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18/02/2009 07:32:16

Servoválvulas

Propomos neste artigo uma breve análise sobre as servoválvulas, bem como um comparativo entre essa tecnologia e as válvulas proporcionais

Claudio Bessi

A servoválvula é o equipamento onde um pequeno sinal elétrico é aplicado e transforma-se analogicamente em um sinal de saída hidráulica (pressão, vazão). Ela é aplicada como amplificador comandado eletricamente (na maioria dos casos, em circuitos de malha fechada), isto é, um sinal elétrico de entrada não somente é transformado em correspondente vazão de óleo, mas os desvios da velocidade determinada ou a posição, são medidos eletricamente, e conduzidos para a devida correção. A tabela 1 mostra a comparação básica de uma válvula proporcional e uma servoválvula.

T.1 – Comparação entre válvula proporcional e servoválvula.

Construção de uma Servoválvula

O motor de comando transforma um pequeno sinal de corrente em um movimento mecânico proporcional. Nas servoválvulas o motor é um aparelho independente, montado em separado e testado. Além disso, é intercambiável, o que facilita a manutenção e o reparo.

No “motor de comando seco”, a parte hidráulica é vedada hermeticamente e é construída como segue:

Uma armadura de material magnético “macio“ está fixada num tubo elástico (mola) de parede fina, o qual ao mesmo tempo guia a placa de impacto (lingüeta) e faz a vedação em relação ao fluido de pressão. A placa de impacto pertence construtivamente ao motor de comando e funcionalmente ao amplificador hidráulico (figura 1).

F.1 – Construção de uma servoválvula.

Construção do motor de comando

O motor de comando é um motor sob permanente magnetismo. Através de parafusos de ajuste dos pólos, poderá ser acertada a folga entre armadura e parafusos, podendo assim ser otimizada a característica do motor.

As bobinas montadas sobre a armadura polarizam a mesma. Com isso, atua um determinado momento torsor sobre o tubo. O momento torsor é proporcional ao valor da corrente de comando, sendo que quando a corrente de comando desliga (i=0), o momento é igual a zero e, conseqüentemente, o tubo (mola de recuo) centra a armadura e também a placa de impacto novamente.

A transferência do momento torsor neste tipo de comando da armadura para a placa de impacto tem evidentes vantagens, entre as quais:

-Isento de atritos;-Baixa histerese;-Vedação do fluido de pressão/ motor de comando;-Não provoca campo magnético no fluido de pressão.-As servoválvulas (figura 2) se compõem basicamente de:-Do motor de comando (1) com magnetização permanente,-Do amplificador hidráulico (2) executado como válvula diagrama ou placa de impacto.

F2 – Servo-válvula.

Motor de Comando (Explicação)

Uma armadura (3) de material magnético macio está fixada num tubo elástico de parte fina (4). Este tubo, guia ao mesmo tempo a placa de impacto (5) e veda o motor de comando (1) em relação à parte hidráulica.

Com os parafusos de ajuste dos pólos (6), podem ser ajustadas as folgas entre a armadura (3), e a placa polar superior (8).Com ajustes iguais e sem sinal elétrico de comando, o fluxo magnético de comando nas quatro folgas (9) é igual. Se for dado um sinal de comando elétrico às bobinas (10), então a armadura (3) será defletida.

Com a armadura (3) será ao mesmo tempo movimentada a placa de impacto (5).

O momento gerado pelo motor de comando na armadura (3), é proporcional ao sinal elétrico de entrada, e com a corrente de comando desligada (i=0), o momento é igual a zero.

Com isso, a armadura e a placa de impacto são mantidas na posição central através dos tubos (4).

Amplificador Hidráulico - Príncipio do Sistema Diafragma-Placa de Impacto

A transformação da deflexão na placa de impacto em uma grandeza hidráulica ocorre no

amplificador hidráulico (2). Como amplificador hidráulico, utiliza-se neste caso o sistema diafragma–placa de impacto.

O sistema (figura 3) consiste de dois diafragmas fixos D1, e dois diafragmas reguladores D2. A pressão de comando p atuante nos dois lados é reduzida gradativamente através dos diafragmas D1 e D2. Se as secções dos diafragmas forem iguais, então resulta também a mesma queda de pressão através deles (por exemplo, p=100 bar, A e B =50 bar, e T=0).

F.3 – Amplificador hidráulico.

Com a deflexão da placa de impacto alteram-se as distâncias para os diafragmas reguladores, exemplo deflexão para a esquerda:

A distância da placa em D2 esquerda ficará menor, e em D2 direita ficará maior. Com isso, altera-se a pressão em A e B: a pressão A sobe e em B desce.

Conclusão

Agora que o leitor já tem uma boa idéia sobre motores de comando, amplificador hidráulico, e as diferenças entre servoválvulas e válvulas proporcionais, faremos uma análise sobre essa última em uma próxima oportunidade, uma vez que se trata de um capítulo fundamental na automação industrial contemporânea.

*Originalmente publicado na revista Mecatrônica Atual - Nº17 - Set/04

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