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Tecnologia Hidráulica Industrial Parker Hannifin Ind. Com. Ltda. Jacareí, SP - Brasil 1 Training COPYRIGHT © by Parker Hannifin Corporation Tecnologia Hidráulica Industrial

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  • Tecnologia Hidrulica Industrial

    Parker Hannifin Ind. Com. Ltda.Jacare, SP - Brasil

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    Training

    COPYRIGHT by Parker Hannifin Corporation

    TecnologiaHidrulica Industrial

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    Apresentao

    Para incentivar, ampliar e difundir as tecnologias de automao industrial da Parker Hannifin,numa gama to ampla de aplicaes, foi criada, na Parker Jacare, a Parker Training.H mais de 26 anos treinando profissionais em empresas, escolas e universidades, a ParkerTraining vem oferecendo treinamento tcnico especializado e desenvolvendo material didticodiversificado e bem elaborado, com o intuito de facilitar a compreenso.Com instrutores qualificados, esse projeto pioneiro na rea de treinamento em automaoindustrial no Brasil, e colaborou para a formao de mais de 25 mil pessoas, em aproximadamente4 mil empresas, atravs de cursos e materiais reconhecidos pelo contedo tcnico e qualidadede ensino.Para alcanar tais nmeros e continuar a atender seus clientes, de forma cada vez melhor, comuma parceria cada vez mais forte, os profissionais da Parker Training se dedicam a apresentarsempre novos conceitos em cursos e materiais didticos.So ministrados cursos abertos ou in company em todo o pas, atravs de instrutores prpriosou de uma rede de franqueados, igualmente habilitada e com a mesma qualidade de treinamento.Os cursos oferecidos abrangem as reas de Automao Pneumtica/Eletropneumtica,Manuteno de Equipamentos Pneumticos/Hidrulicos, Tcnicas de Comando Pneumtico,Controladores Lgicos Programveis e Hidrulica/Eletrohidrulica Industrial com controleproporcional.So oferecidos tambm programas de treinamento especial com contedo e carga horria deacordo com as necessidades do cliente, empresa ou entidade de ensino.Faz parte dos nossos cursos uma grande gama de materiais didticos de apoio, que facilita eagiliza o trabalho do instrutor e do aluno: transparncias, componentes em corte, smbolosmagnticos, apostilas e livros didticos ligados s tcnicas de automao, gabaritos para desenhode circuitos, fitas de vdeo, software de desenho e simulao de circuitos pneumticos ehidrulicos, alm de bancadas de treinamento para realizao prtica destes circuitos.

    Parker Training

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    ndice

    1. Introduo ...................................................................................................................................................... 4

    2. Conceitos Bsicos ......................................................................................................................................... 5

    3. Transmisso Hidrulica de Fora e Energia ................................................................................................. 9

    4. Fluidos, Reservatrios e Acessrios ........................................................................................................... 13

    5. Mangueiras e Conexes .............................................................................................................................. 28

    6. Bombas Hidrulicas ..................................................................................................................................... 36

    7. Vlvulas de Controle de Presso ................................................................................................................ 59

    8. Vlvulas de Controle Direcional .................................................................................................................. 72

    9. Vlvulas de Reteno .................................................................................................................................. 86

    10. Vlvulas Controladoras de Fluxo (Vazo) ................................................................................................... 89

    11. Elemento Lgico (Vlvulas de Cartucho) .................................................................................................... 98

    12. Atuadores Hidrulicos ............................................................................................................................... 104

    13. Acumuladores Hidrulicos ......................................................................................................................... 120

    14. Simbologia ................................................................................................................................................. 124

    15. Circuitos Hidrulicos Bsicos .................................................................................................................... 132

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    1. IntroduoCom a constante evoluo tecnolgica, tem-se no mercado a intensa necessidade de se desenvolverem tcnicasde trabalho que possibilitem ao homem o aprimoramento nos processos produtivos e a busca da qualidade.Para se buscar a otimizao de sistemas nos processos industriais, faz-se o uso da juno dos meios de transmissode energia, sendo estes:

    MecnicaEltricaEletrnicaPneumticaHidrulica

    Experincias tm mostrado que a hidrulica vem se destacando e ganhando espao como um meio de transmissode energia nos mais variados segmentos do mercado, sendo a Hidrulica Industrial e Mbil as que apresentam ummaior crescimento.

    Porm, pode-se notar que a hidrulica est presente em todos os setores industriais. Amplas reas de automatizaoforam possveis com a introduo de sistemas hidrulicos para controle de movimentos.

    Para um conhecimento detalhado e estudo da energia hidrulica vamos inicialmente entender o termo Hidrulica.O termo Hidrulica derivou-se da raiz grega Hidro, que tem o significado de gua, por essa razo entendem-se porHidrulica todas as leis e comportamentos relativos gua ou outro fluido, ou seja, Hidrulica o estudo dascaractersticas e uso dos fluidos sob presso.

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    Para compreendermos a hidrulica e suas aplicaes,se faz necessrio o conhecimento bsico de conceitosfsicos.

    ForaFora qualquer influncia capaz de produzir umaalterao no movimento de um corpo. Temos comounidade de medida de fora o NEWTON (N).

    ResistnciaA fora que pode parar ou retardar o movimento deum corpo uma resistncia. Exemplos de resistnciaso: o atrito e a inrcia.

    O Atrito como Resistncia

    A resistncia por atrito ocorre sempre que dois objetosestejam em contato e que as suas superfcies semovam uma contra a outra.

    EnergiaUma fora que pode causar o movimento de um corpo energia.

    A Inrcia como Energia

    A inrcia, sendo a relutncia de um corpo a umaalterao no seu movimento, pode tambm serenergia. Um corpo em movimento exibe uma relutnciaao ser parado, e pode assim bater em outro corpo ecausar o seu movimento.Com uma bola de madeira e outra de chumbomovendo-se na mesma velocidade, a bola de chumboexibe uma inrcia maior, desde que mais difcil par-la. A bola de chumbo tem mais energia do que a bolade madeira.

    A Inrcia como Resistncia

    A inrcia a relutncia de um corpo em aceitar umaalterao no seu movimento.A inrcia est diretamente relacionada quantidadede matria no corpo. Quanto maior a massa ou amatria em um corpo, mais pesado este e,consequentemente, mais difcil mov-lo.

    bola de madeira

    bola de chumbo

    2. Conceitos Bsicos

    Bola de chumbo Bola de madeira

    resistncia

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    Lei da Conservao de EnergiaA lei da conservao de energia diz que a energia nopode ser criada e nem destruda, embora ela possapassar de uma forma outra.

    O Estado Cintico da Energia

    A energia no estado cintico est em movimento. Elacausa o movimento quando toca a superfcie do objeto.

    O Estado Potencial da Energia

    Quando no estado potencial a energia est acumulada,ela est pronta e esperando para entrar em ao, paratransformar-se em energia cintica to logo surja aoportunidade.

    A energia potencial tem a propriedade de transformar-se em energia cintica por causa do seu constituintefsico, ou da sua posio acima de um certo ponto dereferncia.

    Por causa da elevao, a gua contida em uma torrede gua energia potencial. Ela tem a propriedade deescoar por gravidade pela torneira de uma residnciaque estiver em um nvel mais baixo.

    A expresso que descreve o trabalho :

    Ec =m. v2

    2

    Ep = m.g.h

    Trabalho = fora exercida x distncia do movimento = joule(Nm) (N) (m) (J)

    Newton - Metro (Nm)

    O Estado de Alterao de EnergiaA energia potencial tem a propriedade de setransformar em energia cintica. E a energia cinticapode ser tambm transformada em energia potencial.A gua na torre energia potencial que se transformaem energia cintica hidrulica na torneira. Esta energiacintica se transforma em energia potencial medidaque se enche um copo.

    Trabalho

    o movimento de um objeto atravs de uma determinadadistncia.

    Temos como unidade para trabalho o:

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    Quando aplicamos uma fora de 10 kgf em uma reade 1 cm2, obtemos como resultado uma presso internade 10 kgf/cm2 agindo em toda a parede do recipientecom a mesma intensidade.

    Este princpio, descoberto e enunciado por Pascal,levou construo da primeira prensa hidrulica noprincpio da Revoluo Industrial. Quem desenvolveua descoberta de Pascal foi o mecnico Joseph Bramah.

    Princpio Prensa Hidrulica

    PotnciaA unidade para medir "potncia" o N.m/s. JamesWatt, o inventor da mquina a vapor, quis comparar aquantidade de potncia que a sua mquina poderiaproduzir com a potncia produzida por um cavalo. Pormtodos experimentais, Watt descobriu que um cavalopoderia erguer 250 kgf altura de 30,5 cm em umsegundo, que igual a:

    A expresso que descreve potncia :

    Definio de PressoPresso a fora exercida por unidade de superfcie.Em hidrulica, a presso expressa em kgf/cm2, atmou bar.

    A presso tambm poder ser expressa em psi (poundper square inch) que significa libra fora por polegadaquadrada, abrevia-se lbf/pol2.

    Lei de Pascal

    A presso exercida em um ponto qualquer de umlquido esttico a mesma em todas as direes eexerce foras iguais em reas iguais.

    Vamos supor um recipiente cheio de um lquido, o qual praticamente incompressvel.

    Sabemos que:

    Portanto:

    Temos que a presso, agindo em todos os sentidosinternamente na cmara da prensa, de 10 Kgf/cm2.

    Esta presso suportar um peso de 100 Kgf setivermos uma rea A2 de 10 cm2, sendo:

    F = P x A

    745,7s

    N m

    Fora exercida x distncia do movimento(N) (m)

    Tempo (segundos)HP = x 745

    P1 =F1A1

    =

    10 kgf1 cm2

    = 10 kgf/cm2

    P =FA

    101 cm2 10 cm2

    100

    2. ...desenvolver umapresso de 10kgf/cm2(10atm) em todos ossentidos dentro desterecipiente

    1. Uma fora de 10kgfaplicada em um pistode 1cm2 de rea...

    4. As foras so proporcionaiss reas dos pistes

    3. ... Esta pressosuportar um peso de100kgf se tivermos umarea de 10cm2

    ENTRADA10kgf1cm2

    100kgf10cm2= SADA

    F = Fora A = rea P = Presso

    1. Suponhamos uma garrafa cheia de um lquido,o qual praticamente incompressvel.

    2. Se aplicarmos uma fora de 10kgf numa rolhade 1cm2 de rea...

    3. ... o resultado ser uma fora de 10kgf em cadacentmetro quadrado das paredes da garrafa.

    4. Se o fundo da garrafa tiver uma rea de 20cm2e cada centmetro estiver sujeito a uma forade 10kgf, teremos como resultante uma forade 200kgf aplicada ao fundo da garrafa.

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    Portanto:

    Podemos considerar que as foras so proporcionaiss reas dos pistes.

    Fatores de Conversode Unidades de Presso

    F2 = P1 x A2F2 = 10 kgf/cm2 x 10cm2

    F2 = 100 kgf

    1 atm = 1,0333 kgf/cm21 atm = 1,0134 bar1 atm = 14,697 psi (lbf/pol2)1 atm = 760 mmHg1 kgf/cm2 = 0,9677 atm1 kgf/cm2 = 0,9807 bar1 kgf/cm2 = 14,223 psi (lbf/pol2)1 kgf/cm2 = 736 mmHg1 bar = 0,9867 atm1 bar = 1,0196 kgf/cm21 bar = 14,503 psi (lbf/pol2)1 bar = 759 mmHg1 psi = 0,0680 atm1 psi = 0,0703 kgf/cm21 psi = 0,0689 bar1 psi = 51,719 mmHg

    Equivalncia entre Unidadesde Presso

    1 atm = 1kgf/cm2 = 1 bar = 14,7 psi~

    Podemos considerar:

    1 bar = 14,5 psi

    Conservao de EnergiaRelembrando um princpio enunciado por Lavoisier,onde ele menciona:

    "Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo setransforma."

    Realmente no podemos criar uma nova energia e nemto pouco destru-la e sim transform-la em novasformas de energia.

    Quando desejamos realizar uma multiplicao deforas significa que teremos o pisto maior, movidopelo fluido deslocado pelo pisto menor, sendo que adistncia de cada pisto seja inversamenteproporcional s suas reas.O que se ganha em relao fora tem que sersacrificado em distncia ou velocidade.

    Quando o pisto de rea = 1 cm2 se move 10 cmdesloca um volume de 10cm3 para o pisto derea = 10 cm2. Consequentemente, o mesmomovimentar apenas 1 cm de curso.

    ~

    `

    101 cm2 10 cm2

    100

    1 cm

    10 cm

    2. 10 centmetros cbicos delquido movimentaro somente1 centmetro neste pisto.

    1. Se o pisto se move 10 centmetros,desloca 10 centmetros cbicos delquido (1cm2 x 10cm = 10cm3).

    4. Neste ponto tambm teremosuma energia de 100kgf. cm(1cm x 100kgf).

    3. A energia transferida ser igual a10 quilogramafora x 10 centmetrosou 100kgf. cm.

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    Antes de trabalhar diretamente com a transmisso deenergia atravs de lquidos, torna-se necessrio revero conceito de hidrulica estudando as caractersticasde um lquido, para depois saber como uma fora setransmite atravs dele.

    Lquidos

    Lquido uma substncia constituda de molculas.Ao contrrio dos gases, nos lquidos as molculas soatradas umas s outras de forma compacta. Por outrolado, ao contrrio dos slidos, as molculas no seatraem a ponto de adquirirem posies rgidas.

    Os Lquidos assumem qualquer forma

    O deslizamento das molculas umas sob as outrasocorre continuamente, por isso o lquido capaz detomar a forma do recipiente onde ele est.

    Os Lquidos so relativamenteIncompressveis

    Com as molculas em contato umas s outras, oslquidos exibem caractersticas de slidos. Os lquidosso relativamente impossveis de serem comprimidos.Uma vez que os lquidos so relativamenteIncompressveis e podem tomar a forma dorecipiente, eles possuem certas vantagens natransmisso de fora.

    Transmisso de ForaOs quatro mtodos de transmisso de energia:mecnica, eltrica, hidrulica e pneumtica, socapazes de transmitir foras estticas (energiapotencial) tanto quanto a energia cintica. Quando umafora esttica transmitida em um lquido, essatransmisso ocorre de modo especial. Para ilustrar,vamos comparar como a transmisso ocorre atravsde um slido e atravs de um lquido em um recipientefechado.Energia Molecular

    As molculas nos lquidos esto continuamente emmovimento. Elas deslizam umas sob as outras, mesmoquando o lquido est em repouso. Este movimentodas molculas chama-se energia molecular.

    Fora Transmitida atravs de um Slido

    A fora atravs de um slido transmitida em umadireo. Se empurrarmos o slido em uma direo, afora transmitida ao lado oposto, diretamente.

    pisto mvel

    slido

    3.Transmisso Hidrulica de Fora e Energia