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Fundamentos de Automação

Hidráulica

CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

Ministério da educação - MECSecretaria de Educação Profissional e Técnica – SETECInstituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia doRio Grande do Sul – Campus Rio Grande

Curso de Automação Industrial

Disciplina de Fundamentos de Automação2

Hidráulica

Considerações Iniciais

O termo Hidráulica deriva da raiz grega Hidro, que tem o significado de água, por essa razão entendem-se por Hidráulica todas as leis e comportamentos relativos à água ou outro fluido, ou seja, Hidráulica é o estudo das características e uso dos fluidos sob pressão.

Um Sistema Hidráulico é o conjunto de elementos físicos associados que, utilizando um fluido como meio de transferência de energia, permite a transmissão e o controle de força e movimento

Pesquisas têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando cada vez mais espaço como um meio de transmissão de energia em todos os setores industriais, com foco na automatização de processos.

O fluido hidráulico é o elemento vital de um sistema hidráulico industrial. Ele é um meio de transmissão de energia, um lubrificante, um vedador e um veículo de transferência de calor. O fluido hidráulico à base de petróleo é o mais utilizado.

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Hidráulica

Vantagens e Desvantagens dos Sistemas Hidráulicos

Vantagens Fácil instalação dos diversos elementos, oferecendo grande flexibilidade em espaços reduzidos; Permitem uma rápida e suave inversão do movimento; São sistemas auto-lubrificados; Permitem ajustes de variação micrométrica na velocidade; Devido à ótima condutividade térmica do óleo, geralmente o próprio reservatório acaba eliminando a necessidade de um trocador de calor;

Desvantagens Elevado custo inicial; Transformação de energia elétrica em mecânica e mecânica em hidráulica para, posteriormente, ser transformada novamente em mecânica; Perdas por vazamentos internos em todos os componentes; Perigo de incêndio, devido ao óleo ser inflamável;

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Hidráulica

Princípio de Funcionamento de um Sistema Hidráulico

Lei de Pascal (Pressão = Força / Área)

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.

Quando aplicamos uma força de 10 kgf em uma área de 1 cm2, obtemos uma

pressão interna de 10 kgf/cm2 agindo em toda a parede do recipiente com a

mesma intensidade.

Este princípio, descoberto

e enunciado por Pascal,

levou à construção da

primeira prensa hidráulica

no princípio da Revolução

Industrial.

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Hidráulica – Componentes de um Sistema Hidráulico

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Hidráulica

Componentes de um Sistema Hidráulico

Reservatório Hidráulico – possui a função de conter ou armazenar o fluido

hidráulico de um sistema. Quando o fluido retorna ao reservatório, placas

defletoras impedem que este fluido vá diretamente à linha de sucção. Isto cria

uma zona de repouso onde as impurezas maiores sedimentam, o ar sobe à

Superfície do fluido e dá condições para que o calor, no fluido, seja dissipado

para as paredes do reservatório.

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Componentes de um Sistema Hidráulico

Bombas Hidráulicas – são utilizadas nos circuitos hidráulicos, para converter energia mecânica em energia hidráulica.A ação mecânica cria um vácuo parcial na entrada da bomba, o que permite que a pressão atmosférica force o fluido do tanque a penetrar na bomba, através da linha de sucção. A bomba passará o fluido para a abertura de descarga, forçando-o através do sistema hidráulico. As bombas são classificadas, basicamente, em dois tipos: Hidrodinâmicas e Hidrostáticas. As bombas Hidrodinâmicas possuem fluxo contínuo, mas raramente são usadas em sistemas hidráulicos, porque seu poder de deslocamento de fluido se reduz quando aumenta a resistência. As bombas Hidrostáticas produzem fluxos de forma pulsativa, porém sem variação de pressão ao circuito, porque a saída do fluído independe da pressão, por isso, é o tipo mais utilizado em sistemas hidráulicos industriais.

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Hidráulica

Divisão de um Circuito Hidráulico - Bombas Hidráulicas Hidrostáticas:

- De engrenagens - De palhetas

- Em pequena escala são utilizadas, também, as bombas de pistão;

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Componentes de um Sistema Hidráulico

Filtro – normalmente posicionado no circuito próximo do reservatório, retém a contaminação do sistema antes que ela entre no reservatório. O fluido pode ter filtragem fina, visto que a pressão do sistema pode impulsionar o fluido através do elemento, entretanto alguns componentes do sistema podem ser afetadospela contrapressão gerada pelo filtro.Válvula Limitadora de Pressão - são utilizadas para limitar a pressão máxima de um sistema, regular a pressão reduzida em certas partes do circuito e outras atividades que envolvem mudanças na pressão de operação.A base de operação dessas válvulas é um balanço entre pressão e a força da mola, regulada por parafuso que a comprime ou descomprime.Válvula Redutora de Vazão – são utilizadas para controlar a velocidade de acionamento ou retorno do atuador através da regulagem do fluxo do fluído. É normalmente instalada em conjunto com uma Válvula de Retenção quando deseja-se passagem livre no fluxo inverso (by pass).

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Componentes de um Sistema Hidráulico

Válvula de controle direcional – consistem de umcorpo com passagens internas que são conectadas e desconectadas por uma parte móvel. Identificação de seus elementos:

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Componentes de um Sistema Hidráulico

Tipos de acionamento e retorno de uma válvula de controle direcional

Fechado Aberto Tandem Aberto Negativo

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Componentes de um Sistema Hidráulico

Cilindros Hidráulicos - convertem a energia detrabalho em energia mecânica linear.

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Motores Hidráulicos - convertem a energia detrabalho em energia mecânica rotativa.Tipos:

Palheta Engrenagem Pistão

Motores Hidráulicos x Motores ElétricosOs motores hidráulicos têm certas vantagens sobre os motores elétricos. Algumas destas vantagens são:1. Reversão instantânea do eixo do motor.2. Ficar carregado por períodos muito grandes sem danos.3. Controle de torque em toda a sua faixa de velocidade.4. Frenagem dinâmica conseguida facilmente.

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Hidráulica – Aplicações de Automação Hidráulica

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Hidráulica – Aplicações de Automação Hidráulica Válvula desaceleradora

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