC246 ESCAPE ou RETORNO EAEBEC 357 RST PILOTOS (entrada de fluido para acionamento da vlvula) XYZ101214 Exemplos de identificao de orifcios de vlvulas direcionais Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 58

2.6.2Controladoras de fluxo. So empregadas para regular o fluxo atravs de um componente,possibilitando assim o controle de velocidadedecilindrosemotores,eemoutrasoperaesauxiliares,comogerarretardos (temporizar)desinais.Podemserbidirecionaisouunidirecionais.Valeressaltarquepodeser reguladoofluxopressurizadoqueestentrandonoatuador(cilindrooumotor)ouofluxo despressurizadodesada.Noprimeirocasopodemocorrergrandesvariaesdevelocidadepara pequenasvariaesnacarga,principalmentequandoareguladoraestajustadaparapequenos fluxos (pequenas velocidades dos atuadores), o que s deve ser empregado em cilindros de simples efeito ou de pequeno porte. CONTROLADORA DE FLUXOCONTROLADORA DE FLUXO BIDIRECIONALVARIVELUNIDIRECIONALVARIVEL Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 59 VLVULA REGULADORA DE FLUXO COM COMPENSAO DE PRESSO Emumaprimeiraanlise,qualquervariaonapresso,antesoudepoisdareguladora defluxoresultanumamudanadevelocidadedo atuador. Assim surge a necessidade uma vlvula cujo ajuste seja imune a essas variaes. Funo: manter a vazo constante mesmo quando houver uma variao depresso. VLVULA REGULADORA DE FLUXO COM COMPENSAO DE TEMPERATURA. Compensao de Temperatura com uma Haste Bi-metlica. Ummtododecompensaodetemperaturaousodeumahastebimetlicaoude alumnio.Ahasteligadapartemvelquecontrolaotamanhodoorifciodeacordocoma mudana de temperatura. Ataxadefluxoatravsdeumorifciotendeasetornarmaiormedidaquea temperatura aumenta. O calor expande a haste, que empurra a parte mvel que controla o tamanho do orifcio em direo sua sede, diminuindo a abertura. A taxa de fluxo para o fluido frio, com o orifcio maior, a mesma que a taxa de fluxo atravsdoorifcionormal,antesderesfriado.Portanto,ofluxonoafetadopeladiminuiode temperatura. Simbologia Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 60 Seatemperaturadiminuir,ataxadefluxotendeaficarmenor.Atemperatura diminuda contrai a haste que puxa a parte mvel para fora de sua sede, aumentando a abertura. Ataxadefluxoparaofluido aquecido, atravs do orifcio menor, a mesma que a taxa de fluxo atravs do orifcio normal, antes do aquecimento.Conseqentementeataxadefluxo no afetada por um acrscimo de temperatura. Compensao de Temperatura num Orifcio de Canto Vivo Experimentosemlaboratrio mostraramquequandoolquidopassaatravsde umorifciodeformasbemdefinidas,comcanto vivo,ataxadefluxonoafetadapela temperatura.Amaneirapelaqualolquidosofre umcisalhamento, enquanto se move sobre o canto vivo,detalcarterqueelenarealidadecancela ouneutralizaoefeitodaviscosidadedofluido.A razoporqueissoocorrenocompreendida claramente,masoseuefeitoodeumcontrole muito preciso. Vlvula Controladora de Fluxo com Temperatura e Presso Compensadas Acompensaodetemperatura, usando-seumorifciodecantovivo,uma compensaodotipono-mvelquedesconsidera os efeitos da temperatura acima de um dado limite. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 61 muitodifcilprojetarefabricarum orifciodestetipo,porqueascaractersticasdo orifciodevemcairdentrodecertoslimites matemticos,eoorifciodeveserusinadocom preciso,almdepossuirtolernciasmuito apertadas.Algunsfabricantesaindautilizamo mtododehastebimetlicaoudealumniona compensaodetemperatura,porcausadesta dificuldade. Vlvula Controladora de Fluxo com Temperatura e Presso Compensadas no Circuito Nocircuitoilustrado,umavlvula controladoradevazocompressocompensada controlarefetivamenteavelocidadedeoperao docilindroenquantoatemperaturapermanecera 50C constantes. Atemperaturaoperacionalde sistemashidrulicosindustriaisvariade25Cno perododamanha60Cnoperododatarde. Comoresultado,avelocidadedeoperaodo atuador varia no decorrer do dia. Vlvula Divisora de Fluxo Divide a vazo de modo eqitativo para as sadas, independente da variao de presso da entrada. Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 62 Pode ser do tipo carretel ou tipo engrenagens. 2.6.3Controladoras de presso. Sovlvulas destinadas a influir sobre a presso de um determinado componente ou circuito, ou a sofrerinflunciadestapresso.Soutilizadastantocomoprocessadorasdesinais,comotambm em proteo de equipamentos e sistemas.Classificam-se em:Vlvulas limitadoras ou de alvio de presso, tem como funo limitar a presso mxima em um componente. Vlvulas reguladoras de presso, tem afuno de manterestvela pressodealimentao de determinados componentes. Vlvulasdeseqncia,funcionamdemodoanlogolimitadorasdepresso,pormlimitandoa presso mnima, a partirda qual o componente pode funcionar.

Reguladora de presso Reguladora de presso com escapesemescape Vlvulade alvio Vlvula de seqncia Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 63 Vlvulas Limitadoras de Presso; Simbologia Vlvulas Limitadoras de Presso Servopilotadas; Representao simplificada Representao detalhada Vlvulas Reguladorasde Presso; Tem a funo de manter constante a presso de sada. Tipos: Vlvula reguladorade presso com 2 vias; (sem alvio) A P P Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 64 Vlvula reguladorasde presso com 3 vias; Vlvulas de Seqncia; Soempregadasemsistemashidrulicosoupneumticosquandosenecessitademovimentos seqenciais, alm de garantir a operao somente a partir de uma presso mnima. Tipos: Vlvula de seqncia operada manualmente; P A T P A T A TP Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 65 Vlvula de seqncia servopilotada; Representao simplificada Representao detalhada A P 1.1P A P A P T A P Acionamentos Hidrulicos e Pneumticos _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ Prof. Doroteu Afonso Coelho PequenoCefet Ce Laboratrio de Hidrulica e Pneumtica 66 A P2P1 2.6.4Vlvulas de Bloqueio. Sovlvulasquebloqueiamapassagemdoar,possibilitandooperaeslgicasbooleanas,tais comoOU,E,etc,principalmentequandousadasemconjuntocomasdirecionais.Podemserde reteno, alternadora (OU), de simultaneidade (E) ou de escape rpido. a.Vlvulas de Reteno Permitemapassagemfluidoemumsentido,bloqueando-acompletamentenooutro.Apenasa vlvula de reteno pilotada permite a passagem nos dois sentidos, quando pilotada. sem mola com molapilotada b.Vlvula Alternadora Esta vlvula (tambm chamada vlvula OU) seleciona sinais emitidos deduasoutrasvlvulas,permitindoapassagemdaqueledemaior presso,possibilitando que um componente (cilindro, vlvula, etc.)sejaacionadoatravs de doispontos distintos -P1ouP2. Quando uma entrada pressurizada, a outra isolada atravs da reteno. c.Vlvula de Simultaneidade Assimcomoaalternadora,essavlvulaselecionasinaisemitidosde duas outras vlvulas, porm permitindo a passagem daquele de menor presso. Tambm chamada vlvula E, empregada para o acioname