festo - automacao hidraulica

DIDACTIC Automao Hidrulica 1
Automao Hidrulica

Hidrulica Estacionria
Mquinas de produo e montagem de todos os tipos;
Linhas de transferncia;
Mquinas de elevao e transporte;
Mquinas de injeo e moldagem;
Pontes rolantes;
Elevadores;
Prensas.

Hidrulica Mbil
Sistemas basculantes, plataformas elevatrias;
Mquinas de transporte e elevao;
Equipamentos de construo;
Equipamentos agrcolas;
Avies;
Navios.

DIESEL ELTRICO HIDRULICO
Hidrulica Mbil - Comparativo de tamanho Acionamento de 100 quilowatts
tima relao PESO x POTNCIA

Mecnica
Boa fora
timas velocidades
tima preciso
tima fora
Baixas velocidades
Boa preciso
Hidrulica Pneumtica
Fora limitada
Boas velocidades
Preciso limitada
Comparao qualitativa: fora, velocidade e preciso

Energia Hidrulica Eltrica Pneumtica Transmisso Limitada e muito bem rpida e Limitada e lenta cara longas distncias Dist. econmica At aprox. 100m Pratic. s/ limites At aprox. 1000m Vel. de trans- Aprox. 50 mm/s Aprox. 300.000 Aprox. 2 m/s misso km/s Rotaes Limitado Boas At 500.000 rpm Fora Bem alto Alto Baixo Proteo contra Excelente No to boa Excelente sobrecarga
Comparao quantitativa

Propriedades do leo hidrulico Viscosidade
Mnima Mxima
ISO VG 10 9,0 11,0
ISO VG 22 19,8 24,2
ISO VG 32 28,8 35,2
ISO VG 46 41,4 50,6
ISO VG 68 61,2 74,8
ISO VG 100 90,0 110,0
Classes de
viscosidade ISO
Viscosidade cinemtica (mm/ s)
Temperatura: 40C | Presso: 1 bar

Leis fsicas fundamentais da hidrulica
Hidromecnica
Hidrodinmica Hidrosttica
Cincia dos lquidos sob presso Fora = presso * rea
Cincia dos lquidos em movimento Fora = massa * acelerao

Onde a maior presso?
Presso Hidrosttica
alturagravidadedensidadepresso
hgp P - Presso [Pa] - Densidade do lquido [kg/m] g - Acelerao da gravidade [m/s] h - Nvel da coluna do lquido [m]
A
B
C A B

A presso exercida em um ponto qualquer de um lquido esttico a mesma em todas as direes e exerce foras iguais em reas iguais.
Transmisso de Presso - Lei de Pascal
A
Fp
rea
Forapresso
P - Presso [Pa] F - Fora [N] A - rea [m]

Transmisso de fora
1
1
A
Fpe
2
2
A
Fpe
Portanto:
2
1
2
1
A
A
F
F

10 cm2
10 cm2
1000 Kg 1000 Kg
100 bar
Exemplo - Transmisso de fora

A
1000 kg
100 cm
10 cm
10 bar
100 kg
Exemplo - Multiplicao de fora por rea

Multiplicao de fora - conservao de energia
sF todeslocamenforatrabalho
- Trabalho [Nm] F - Fora [N] s - Deslocamento [m]
O trabalho realizado pelo cilindro a esquerda ser o mesmo realizado pelo cilindro a direita.
100 kg
10 cm
1000 kg
100 cm

100 cm
10 cm
1 cm
1000 kg
10 cm
100kg
Multiplicao de fora - conservao de energia
O volume de leo deslocado constante nos dois cilindros.
21
s2F2s1F1
Portanto:
V2V1
s2A2s1A1

W
10 A
A 10
1
A x 10 = VOLUME = 10 A x 1
1000 kg 100 kg
Exemplo - Multiplicao de fora - conservao de energia

Multiplicao de presso
A1p1F1
Portanto:
A1
p2
A2
p1
A2p2F2
sendo:
F2F1
Smbolo

Multiplicao de presso

Smbolo
Medidor de Presso - Manmetro Linear

1 - Corpo 2 - Mola tubular 3 - Alavanca 4 - Segmento dentado 5 - Engrenagem 6 - Ponteiro 7 - Escala 8 - Entrada com estrangulador
Smbolo
1
3
4
5
6
7
8
2
Medidor de Presso - Manmetro de Bourdon

Nvel varivel da Presso Atmosfrica 101kPa
Faixa de depresso
Faixa de Sobre-presso
Presso absoluta kPa
+ Pe
0 - Pe
Grfico das presses

Velocidade
Vazo
rea
Distncia
Hidrodinmica - Leis da vazo
t
VQ sAV
t
sAQ
vAQ Q - Vazo [m/min] V - Volume [m] A - rea [m] s - Distncia [m] v - Velocidade do fludo [m/s] t - Tempo [min]

Hidrodinmica - Equao da continuidade
V2
V1
A1 A2
Q2 Q1
Q21Q Portanto: v2A2v1A1

rea
Velocidade
Vazo
Velocidade x Vazo
A
Qv
A velocidade no depende da presso.

Smbolo
Medidor de Vazo - Rotmetro

Potncia Hidrulica
QpP
VazoPressoPotncia
P - Potncia [W] p - Presso [Pa] Q - Vazo [m/s]

Eficincia dos sistemas hidrulicos

Perdas de carga
p - Perda de carga (p1 p2) Q Vazo A rea
22 ApQ
Relao simplificada entre vazo e queda de presso
Velocidade do fluxo;
Tipo e nmero de restries.
Viscosidade do leo;
Tipo de fluxo;
Comprimento dos tubos;
Dimetro do tubo;

Escoamento - Nmero de Reynolds Escoamento Laminar
Escoamento Turbulento
De 0 at 1500 - Fluxo laminar de 1500 at 2300 - Transio maior que 2300 - Fluxo turbulento
DvDvRe
viscosa Fora
inrcia de ForaRe
Re Nmero de Reynolds - Densidade v Velocidade D Dimetro interno do tubo - Viscosidade absoluta - Viscosidade cintica

Cavitao
EFEITOS DA CAVITAO
Eroso do material na rea do alargamento da seo transversal
Efeito DIESEL - Combusto espontnea do leo hidrulico

Elementos de Trabalho
Elementos de comando e controle
Elementos de Produo, Tratamento e Distribuio
A
P
B
T
Cadeia de comandos - Elementos do Sistema Hidrulico

Grupo de Acionamento
Bombas
Filtros
Resfriadores

Grupo de acionamento
Filtro de ar
Escotilha para manuteno
Tubo de aspirao
Parafuso de drenagem
Visor de controle para nvel
Linha de retorno
Chicana
Bomba
Motor eltrico
Linha de presso Vlvula Limitadora de presso (segurana)
Filtro de suco
Filtro de enchimento
Smbolo

Localizao dos filtros:
A localizao depende da funo que o mesmo ir exercer, pois o filtro poder trabalhar da maneira mais adequada proteo que ele proporciona ao sistema.
Filtragem do leo - Filtro
- Linha de presso; - Linha de suco; - Linha de retorno;
- Filtragem externa;
Smbolo

Suco - 100 a 150 microns
Retorno - 40 a 80 microns
Presso - 0,1 a 20 microns
Presso Tipos de Filtragem
Retorno Suco

- A montagem no local mais difcil do equip. hidrulico - Pouca possibilidade de manuteno - Devido a perigo de cavitao, s possvel filtragem de grandes partculas -100 a 150m
- Montagem simples - Preo - Ele protege todos os componentes hidrulicos contra contaminao por partculas grandes
Desvantagens Vantagens
Filtros de suco
Smbolo

- necessrio um by-pass - No caso de picos de presso e partida frio, passam as partculas de contaminao atravs da vlvula by-pass aberta -40 a 80m
- Baixo custo - Manuteno simples - Pode realizar filtragem fina - No provoca nenhuma cavitao na bomba
Desvantagens Vantagens
Filtros de retorno
Smbolo

- Precisa ser robusto (suportar presso - O elemento precisa estar previsto para um alto diferencial de presso - Conforme a resistncia vazo, a potncia

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