Apostila de Hidráulica

1 Centro Federal de Educação Tecnológica da Bahia Unidade de ensino de Santo Amaro APOSTILA DE HIDRÁULICA Marcio Rodrigues Gomes Marcos Andrade Fábio Ferraz 2008 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 2 INTRODUÇÃO Experiências têm mostrado que a hidráulica vem se destacando e ganhando espaço como um meio de transmissão de energia nos mais variados segmentos do mercado sendo a Hidráulica Industrial e Móbil as que apresentam um maior crescimento Porém podese notar que a hidráulica está presente em todos os setores industriais Amplas áreas de automatização foram possíveis com a introdução de sistemas hidráulicos para controle de movimentos Para um conhecimento detalhado e estudo da energia hidráulica vamos inicialmente entender o termo Hidráulica O termo Hidráulica derivouse da raiz grega Hidro que tem o significado de água por essa razão entendemse 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 Divisões da Hidráulica e aplicações Estacionária Mobil Prensa hidráulica Esmerilhadeira cilíndrica hidráulica CEFETBa Tecnologia Hidráulica 3 PRINCÍPIOS FÍSICOS DA HIDRÁULICA Definição de Pressão Pressão é a força exercida por unidade de superfície Em hidráulica a pressão é expressa em kgfcm2 atm ou bar A pressão também poderá ser expressa em psi Pound per square inch que significa libra força por polegada quadrada abreviase lbfpol2 Pressão hidrostática É a pressão exercida por uma coluna de líquido e é dada pela seguinte expressão Exemplos Medidor de pressão Manômetro O manômetro é um aparelho que mede um diferencial de pressão Dois tipos de manômetros são utilizados nos sistemas hidráulicos o de Bourdon e o de núcleo móvel Principal tipo de manômetro Manômetro de Bourdon O tubo de Bourdon consiste de uma escala calibrada em unidades de pressão e de um ponteiro ligado através de um mecanismo a um tubo oval em forma de C Esse tubo é ligado à pressão a ser medida A F p g h p CEFETBa Tecnologia Hidráulica 4 Funcionamento Conforme a pressão aumenta no sistema o tubo de Bourdon tende a endireitarse devido às diferenças nas áreas entre os diâmetros interno e externo do tubo Esta ação de endireitamento provoca o movimento do ponteiro proporcional ao movimento do tubo que registra o valor da pressão no mostrador Os manômetros de Bourdon são instrumentos de boa precisão com valores variando entre 01 e 3 da escala total São usados geralmente para trabalhos de laboratórios ou em sistemas onde a determinação da pressão é de muita importância Lei de Pascal 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 Vamos supor um recipiente cheio de um líquido o qual é praticamente incompressível Quando aplicamos uma força de 10 kgf em uma área de 1cm2 obtemos como resultado uma pressão interna de 10 kgfcm2 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 Quem desenvolveu a descoberta de Pascal foi o mecânico Joseph Bramah Princípio da Prensa Hidráulica multiplicação de força Sabemos que 𝑝 𝐹 𝐴 Portanto 𝑝1 𝐹1 𝐴1 100𝑘𝑔𝑓 10𝑐𝑚2 10𝑘𝑔𝑓𝑐𝑚2 Temos que a pressão agindo em todos os sentidos internamente na câmara da prensa é de 10 Kgfcm2 Esta pressão suportará um peso de 1000 Kgf se tivermos uma área A2 de 100 cm2 sendo 𝐹 𝑝 𝐴 F1 100kgf f CEFETBa Tecnologia Hidráulica 5 Temos 𝐹2 𝑝1 𝐴2 𝐹2 10𝑘𝑔𝑓𝑐𝑚2 100𝑐𝑚2 𝐹2 1000𝑘𝑔𝑓 Podemos considerar que as forças são proporcionais às áreas dos pistões Fatores de Conversão de Unidades de Pressão Equivalência entre Unidades de Pressão Na prática podemos considerar Conservação de Energia Relembrando um princípio enunciado por Lavoisier onde ele menciona Na natureza nada se cria e nada se perde tudo se transforma Realmente não podemos criar uma nova energia e nem tão pouco destruíla e sim transformála em novas formas de energia Quando desejamos realizar uma multiplicação de forças significa que teremos o pistão maior movido pelo fluido deslocado pelo pistão menor sendo que a distância de cada pistão seja inversamente proporcional às suas áreas O que se ganha em relação à força tem que ser sacrificado em distância ou velocidade CEFETBa Tecnologia Hidráulica 6 Quando o pistão de área 1 cm2 se move 10 cm desloca um volume de 10cm3 para o pistão de área 10 cm2 Conseqüentemente o mesmo movimentará apenas 1cm de curso já que o volume de fluido deslocado é o mesmo Transmissão de Força Os quatro métodos de transmissão de energia mecânica elétrica hidráulica e pneumática são capazes de transmitir forças estáticas energia potencial tanto quanto a energia cinética Quando uma força estática é transmitida em um líquido essa transmissão ocorre de modo especial Para ilustrar vamos comparar como a transmissão ocorre através de um sólido e através de um líquido em um recipiente fechado Força Transmitida através de um Sólido A força através de um sólido é transmitida em uma direção Se empurrarmos o sólido em uma direção a força é transmitida ao lado oposto diretamente CEFETBa Tecnologia Hidráulica 7 Força Transmitida através de um Líquido Se empurrarmos o tampão de um recipiente cheio de líquido o líquido do recipiente transmitirá pressão sempre da mesma maneira independentemente de como ela é gerada e da forma do mesmo Fluido Hidráulico 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 comum Fluido à Base de Petróleo O fluido à base de petróleo é mais do que um óleo comum Os aditivos são ingredientes importantes na sua composição Os aditivos dão ao óleo características que o tornam apropriado para uso em sistemas hidráulicos Índice de Viscosidade IV O índice de viscosidade é um número puro que indica como um fluido varia em viscosidade quando a temperatura muda Um fluido com um alto índice de viscosidade mudaria relativamente pouco com a temperatura A maior parte dos sistemas hidráulicos industriais requer um fluido com um índice de viscosidade de 90 ou mais Inibidores de Oxidação A oxidação do óleo ocorre por causa de uma reação entre o óleo e o oxigênio do ar A oxidação resulta em baixa capacidade de lubrificação na formação de ácido e na geração de partículas de carbono e aumento da viscosidade do fluido A oxidação do óleo é aumentada por três fatores 1 Alta temperatura do óleo 2 Catalisadores metálicos tais como cobre ferro ou chumbo 3 O aumento no fornecimento de oxigênio CEFETBa Tecnologia Hidráulica 8 Inibidores de Corrosão Os inibidores de corrosão protegem as superfícies de metal do ataque por ácidos e material oxidante Este inibidor forma um filme protetor sobre as superfícies do metal e neutraliza o material corrosivo ácido à medida que ele se forma Aditivos de Extrema Pressão ou Antidesgaste Estes aditivos são usados em aplicações de alta temperatura e alta pressão Em pontos localizados onde ocorrem temperaturas ou pressões altas por exemplo as extremidades das palhetas numa bomba ou motor de palheta Aditivos Antiespumantes Os aditivos antiespumantes não permitem que bolhas de ar sejam recolhidas pelo óleo o que resulta numa falha do sistema de lubrificação Estes inibidores operam combinando as pequenas bolhas de ar em bolhas grandes que se desprendem da superfície do fluido e estouram Fluidos Resistentes ao Fogo Uma característica inconveniente do fluido proveniente do petróleo é que ele é inflamável Não é seguro usálo perto de superfícies quentes ou de chama Por esta razão foram desenvolvidos vários tipos de fluidos resistentes ao fogo Emulsão de Óleo em Água A emulsão de óleo em água resulta em um fluido resistente ao fogo que consiste de uma mistura de óleo numa quantidade de água A mistura pode variar em torno de 1 de óleo e 99 de água a 40 de óleo e 60 de água A água é sempre o elemento dominante Emulsão de Água em Óleo A emulsão de água em óleo é um fluido resistente ao fogo que é também conhecido como emulsão invertida A mistura é geralmente de 40 de água e 60 de óleo O óleo é dominante Este tipo de fluido tem características de lubrificação melhores do que as emulsões de óleo em água Fluido de ÁguaGlicol O fluido de águaglicol resistente ao fogo é uma solução de glicol anticongelante e água A mistura é geralmente de 60 de glicol e 40 de água Sintético Os fluidos sintéticos resistentes ao fogo consistem geralmente de ésteres de fosfato hidrocarbonos clorados ou uma mistura dos dois com frações de petróleo Este é o tipo mais caro de fluido resistente ao fogo Os componentes que operam com fluidos sintéticos resistentes ao fogo necessitam de guarnições de material especial Viscosidade A viscosidade é a medida de resistência ao fluxo das moléculas de um líquido quando elas deslizam umas sobre as outras É uma medida inversa à de fluidez Efeito da Temperatura sobre a Viscosidade Uma garrafa de melado tirada da geladeira apresenta uma alta resistência ao fluxo Tentar passar esse líquido por um funil constituise numa operação demorada CEFETBa Tecnologia Hidráulica 9 Aquecendose o melado fazse com que ele escoe perfeitamente pelo funil O aquecimento das moléculas do melado faz com que elas deslizem umas às outras com maior facilidade Conforme se aumenta a temperatura de um líquido a sua viscosidade diminui Segundo Saybolt Universal SSU Uma das medidas de viscosidade dos fluidos é o SSU abreviatura de Segundo Saybolt Universal O professor Saybolt aqueceu um líquido com volume predeterminado a uma dada temperatura e fez o líquido passar por uma abertura de tamanho também especificado Ele cronometrou o fluxo em segundos até que o líquido enchesse um recipiente com capacidade de 60 mililitros O resultado foi a medição da viscosidade em SSU Tipos de fluxos Laminar as camadas de fluido se deslocam paralelamente umas às outras Nesse tipo de fluxo a velocidade do fluido aumenta na medida em que se afasta das paredes do tubo ou seja a velocidade máxima é atingida pela cama central do fluido Turbulento as camadas de fluido se deslocam de maneira aleatória umas em relação às outras CEFETBa Tecnologia Hidráulica 10 Velocidade x Vazão Nos sistemas dinâmicos o fluido que passa pela tubulação se desloca a certa velocidade Esta é a velocidade do fluido que de modo geral é medida em centímetros por segundo cmseg O volume do fluido passando pela tubulação em um determinado período de tempo é a vazão Q VA em litros por segundo ls A relação entre velocidade e vazão pode ser vista na ilustração Para encher um recipiente de 20 litros em um minuto o volume de fluido em um cano de grande diâmetro deve passar a uma velocidade de 300 cms No tubo de pequeno diâmetro o volume deve passar a uma velocidade de 600 cms para encher o recipiente no tempo de um minuto Em ambos os casos a vazão é de 20 litrosminuto mas as velocidades do fluido são diferentes o compriment área volume S A v tempo volume vazão t v Q área velocidade vazão A V Q área vazão velocidade A Q V CEFETBa Tecnologia Hidráulica 11 Potência x Eficiência em sistemas hidráulicos Em sistemas hidráulicos devido às perdas de cargas geradas pelos próprios elementos do circuito como por exemplo bombas válvulas curvas cilindros instrumentos de medida e a própria tubulação o aproveitamento final da energia fornecida ao circuito é cerca de 75 conforme ilustrado na figura a seguir Cavitação A cavitação é provocada quando por algum motivo gerase uma zona de depressão ou pressão negativa Quando isso ocorre o fluido tende a vaporizar formando bolhas de ar Ao passar da zona de depressão o fluido volta a ficar submetido à pressão de trabalho e as bolhas de ar implodem provocando ondas de choque que provocam desgaste corrosão e até mesmo destroem pedaços dos rotores carcaças e tubulações Causas da cavitação Filtro da linha de sucção saturado Respiro do reservatório fechado ou entupido Linha de sucção muito longa Muitas curvas na linha de sucção perdas de cargas Estrangulamento na linha de sucção Altura estática da linha de sucção Linha de sucção congelada CEFETBa Tecnologia Hidráulica 12 Exemplo de defeito provocado pela cavitação Corrosão das palhetas da bomba Características de uma bomba em cavitação Queda de rendimento Marcha irregular Vibração provocada pelo desbalanceamento Ruído provocado pela implosão das bolhas Como evitar a cavitação Primeiramente elaborandose um bom projeto para a linha de sucção Segundo aplicandose uma manutenção preventiva Grupo de acionamento e reservatório hidráulico A função de um reservatório hidráulico é conter ou armazenar o fluido hidráulico de um sistema Do que consiste um Reservatório Hidráulico Os reservatórios hidráulicos consistem de quatro paredes geralmente de aço uma base abaulada um topo plano com uma placa de apoio quatro pés linhas de sucção retorno e drenos plugue do dreno indicador de nível de óleo tampa para respiradouro e enchimento tampa para limpeza e placa defletora Chicana CEFETBa Tecnologia Hidráulica 13 Funcionamento Quando o fluido retorna ao reservatório a placa defletora impede 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 Todas as linhas de retorno devem estar localizadas abaixo do nível do fluido e no lado do defletor oposto à linha de sucção Filtros hidráulicos Todos os fluidos hidráulicos contêm certa quantidade de contaminantes A necessidade do filtro no entanto não é reconhecida na maioria das vezes pois o acréscimo deste componente particular não aumenta de forma aparente a ação da máquina Mas o pessoal experiente de manutenção concorda que a grande maioria dos casos de mau funcionamento de componentes e sistemas é causada por contaminação As partículas de sujeira podem fazer com que máquinas caras e grandes falhem A Contaminação Interfere nos Fluidos Hidráulicos A contaminação causa problemas nos sistemas hidráulicos porque interfere no fluido que tem quatro funções 1 Transmitir energia 2 Lubrificar peças internas que estão em movimento 3 Transferir calor 4 Vedar folgas entre peças em movimento A contaminação interfere em três destas funções Interfere com a transmissão de energia vedando pequenos orifícios nos componentes hidráulicos Nesta condição a ação das válvulas não é apenas imprevisível e improdutiva mas também insegura Devido à viscosidade atrito e mudanças de direção o fluido hidráulico gera calor durante a operação do sistema Quando o líquido retorna ao reservatório transfere calor às suas paredes As partículas contaminantes interferem no esfriamento do líquido por formar um sedimento que torna difícil a transferência de calor para as paredes do reservatório Provavelmente o maior problema com a contaminação num sistema hidráulico é que ela interfere na lubrificação A falta de lubrificação causa desgaste excessivo resposta lenta operações nãosequenciadas queima da bobina do solenóide e falha prematura do componente CEFETBa Tecnologia Hidráulica 14 Escala micrométrica Um mícron é igual a um milionésimo de um metro ou trinta e nove milionésimos de uma polegada Um único mícron é invisível a olho nu e é tão pequeno que é extremamente difícil imaginálo Para trazer o seu tamanho mais próximo da realidade alguns objetos de uso diário serão medidos com o uso da escala micrométrica Um simples grão de sal refinado mede 100 mícron O diâmetro médio de um fio de cabelo humano mede 70 micra 25 micra correspondem a aproximadamente um milésimo de polegada Limite de visibilidade O menor limite de visibilidade para o olho é de 40 micra Em outras palavras uma pessoa normal pode enxergar uma partícula que mede 40 micra no mínimo Isto significa que embora uma amostra de fluido hidráulico pareça estar limpa ela não está necessariamente limpa Muito da contaminação prejudicial em um sistema hidráulico está abaixo de 40 mícron Elementos filtrantes A função de um filtro é remover impurezas do fluido hidráulico Isto é feito forçando o fluxo do fluido a passar por um elemento filtrante que retém a contaminação Os elementos filtrantes são divididos em tipos de profundidade e de superfície CEFETBa Tecnologia Hidráulica 15 Elementos de Filtro de Profundidade Os elementos do filtro de profundidade forçam o fluido a passar através de uma espessura apreciável de várias camadas de material A contaminação é retida por causa do entrelaçamento das fibras e a conseqüente trajetória irregular que o fluido deve tomar Os papéis tratados e os materiais sintéticos são usados comumente como materiais porosos de elementos de filtro de profundidade Fibra de vidro grossa aumentada em 100 vezes Fibra de vidro fina aumentada em 100 vezes Elementos do Tipo de Superfície Num filtro do tipo de superfície um fluxo de fluido tem uma trajetória direta de fluxo através de uma camada de material A sujeira é retida na superfície do elemento que está voltada para o fluxo Telas de arame ou metal perfurado são tipos comuns de materiais usados como elemento de filtro de superfície CEFETBa Tecnologia Hidráulica 16 Tipo de Filtragem pela Posição no Sistema O filtro é a proteção para o componente hidráulico Seria ideal que cada componente do sistema fosse equipado com o seu próprio filtro mas isso não é economicamente prático na maioria dos casos Para se obterem melhores resultados a prática usual é colocar filtros em pontos estratégicos do sistema Filtros de Sucção Existem 2 tipos de filtro de sucção Filtro de Sucção Interno São os mais simples e mais utilizados Têm a forma cilíndrica com tela metálica com malha de 74 a 150 mícrons não possuem carcaça e são instalados dentro do reservatório abaixo no nível do fluido Apesar de serem chamados de filtro impedem apenas a passagem de grandes partículas na língua inglesa são chamados de strainer que significa peneira Vantagens 1 Protegem a bomba da contaminação do reservatório 2 Por não terem carcaça são filtros baratos Desvantagens 1 São de difícil manutenção especialmente se o fluido está quente 2 Não possuem indicador 3 Podem bloquear o fluxo de fluido e prejudicar a bomba se não estiverem dimensionados corretamente ou se não conservados adequadamente 4 Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba CEFETBa Tecnologia Hidráulica 17 Filtro de Sucção Externo Pelo fato de possuírem carcaça estes filtros são instalados diretamente na linha de sucção fora do reservatório Existem modelos que são instalados no topo ou na lateral dos reservatórios Estes filtros possuem malha de filtragem de 3 a 238 mícrons Vantagens 1 Protegem a bomba da contaminação do reservatório 2 Indicador mostra quando o elemento está sujo 3 Podem ser trocados sem a desmontagem da linha de sucção do reservatório Desvantagens 1 Podem bloquear o fluxo de fluido e prejudicar a bomba se não estiverem dimensionados corretamente ou se não conservados adequadamente 2 Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba Filtro de Pressão Um filtro de pressão é posicionado no circuito entre a bomba e um componente do sistema A malha de filtragem dos filtros de pressão é de 3 a 40 mícrons Um filtro de pressão pode também ser posicionado entre os componentes do sistema Vantagens 1 Filtram partículas muito finas visto que a pressão do sistema pode impulsionar o fluido através do elemento 2 Pode proteger um componente específico contra o perigo de contaminação por partículas Desvantagens 1 A carcaça de um filtro de pressão deve ser projetada para alta pressão 2 São caros porque devem ser reforçados para suportar altas pressões choques hidráulicos e diferencial de pressão CEFETBa Tecnologia Hidráulica 18 Filtro de Linha de Retorno Está posicionado no circuito próximo do reservatório A dimensão habitualmente encontrada nos filtros de retorno é de 5 a 40 mícrons Vantagens 1 Retém contaminação no sistema antes que ela entre no reservatório 2 A carcaça do filtro não opera sob pressão plena de sistema por esta razão é mais barata do que um filtro de pressão 3 O fluido pode ter filtragem fina visto que a pressão do sistema pode impulsionar o fluido através do elemento Desvantagens 1 Não há proteção direta para os componentes do circuito 2 Em filtros de retorno de fluxo pleno o fluxo que surge da descarga dos cilindros dos atuadores e dos acumuladores pode ser considerado quando dimensionado 3 Alguns componentes do sistema podem ser afetados pela contrapressão gerada por um filtro de retorno Bombas hidráulicas Generalidades As bombas 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 através da linha de sucção a penetrar na bomba A bomba passará o fluido para a abertura de descarga forçandoo através do sistema hidráulico As bombas são classificadas basicamente em dois tipos hidrodinâmicas e hidrostáticas Hidrodinâmica Hidrostática As bombas hidráulicas são classificadas como positivas fluxo pulsante e nãopositivas fluxo contínuo CEFETBa Tecnologia Hidráulica 19 Bombas Hidrodinâmicas São bombas de deslocamento nãopositivo usadas para transferir fluidos e cuja única resistência é a criada pelo peso do fluido e pelo atrito Essas bombas raramente são usadas em sistemas hidráulicos porque seu poder de deslocamento de fluido se reduz quando aumenta a resistência e também porque é possível bloquearse completamente seu pórtico de saída em pleno regime de funcionamento da bomba Localização da Bomba Muitas vezes num sistema hidráulico industrial a bomba está localizada sobre a tampa do reservatório que contém o fluido hidráulico do sistema A linha ou duto de sucção conecta a bomba com o líquido no reservatório O líquido fluindo do reservatório para a bomba pode ser considerado um sistema hidráulico separado Mas neste sistema a pressão menor que a atmosférica é provocada pela resistência do fluxo A energia para deslocar o líquido é aplicada pela atmosfera A atmosfera e o fluido no reservatório operam juntos como no caso de um acumulador CEFETBa Tecnologia Hidráulica 20 Bombas de engrenagens A bomba de engrenagem consiste basicamente de uma carcaça com orifícios de entrada e de saída e de um mecanismo de bombeamento composto de duas engrenagens Uma das engrenagens a engrenagem motora é ligada a um eixo que é conectado a um elemento acionador principal A outra engrenagem é a engrenagem movida Como funciona uma Bomba de Engrenagem No lado da entrada os dentes das engrenagens desengrenam o fluido entra na bomba sendo conduzido pelo espaço existente entre os dentes e a carcaça para o lado da saída onde os dentes das engrenagens engrenam e forçam o fluido para fora do sistema Uma vedação positiva neste tipo de bomba é realizada entre os dentes e a carcaça e entre os próprios dentes de engrenamento As bombas de engrenagem têm geralmente um projeto não compensado Bomba de Engrenagem Externa A bomba de engrenagem que foi descrita acima é uma bomba de engrenagem externa isto é ambas as engrenagens têm dentes em suas circunferências externas Estas bombas são às vezes chamadas de bombas de dentessobredentes Há basicamente três tipos de engrenagens usadas em bombas de engrenagem externa as de engrenagens de dentes retos as helicoidais e as que têm forma de espinha de peixe Visto que as bombas de engrenagem de dentes retos são as mais fáceis de fabricar este tipo de bomba é o mais comum Bomba de Engrenagem Interna Uma bomba de engrenagem interna consiste de uma engrenagem externa cujos dentes se engrenam na circunferência interna de uma engrenagem maior O tipo mais comum de bomba de engrenagem interna nos sistemas industriais é a bomba tipo gerotor Bomba Tipo Gerotor A bomba tipo gerotor é uma bomba de engrenagem interna com uma engrenagem motora interna e uma engrenagem movida externa A engrenagem interna tem um dente a menos do que a engrenagem externa Enquanto a engrenagem interna é movida por um elemento acionado ela movimenta a engrenagem externa maior De um lado do mecanismo de bombeamento formase um volume crescente enquanto os dentes da engrenagem desengrenam Do outro lado da bomba é formado um volume decrescente Uma bomba tipo gerotor tem um projeto não compensado O fluido que entra no mecanismo de CEFETBa Tecnologia Hidráulica 21 bombeamento é separado do fluido de descarga por meio de uma placa de abertura Enquanto o fluido é impelido da entrada para a saída uma vedação positiva é mantida conforme os dentes da engrenagem interna seguem o contorno do topo das cristas e vales da engrenagem externa Especificações das Bombas de Engrenagem Vazão Ver dados de rendimento de cada série Pressão Ver dados de rendimento de cada série TorqueCombinado 923 máximo regime contínuo 11 kgfm máxregime intermitente O segundo estágio da bomba não pode exceder 3kgfm Material do Corpo Alumínio fundido Temperatura de operação 40oC a 85oC Notas de Instalação Ver em informações para instalação recomendações específicas pertinentes à limpeza do sistema fluidos startup condições de entrada alinhamento do eixo e outros importantes fatores relativos à própria instalação e uso destas bombas Dados de Rendimento O primeiro e o segundo estágios combinados não podem exceder a 923 kgfm regime contínuo 11 Kgfm regime intermitente O segundo estágio não pode exceder a 3 kgfm Exemplo H39 a 172 bar 219 kgfm x 172 69 bar 549 kgfm D17 a 172 bar 094 kgfm x 172 69 bar 234 kgfm Torque total 78 kgfm Informações para instalação de Bombas de Engrenagem Fluidos recomendados O fluido deve ter viscosidade de operação na faixa de 80 a 100 SSU Máxima viscosidade para início de fundionamento 4000 SSU Filtragem Para uma maior vida útil da bomba e dos componentes do sistema o fluido não deverá conter mais que 125 partículas maiores de 10 microns por milímetro de fluido classe SAE 4 Fluidos compatíveis Fluidos à base de petróleo Água glicol Emulsão águaóleo Fluido de transmissão Óleo mineral Nota todos os dados são para uso com fluidos à base de petróleo Para uso com fluidos águaglicol e emulsão águaóleo considerar metade das pressões indicadas rotação máxima reduzida de 1000 rpm e especificar mancais do tipo DU Consulte o fabricante para outros fluidos especiais CEFETBa Tecnologia Hidráulica 22 Condições na entrada Vácuo máximo 254 mm de Hg a 1800 rpm 127 m m de Hg à rotação máxima Máxima pressão positiva 14 bar Rotação e alinhamento do eixo alinhamento entre o eixo do motor e o da bomba deve estar dentro de 018 mm LTI Siga as instruções do fabricante do acoplamento durante a instalação para prevenir que o eixo da bomba seja danificado Afixação do motor e da bomba deve ser em bases rígidas O acoplamento deve estar dimensionado para absorver choques e suportar o torque desenvolvido durante a operação Posição de montagem Não há restrições Partida Quando a linha de sucção estiver vazia na partida o circuito deverá estar aberto para tanque Instalações especiais Consulte o fabricante para qualquer uma das seguintes aplicações Pressão eou rotação acima das indicadas acionamento indireto fluidos além dos especificados temperatura acima de 85C Bombas de Palheta As bombas de palheta produzem uma ação de bombeamento fazendo com que as palhetas acompanhem o contorno de um anel ou carcaça O mecanismo de bombeamento de uma bomba de palheta consiste de rotor palhetas anel e uma placa de orifício com aberturas de entrada e saída Como trabalha uma Bomba de Palheta O rotor de uma bomba de palheta suporta as palhetas e é ligado a um eixo que é conectado a um acionador principal À medida que o rotor é girado as palhetas são expulsas por inércia e acompanham o contorno do cilindro o anel não gira Quando as palhetas fazem contato com o anel é formada uma vedação positiva entre o topo da palheta e o anel O rotor é posicionado fora do centro do anel Quando o rotor é girado um volume crescente e decrescente é formado dentro do anel Não havendo abertura no anel uma placa de entrada é usada para separar o fluido que entra do fluido que sai A placa de entrada se encaixa sobre o anel o rotor e as palhetas A abertura de entrada da placa de orifício está localizada onde o volume crescente é formado O orifício de saída da placa de orifício está localizado onde o volume decrescente é gerado Todo o fluído entra e sai do mecanismo de bombeamento através da placa de orifício as aberturas de entrada e de saída na placa de orifício são conectadas respectivamente às aberturas de entrada e de saída na carcaça das bombas CEFETBa Tecnologia Hidráulica 23 Bombas de Palheta de Volume Variável Uma bomba de palheta de deslocamento positivo imprime o mesmo volume de fluído para cada revolução As bombas industriais são geralmente operadas a 1200 ou 1800 rpm Isso indica que a taxa de fluxo da bomba se mantém constante Em alguns casos é desejável que a taxa de fluxo de uma bomba seja variável Um modo de se conseguir isso é variar a taxa do elemento acionador o que é economicamente impraticável A única alternativa então para variar a saída de uma bomba é modificar o seu deslocamento A quantidade de fluido que uma bomba de palheta desloca é determinada pela diferença entre a distância máxima e mínima em que as palhetas são estendidas e a largura das palhetas Enquanto a bomba está operando nada pode ser feito para modificar a largura de uma palheta Entretanto uma bomba de palheta pode ser projetada de modo que a distância de deslocamento das palhetas possa ser modificada sendo essa conhecida como uma bomba de palheta de volume variável O mecanismo de bombeamento de uma bomba de palheta de volume variável consiste basicamente de um rotor palhetas anel que é livre para se movimentar placa de orifícios um mancal para guiar um anel e um dispositivo para variar a posição do anel Em nossa ilustração é usado um parafuso de regulagem As bombas de palheta de volume variado são bombas desbalanceadas Seus anéis são circulares e não têm a forma de elipse Visto que o anel deste tipo de bomba deve ser livre para se deslocar o mecanismo de bombeamento não vem como um conjunto montado Como trabalha uma Bomba de Palheta de Volume Variável Com o parafuso regulado o anel é mantido fora do centro com relação ao rotor Quando o rotor é girado um volume de fluxo é gerado ocorrendo o bombeamento CEFETBa Tecnologia Hidráulica 24 Recuandose o parafuso de regulagem há uma redução da excentricidade do anel em relação ao rotor e conseqüentemente redução do volume de óleo bombeado Com o parafuso todo recuado o anel está centrado e o deslocamento da bomba é nulo Bombas de pistão Características da PFVH Conjunto Rotativo com 10 Palhetas Conjunto Rotativo Projetado para Facilitar Manutenção no Campo e Transformações Conversões Alta Velocidade de Operação para Atender às Aplicações em Equipamentos Mobil Várias Opções de Bombas para Atender os Requisitos dos mais Complexos Circuitos Projeto Simples e Eficiente Grande Tolerância à contaminação do Sistema Baixo Nível de Ruído Operação Silenciosa Balanceada Hidraulicamente para Reduzir os Esforços nos Mancais e Aumentar a Vida Útil da Bomba Especificações da PFVH Vazão Bomba Simples 45 a 227 lmim a 1200 RPM Bomba Dupla 64 a 372 lmim a 1200 RPM Rotações até 2700 RPM Pressões de Operação até 210 bar Contínua Montagens PFVH 25 Flange SAE B 2 Furos PFVH 35 Flange SAE C 2 Furos PFVH 45 Flange SAE C 2 Furos Material do Corpo Ferro Fundido Temperatura de Operação 40C a 85C Classe de Limpeza do Óleo ISO 1815 ou Melhor CEFETBa Tecnologia Hidráulica 25 Características da PFVI Conjunto Rotativo com 12 Palhetas para Operação Silenciosa Baixo Nível de Ruído Conjunto Rotativo Projetado para Facilitar Manutenção no Campo e TransformaçõesConversões Várias Opções de Bombas para Atender os Mais Complexos Circuitos Projeto Simples e Eficiente Grande Tolerância à Contaminação do Sistema Balanceada Hidraulicamente para Reduzir os Esforços nos Mancais e Aumentar a Vida Útil da Bomba Especificações da PFVI Vazão Bomba Simples 45 a 227 lmim a 1200 RPM Bomba Dupla 64 a 372 lmim a 1200 RPM Rotações até 1800 RPM Pressões de Operação até 175 bar Contínua Montagens PFVI 25 Flange SAE B 2 Furos PFVI 35 Flange SAE C 2 Furos PFVI 45 Flange SAE C 2 Furos Material do Corpo Ferro Fundido Temperatura de Operação 40C a 85C Classe de Limpeza do Óleo ISO 1815 ou Melhor Informações sobre Instalação Fluido Recomendado Recomendase o uso de óleo hidráulico de primeira linha com viscosidade entre 30 e 50 cST 150 250 SSU a 38C A viscosidade normal de operação é entre 17 e 180 cST 80 1000 SSU A viscosidade máxima na partida é 1000 cST 4000 SSU Fluidos minerais com aditivos antidesgaste e inibidores de oxidação e ferrugem são os preferidos Fluidos sintéticos águaglicol e emulsões de águaóleo podem ser utilizados com restrições Filtragem O sistema hidráulico deve estar protegido contra contaminação a fim de aumentar a vida útil da bomba e dos seus componentes O fluido deve ser filtrado durante o enchimento e continuamente durante a operação para manter o nível de contaminação em ISO 1815 ou melhor Recomendase o uso de filtro de sucção de 149 microns absoluto 100 mesh com bypass e filtro de retorno de 10 microns absoluto A substituição dos elementos deve ocorrer após as primeiras 487 horas de operação em uma instalação nova e posteriormente a cada 500 horas de operação ou de acordo com as instruções do fabricante do filtro Montagem e Alinhamento As bombas podem ser montadas em qualquer posição A posição preferencial é com o eixo na horizontal Os flanges SAE B ou C com 2 furos são padrões para ambos os tipos de eixo chavetado ou estriado Em acoplamentos diretos os eixos da bomba e do motor devem estar alinhados dentro de 01 mm LTI Evite aplicações que induzam esforços radiais e laterais no eixo CEFETBa Tecnologia Hidráulica 26 Partida Antes de dar partida à bomba os seguintes itens devem ser verificados O sentido de rotação do motor deve estar de acordo com o sentido de rotação indicado no código existente na plaqueta de identificação da bomba Eixos estriados devem ser lubrificados com graxa anticorrosiva ou lubrificante similar A carcaça da bomba deve ser enchida com óleo Nunca deve ser dada partida à bomba seca ou fazêla funcionar sem óleo Observe as recomendações quanto à filtragem do fluido As conexões de entrada e saída de óleo devem estar apertadas e instaladas adequadamente Todos os parafusos e flanges de fixação devem estar apertados e alinhados Durante a partida a válvula de alívio do sistema deve ter a pressão reduzida preferencialmente na regulagem mínima Na partida inicie a bomba pelo procedimento de ligardesligarligar até que se inicie a sucção e fluxo normal Sangrar o ar do sistema até que um fluxo constante de óleo seja observado Operação Eleve lentamente a pressão da válvula de alívio até atingir o valor de ajuste para operação normal Verifique e elimine qualquer vazamento em tubulações conexões e componentes A sua bomba de palhetas Parker terá uma vida longa e operação confiável e eficiente Nota Para maiores informações de vazão e rotação consulte as informações técnicas de cada modelo As bombas de pistão geram uma ação de bombeamento fazendo com que os pistões se alterem dentro de um tambor cilíndrico O mecanismo de bombeamento de uma bomba de pistão consiste basicamente de um tambor de cilindro pistões com sapatas placa de deslizamento sapata mola de sapata e placa de orifício Como funciona uma Bomba de Pistão No exemplo da ilustração a seguir um tambor de cilindro com um cilindro é adaptado com um pistão A placa de deslizamento é posicionada a um certo ângulo A sapata do pistão corre na superfície da placa de deslizamento CEFETBa Tecnologia Hidráulica 27 Quando um tambor de cilindro gira a sapata do pistão segue a superfície da placa de deslizamento a placa de deslizamento não gira Uma vez que a placa de deslizamento está a um dado ângulo o pistão alterna dentro do cilindro Em uma das metades do ciclo de rotação o pistão sai do bloco do cilindro e gera um volume crescente Na outra metade do ciclo de rotação este pistão entra no bloco e gera um volume decrescente Na prática o tambor do cilindro é adaptado com muitos pistões As sapatas dos pistões são forçadas contra a superfície da placa de deslizamento pela sapata e pela mola Para separar o fluido que entra do fluido que sai uma placa de orifício é colocada na extremidade do bloco do cilindro que fica do lado oposto ao da placa de deslizamento Um eixo é ligado ao tambor do cilindro que o conecta ao elemento acionado Este eixo pode ficar localizado na extremidade do bloco onde há fluxo ou como acontece mais comumente ele pode ser posicionado na extremidade da placa de deslizamento Neste caso a placa de deslizamento e a sapata têm um furo nos seus centros para receber o eixo Se o eixo estiver posicionado na outra extremidade a placa de orifício tem o furo do eixo A bomba de pistão que foi descrita acima é conhecida como uma bomba de pistão em linha ou axial isto é os pistões giram em torno do eixo que é coaxial com o eixo da bomba As bombas de pistão axial são as bombas de pistão mais populares em aplicações industriais Outros tipos de bombas de pistão são as bombas de eixo inclinado e as de pistão radial Bombas de Pistão Axial de Volume Variável O deslocamento da bomba de pistão axial é determinado pela distância que os pistões são puxados para dentro e empurrados para fora do tambor do cilindro Visto que o ângulo da placa de deslizamento controla a distância em uma bomba de pistão axial nós devemos somente mudar o ângulo da placa de deslizamento para alterar o curso do pistão e o volume da bomba Com a placa de deslizamento posicionada a um ângulo grande os pistões executam um curso longo dentro do tambor do cilindro Com a placa de deslizamento posicionada a um ângulo pequeno os pistões executam um curso pequeno dentro do tambor do cilindro Variandose um ângulo da placa de deslizamento o fluxo de saída da bomba pode ser alterado Vários meios para variar o ângulo da placa de deslizamento são oferecidos por CEFETBa Tecnologia Hidráulica 28 diversos fabricantes Estes meios vão desde um instrumento de alavanca manual até uma sofisticada servoválvula Bombas de Pistões Radiais Neste tipo de bomba o conjunto gira em um pivô estacionário por dentro de um anel ou rotor Conforme vai girando a força centrífuga faz com que os pistões sigam o controle do anel que é excêntrico em relação ao bloco de cilindros Quando os pistões começam o movimento alternado dentro de seus furos os pórticos localizados no pivô permitem que os pistões puxem o fluido do pórtico de entrada quando estes se movem para fora e descarregam o fluido no pórtico de saída quando os pistões são forçados pelo contorno do anel em direção ao pivô O deslocamento de fluido depende do tamanho e do número de pistões no conjunto bem como do curso dos mesmos Existem modelos em que o deslocamento de fluido pode variar modificandose o anel para aumentar ou diminuir o curso dos pistões Existem ainda controles externos para esse fim Especificações das bombas de pistão Faixas de Pressão Orifício de Saída 248 bar 3600 psi Contínuo 345 bar 5000 psi Pico Orifício de Entrada 069 bar 10 psi máximo não exceder Condições de Entrada Não exceder 5 in Hg de vácuo máximo a 1800 RPM com fluido à base de petróleo Para velocidade especial recomendase ver condições específicas de entrada Dreno de Carcaça 035 bar 5 psi de diferencial máximo sobre o orifício de entrada 103 bar 15 psi máximo Faixa de Velocidade 600 2600 RPM Faixa de Temperatura 40F a 160F 45C a 71 C Material do Corpo Ferro Fundido Filtragem Iso 1613 recomendado Iso 1815 máximo Montagem SAE B 2 Parafusos CEFETBa Tecnologia Hidráulica 29 VÁLVULAS DE CONTROLE DE PRESSÃO Generalidades As válvulas em geral servem para controlar a pressão a direção ou o volume de um fluido nos circuitos hidráulicos As válvulas que estudaremos nesta unidade são do tipo controladoras de pressão que são usadas na maioria dos sistemas hidráulicos industriais Essas válvulas são utilizadas para Limitar a pressão máxima de um sistema Regular a pressão reduzida em certas partes dos circuitos Outras atividades que envolvem mudanças na pressão de operação São classificadas de acordo com o tipo de conexão pelo tamanho e pela faixa de operação A base de operação dessas válvulas é um balanço entre pressão e força da mola A válvula pode assumir várias posições entre os limites de totalmente fechada a totalmente aberta Válvula fechada Válvula aberta As válvulas controladoras de pressão são usualmente assim chamadas por suas funções primárias abaixo relacionadas Válvula de Segurança Válvula de Seqüência Válvula de Descarga Válvula Redutora de Pressão Válvula de Frenagem Válvula de Contrabalanço CEFETBa Tecnologia Hidráulica 30 Válvula limitadora de pressão A pressão máxima do sistema pode ser controlada com o uso de uma válvula de pressão normalmente fechada Com a via primária da válvula conectada à pressão do sistema e a via secundária conectada ao tanque o carretel no corpo da válvula é acionado por um nível predeterminado de pressão e neste ponto as vias primárias e secundárias são conectadas e o fluxo é desviado para o tanque Esse tipo de controle de pressão normalmente fechado é conhecido como válvula limitadora de pressão Ajustamento de Pressão Numa válvula de controle de pressão a pressão da mola é usualmente variada pela regulagem de um parafuso que comprime ou descomprime a mola Como se utilizar uma Válvula de Pressão Normalmente FechadaNF As válvulas de controle de pressão normalmente fechadas têm muitas aplicações num sistema hidráulico Além de a válvula ser usada como um alívio do sistema um controle de pressão normalmente fechado pode ser usado para fazer com que uma operação ocorra antes da outra Pode também ser usada para contrabalancear forças mecânicas externas que atuam no sistema CEFETBa Tecnologia Hidráulica 31 Válvula de Seqüência Uma válvula de controle de pressão normalmente fechada que faz com que uma operação ocorra antes da outra é conhecida como válvula de seqüência Como funciona uma válvula de Seqüência no Circuito Num circuito com operações de fixação e usinagem o cilindro de presilhamento deve avançar antes do cilindro da broca Para que isto aconteça uma válvula de sequência é colocada na linha do circuito imediatamente antes do cilindro da broca A mola na válvula de sequência não permitirá que o carretel interligue as vias primárias e secundárias até que a pressão seja maior do que a mola O fluxo para o cilindro da broca é bloqueado Desta maneira o cilindro de presilhamento avançará primeiro Quando o grampo entra em contato com a peça a bomba aplica mais pressão para vencer a resistência Esse aumento de pressão desloca o carretel na válvula de sequência As vias principal e secundária são interligadas O fluxo vai para o cilindro da broca Válvula de Contrabalanço Uma válvula de controle de pressão normalmente fechada pode ser usada para equilibrar ou contrabalancear um peso tal como o da prensa a que nos referimos Esta válvula é chamada de válvula de contrabalanço Válvula de Contrabalanço no Circuito Num circuito de uma prensa quando a válvula direcional remete fluxo para o lado traseiro do atuador o peso fixado à haste cairá de maneira incontrolável O fluxo da bomba não conseguirá manterse Para evitar esta situação uma válvula de pressão normalmente fechada é instalada abaixo do cilindro da prensa O carretel da válvula não conectará as vias principal e secundária até que uma pressão que é transmitida à extremidade do carretel seja maior do que a pressão desenvolvida pelo peso isto é quando a pressão do fluido estiver presente no lado traseiro do pistão Deste modo o peso é contrabalanceado em todo o seu curso descendente CEFETBa Tecnologia Hidráulica 32 Válvula de Pressão Normalmente Aberta Uma válvula de controle de pressão normalmente fechada tem as vias primária e secundária separadas e a pressão na base do carretel é transmitida da via primária Uma válvula de pressão normalmente aberta tem as vias primária e secundária interligadas e a pressão na base do carretel é transmitida da via secundária CEFETBa Tecnologia Hidráulica 33 Válvula redutora de pressão Uma válvula redutora de pressão é uma válvula de controle de pressão normalmente aberta Uma válvula redutora de pressão opera sentindo a pressão do fluido depois de sua via através da válvula A pressão nestas condições é igual à pressão ajustada da válvula e o carretel fica parcialmente fechado restringindo o fluxo Esta restrição transforma todo o excesso de energia de pressão adiante da válvula em calor Se cair a pressão depois da válvula o carretel se abrirá e permitirá que a pressão aumente novamente Válvula Redutora de Pressão no Circuito O circuito de fixação mostrado na ilustração requer que o grampo do cilindro B aplique uma força menor do que o grampo do cilindro A Uma válvula redutora de pressão colocada logo em seguida ao cilindro B permitirá que o fluxo vá para o cilindro até que a pressão atinja a da regulagem da válvula Neste ponto o carretel da válvula é acionado causando uma restrição àquela linha do circuito O excesso de pressão adiante da válvula é transformado em calor O cilindro B grampeia a uma pressão reduzida VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL As válvulas de controle direcional consistem de um corpo com passagens internas que são conectadas e desconectadas por uma parte móvel Nas válvulas direcionais e na maior parte das válvulas hidráulicas industriais conforme já vimos a parte móvel é o carretel As válvulas de carretel são os tipos mais comuns de válvulas direcionais usados em hidráulica industrial Identificação de uma Válvula de Controle Direcional As válvulas de controle direcional são representadas nos circuitos hidráulicos através de símbolos gráficos Para identificação da simbologia devemos considerar Número de posições Número de vias Posição normal CEFETBa Tecnologia Hidráulica 34 Tipo de acionamento Número de Posições As válvulas são representadas graficamente por quadrados O número de quadrados unidos representa o número de posições ou manobras distintas que uma válvula pode assumir Devemos saber que uma válvula de controle direcional possui no mínimo dois quadrados ou seja realiza no mínimo duas manobras Número de Vias O número de vias de uma válvula de controle direcional corresponde ao número de conexões úteis que uma válvula pode possuir Nos quadrados representativos de posição podemos encontrar vias de passagem vias de bloqueio ou a combinação de ambas Para fácil compreensão do número de vias de uma válvula de controle direcional podemos também considerar que Observação Devemos considerar apenas a identificação de um quadrado O número de vias deve corresponder nos dois quadrados CEFETBa Tecnologia Hidráulica 35 Posição Normal Posição normal de uma válvula de controle direcional é a posição em que se encontram os elementos internos quando a mesma não foi acionada Esta posição geralmente é mantida por força de uma mola Tipo de Acionamento O tipo de acionamento de uma válvula de controle direcional define a sua aplicação no circuito estes acionamentos podem ocorrer por força muscular mecânica pneumática hidráulica ou elétrica Válvula Direcional de 22 Vias Uma válvula direcional de 2 vias consiste de duas passagens que são conectadas e desconectadas Em uma posição extrema do carretel o curso de fluxo é aberto através da válvula No outro extremo não há fluxo através da válvula Uma válvula de 2 vias executa uma função de ligadesliga Esta função é usada em muitos sistemas como trava de segurança e para isolar ou conectar várias partes do sistema Válvula Direcional de 32 Vias Uma válvula de 3 vias consiste de três passagens dentro de um corpo de válvula via de pressão via de tanque e uma via de utilização A função desta válvula é pressurizar o orifício de um atuador Quando o carretel está posicionado no outro extremo a válvula esvazia o mesmo orifício do atuador Em outras palavras a válvula pressuriza e esvazia alternadamente um orifício do atuador CEFETBa Tecnologia Hidráulica 36 Válvulas Direcionais de 3 Vias no Circuito Uma válvula direcional de 3 vias é usada para operar atuadores de ação simples como cilindros martelos e cilindros com retorno por mola Nestas aplicações a válvula de 3 vias remete pressão do fluido e o fluxo para o lado traseiro do cilindro Quando o carretel é acionado para a outra posição extrema o fluxo para o atuador é bloqueado Ao mesmo tempo a via do atuador dentro do corpo é conectada ao tanque Um cilindro martelo vertical retorna pelo seu próprio peso ou pelo peso de sua carga quando a via do atuador de uma válvula de 3 vias é drenada para o tanque Num cilindro de retorno de mola a haste do pistão é retornada por uma mola que está dentro do corpo do cilindro Em aplicações hidráulicas industriais geralmente não são encontradas válvulas de 3 vias Se uma função de 3 vias for requerida uma válvula de 4 vias é convertida em uma válvula de 3 vias plugandose uma via do atuador Válvulas Normalmente AbertasNA e Válvulas Normalmente FechadasNF As válvulas de 2 vias e as válvulas de 3 vias com retorno por mola podem ser tanto normalmente abertas como normalmente fechadas isto é quando o atuador não está energizado o fluxo pode passar ou não através da válvula Numa válvula de 3 vias e duas posições por haver sempre uma passagem aberta através da válvula o normalmente fechada indica que a passagem p fica bloqueada quando o acionador da válvula não é energizado Quando as válvulas direcionais de retorno por mola são mostradas simbolicamente no circuito a válvula é posicionada no circuito para mostrar a sua condição normal CEFETBa Tecnologia Hidráulica 37 Válvula Direcional de 42 Vias A função de uma válvula direcional de 4 vias é causar o movimento de reversão de um cilindro ou de um motor hidráulico Para desempenhar esta função o carretel dirige o fluxo de passagem da bomba para uma passagem do atuador quando ele está em uma posição extrema Ao mesmo tempo o carretel é posicionado para que a outra passagem do atuador seja descarregada para o tanque Válvulas Direcionais de 42 Vias no Circuito Visto que todas as válvulas são compostas de um corpo e de uma parte interna móvel a parte móvel de todas as válvulas tem pelo menos duas posições ambas nos extremos Estas duas posições numa válvula direcional são representadas por dois quadrados separados Cada quadrado mostra por meio de setas como o carretel está conectado às vias dentro do corpo naquele ponto Quando a válvula é mostrada simbolicamente os dois quadrados são conectados juntos mas quando colocada num circuito somente um quadrado é conectado ao circuito Com este arranjo a condição da válvula permite a visualização do movimento do cilindro em uma direção Para visualizar o atuador se movendo na direção oposta sobreponha mentalmente um dos quadrados do símbolo ao outro dentro do circuito CEFETBa Tecnologia Hidráulica 38 Acionamento de válvulas direcionais Nós vimos que o carretel de uma válvula direcional pode estar posicionado em uma ou outra posição extrema O carretel é movido para essas posições por energia mecânica elétrica hidráulica pneumática ou muscular As válvulas direcionais cujos carretéis são movidos por força muscular são conhecidas como válvulas operadas manualmente ou válvulas acionadas manualmente Os tipos de acionadores manuais incluem alavancas botões de pressão e pedais Os atuadores manuais são usados em válvulas direcionais cuja operação deve ser sequenciada e controlada ao arbítrio do operador Um tipo muito comum de atuador mecânico é o rolete O rolete é atuado por um came que está ligado a um acionador O atuador mecânico é usado quando a mudança de uma válvula direcional deve ocorrer ao tempo que o atuador atinge uma posição específica CEFETBa Tecnologia Hidráulica 39 Os carretéis das válvulas direcionais podem também ser acionados por pressão de fluido tanto a ar como hidráulica Nestas válvulas a pressão do piloto é aplicada nas duas sapatas laterais do carretel ou aplicada em uma sapata ou pistão de comando Um dos meios mais comuns de operação de uma válvula direcional é por solenóide Um solenóide é um dispositivo elétrico que consiste basicamente de um induzido uma carcaça C e uma bobina A bobina é enrolada dentro da carcaça C O carretel fica livre para se movimentar dentro da bobina Como Funciona um Solenóide Quando uma corrente elétrica passa pela bobina gerasse um campo magnético Este campo magnético atrai o induzido e o empurra para dentro da bobina Enquanto o induzido entra na bobina ele fica em contato com um pino acionador e desloca o carretel da válvula direcional para uma posição extrema Limitações do Solenóide As válvulas direcionais operadas por solenóide têm algumas limitações Quando um sistema hidráulico é usado num ambiente úmido ou explosivo não se deve usar solenóides comuns Quando a vida de uma válvula direcional deve ser extremamente longa geralmente a válvula de solenóide controlada eletricamente é inadequada Provavelmente a maior desvantagem dos solenóides é que a força que eles podem desenvolver para deslocar o carretel de uma válvula direcional é limitada De fato a força requerida para deslocar o carretel de uma válvula direcional é substancial nos tamanhos maiores CEFETBa Tecnologia Hidráulica 40 Retorno por Mola Uma válvula direcional de 2 posições geralmente usa um tipo de atuador para acionar o carretel da válvula direcional para uma posição extrema O carretel é geralmente retornado para a sua posição original por meio de uma mola As válvulas de 2 posições desta natureza são conhecidas como válvulas com retorno por mola Pino de Trava Detente Se dois acionadores são usados para deslocar o carretel de uma válvula de duas posições às vezes há necessidade de travamento A trava é um mecanismo de posicionamento que mantém o carretel numa dada posição O carretel de uma válvula com trava é equipado com ranhuras ou rasgos Cada ranhura é um receptáculo para uma peça móvel carregada por mola Na trava ilustrada a peça móvel é uma esfera Com a esfera na ranhura o carretel é deslocado a esfera é forçada para fora de uma ranhura e para dentro de outra As válvulas direcionais equipadas com travas não precisam manter os seus acionadores energizados para se manter na posição Nota Somente uma energização momentânea do solenóide é necessária para deslocar o êmbolo e mantêlo posicionado numa válvula com detente A mínima duração do sinal deve ser de aproximadamente 01 segundos para ambas as tensões CA e CC O êmbolo será mantido em sua posição travada somente se a válvula for montada na condição horizontal e sem a presença de choques hidráulicos e vibrações Tipos de Centro Com referências às várias possibilidades de vias de fluxo através de uma válvula direcional as vias de fluxo seriam consideradas únicas enquanto o carretel estivesse em cada posição No entanto há posições intermediárias do carretel As válvulas de controle direcional de 4 vias usadas na indústria móbil têm frequentemente diversas posições intermediárias entre os extremos As válvulas hidráulicas industriais de 4 vias são geralmente válvulas de 3 posições consistindo de 2 posições extremas e uma posição central As duas posições extremas da válvula direcional de quatro vias estão diretamente relacionadas ao movimento do atuador Elas controlam o movimento do atuador em uma direção tanto quanto na outra A posição central de uma válvula direcional é projetada para satisfazer uma necessidade ou condição do sistema Por este motivo a posição central de uma válvula direcional é geralmente designada de condição de centro Há uma variedade de condições centrais disponíveis nas válvulas direcionais de quatro vias Algumas destas condições mais conhecidas são centro aberto centro fechado centro CEFETBa Tecnologia Hidráulica 41 tandem e centro aberto negativo Estas condições de centro podem ser conseguidas dentro do próprio corpo da válvula com a simples utilização de um êmbolo adequado Válvulas de Centro Aberto no Circuito Uma condição de centro aberto permite o movimento livre do atuador enquanto o fluxo da bomba é devolvido ao tanque a uma pressão baixa As válvulas de 4 vias de centro aberto são muitas vezes usadas em circuitos de atuadores simples Nestes sistemas depois do atuador completar o seu ciclo o carretel da válvula direcional é centralizado e o fluxo da bomba retorna ao tanque a uma pressão baixa Ao mesmo tempo o atuador fica livre para se movimentar Uma desvantagem da válvula de centro aberto é que nenhum outro atuador pode ser operado quando a válvula estiver centrada CEFETBa Tecnologia Hidráulica 42 Válvulas de Centro Fechado no Circuito Uma condição de centro fechado pára o movimento de um atuador bem como permite que cada atuador individual no sistema opere independentemente de um suprimento de força Os carretéis das válvulas direcionais de centro fechado têm algumas desvantagens Uma delas é que o fluxo da bomba não pode ser descarregado para o tanque através de válvula direcional durante o tempo em que o atuador está inativo Outra desvantagem é que o carretel nesta válvula vaza como em qualquer válvula do tipo carretel Além disso se o carretel ficar sujeito à pressão do sistema por mais de uns poucos minutos a pressão se equalizará nas linhas A e B dos atuadores a aproximadamente metade da pressão do sistema O caminho de vazamento através da superfície de bloqueio do carretel da válvula direcional são orifícios que medem o fluxo Quando na posição de centro a pressão do sistema atua na via P da válvula Esta posição causa o fluxo do fluído através da superfície de bloqueio para a passagem do atuador Então o vazamento passa através do restante da superfície de bloqueio para a passagem do tanque A pressão na via do atuador a essa altura será aproximadamente a metade da pressão do sistema CEFETBa Tecnologia Hidráulica 43 Porque a metade Porque o fluxo de vazamento da via P para a via do atuador é exatamente o mesmo da via do atuador para o tanque Visto que a taxa de vazamento de fluxo através dessas passagens é a mesma elas devem ter diferenciais de pressão similares No circuito do exemplo se a válvula direcional está sujeita à regulagem da válvula limitadora de pressão 70 kgfcm2 quando está na posição central uma pressão de aproximadamente 35 kgfcm2 será observada nas linhas do atuador depois de alguns minutos Isto gerará um desequilíbrio de forças no cilindro o que faz com que a haste do cilindro avance lentamente Válvulas de Centro em Tandem no Circuito Uma condição de centro em tandem pára o movimento do atuador mas permite que o fluxo da bomba retorne ao tanque sem passar pela válvula limitadora de pressão Uma válvula direcional com um carretel de centro em tandem tem a vantagem óbvia de descarregar a bomba enquanto em posição central Mas na realidade o carretel apresenta algumas desvantagens que podem não ser aparentes Já foi dito que várias condições de centro podem ser conseguidas com uma válvula direcional de 4 vias simplesmente inserindo o carretel apropriado no corpo da válvula Quando um carretel de centro em tandem é usado no corpo da válvula direcional a taxa de fluxo nominal diminui Além disso as condições de centro e de descarga do carretel não são tão boas como poderiam parecer quando se olha para um símbolo de centro em tandem As vias P e T de uma válvula hidráulica industrial de 4 vias não estão localizadas próximas uma da outra A via P no centro e a via T nos extremos estão ligadas quando na posição central por meio de uma passagem por dentro do carretel Isto não é uma condição ideal porque resulta num diferencial de pressão que reduz a vazão nominal da válvula P T Não é incomum encontrar num circuito várias válvulas de centro em tandem conectadas em série A justificativa desta situação é que cada atuador pode CEFETBa Tecnologia Hidráulica 44 trabalhar um tanto independentemente de outro e ao mesmo tempo a bomba pode ser descarregada quando as válvulas de centro em tandem são acionadas para o centro Outra característica de uma válvula direcional de centro em tandem é que a taxa de fluxo nominal da válvula é diminuída Para que haja um curso de fluxo razoavelmente dimensionado de P para T na posição central o eixo do carretel entre as sapatas é muito mais largo do que em qualquer outro tipo de carretel Isso resulta num curso de fluxo restrito quando o carretel é deslocado para qualquer extremo Nota Os carretéis da válvula direcional de centro em tandem operam um tanto diferentemente de outros carretéis Por causa de sua construção quando um carretel de centro em tandem é acionado para o lado direito da válvula o fluxo passa de P para A Mas em qualquer outro carretel o fluxo passa de P para B Em consequência se um carretel de centro em tandem substitui qualquer outro tipo de carretel controlado por essa válvula direcional ele operará no sentido inverso Válvulas de Retenção As válvulas de retenção são aparentemente pequenas quando comparadas a outros componentes hidráulicos mas elas são componentes que servem a funções muito variadas e importantes Uma válvula de retenção consiste basicamente do corpo da válvula vias de entrada e saída e de um assento móvel que é preso por uma mola de pressão O assento móvel pode ser um disco ou uma esfera mas nos sistemas hidráulicos na maioria das vezes é uma esfera CEFETBa Tecnologia Hidráulica 45 O fluido passa pela válvula somente em uma direção Quando a pressão do sistema na entrada da válvula é muito alta o suficiente para vencer a mola que segura o assento este é deslocado para trás O fluxo passa através da vávula Isso é conhecido como fluxo direcional livre da válvula de retenção Se o fluido for impelido a entrar pela via de saída o assento é empurrado contra a sua sede O fluxo estanca Válvula de Retenção no Circuito Uma válvula de retenção é uma combinação de válvula direcional e válvula de pressão Ela permite o fluxo somente em uma direção por isto é uma válvula unidirecional A válvula de retenção é usada comumente em um sistema hidráulico como válvula de by pass Isso permite que o fluxo contorne certos componentes tais como as reguladoras de vazão que restringem o fluxo na direção contrária Uma válvula de retenção é também usada para isolar uma seção do sistema ou um componente tal como um acumulador Uma válvula de retenção permite evitar que um reservatório descarregue o fluxo de volta à válvula de descarga ou através da bomba A parte móvel numa válvula de retenção está sempre presa por uma mola de baixa pressão Quando uma mola mais forte é utilizada a válvula de retenção pode ser usada como válvula de controle de pressão isso não se faz comumente Válvula de Retenção Operada por Piloto Uma válvula de retenção operada por piloto permite o fluxo em uma direção Na direção contrária o fluxo pode passar quando a válvula piloto deslocar o assento de sua sede no corpo da válvula Uma válvula de retenção operada por piloto consiste do corpo da válvula vias de entrada e saída um assento pressionado por uma mola como no caso da válvula de retenção Do lado oposto do assento da válvula está a haste de deslocamento e o pistão do piloto O piloto é pressurizado através do pistão pela conexão do piloto CEFETBa Tecnologia Hidráulica 46 A válvula de retenção operada por piloto permite um fluxo livre da via de entrada para a via de saída igual a uma válvula de retenção comum O fluido impelido a passar através da válvula através da via de saída para a via de entrada pressiona o assento contra a sua sede O fluxo através da válvula é bloqueado Quando uma pressão suficientemente alta age sobre o pistão do piloto a haste avança e desloca o assento da sua sede O fluxo pode passar através da válvula da via de saída para a via de entrada desde que a pressão no piloto seja suficiente para manter o pistão da haste acionado Válvula de Retenção Operada por Piloto no Circuito Com uma válvula de retenção operada por piloto bloqueando a passagem de fluxo na saída B do cilindro a carga ficará estacionária enquanto a vedação no cilindro for efetiva Quando chegar o momento de baixar a carga a pressão do sistema é aplicada ao pistão através da linha A A pressão do piloto para operar a válvula de retenção é tomada da linha A do cilindro A válvula de retenção permanecerá aberta enquanto houver pressão suficiente na linha A Para descarga o fluxo de fluido pode passar pela válvula com facilidade porque esta é a direção de fluxo da válvula CEFETBa Tecnologia Hidráulica 47 Válvula de retenção dupla Esta válvula caracteriza em sua construção na montagem em conjunto por duas válvulas de retenção operadas por piloto em uma única carcaça sendo que o pistão de comando trabalha entre duas retenções simples No sentido de A1 para B1 e de A2 para B2 o fluxo é livre De A1 para A2 e de B1 para B2 o fluxo está bloqueado Se a válvula receber o fluxo de A1 para B1 o pistão de comando é deslocado para a direita e empurra o cone do assento da válvula de retenção B Desta forma o fluxo de B2 para A2 é liberado O princípio de funcionamento se repete quando o fluxo tem sentido de A2 para B2 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 48 Válvula controladora de fluxo ou de vazão A função da válvula controladora de vazão é a de reduzir o fluxo da bomba em uma linha do circuito Ela desempenha a sua função por ser uma restrição maior que a normal no sistema Para vencer a restrição uma bomba de deslocamento positivo aplica uma pressão maior ao líquido o que provoca um desvio de parte deste fluxo para outro caminho Este caminho é geralmente para uma válvula limitadora de pressão mas pode também ser para outra parte do sistema As válvulas controladoras de vazão são aplicadas em sistemas hidráulicos quando se deseja obter um controle de velocidade em determinados atuadores o que é possível através da diminuição do fluxo que passa por um orifício Orifício Fixo Um orifício fixo é uma abertura reduzida de um tamanho não ajustável Exemplos comuns de orifícios fixos em hidráulica são os plugues de um tubo ou válvula de retenção com um furo usinado através do seu centro ou uma válvula comercial controladora de fluxo preestabelecida pela fábrica CEFETBa Tecnologia Hidráulica 49 Orifício Variável Muitas vezes um orifício variável é melhor do que um orifício fixo por causa do seu grau de flexibilidade Válvula de gaveta válvulas globos e válvulas controladoras de vazão variável são exemplos de orifícios variáveis Válvula Controladora de Vazão Variável O fluido que passa através de uma válvula controladora de vazão variável deve fazer uma curva de 90e passar pela abertura que é a sede da haste cuja ponta é cônica O tamanho da abertura é modificado pelo posicionamento do cone em relação à sua sede O tamanho do orifício pode ser variado com ajuste muito fino devido ao parafuso de rosca fina na haste da agulha da válvula Uma válvula controladora de vazão variável é o orifício variável usado com mais frequência num sistema hidráulico industrial Válvulas de Controle de Vazão Variável no Circuito O circuito ilustrado consiste de uma bomba de deslocamento positivo de 20 litrosmin de uma válvula limitadora de pressão válvula direcional um orifício fixo e um cilindro que tem uma área de pistão de 20 cm2 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 50 Com a válvula limitadora de pressão ajustada a 35 kgfcm2 a bomba tenta mandar seus 20 litrosmin de fluxo através do orifício Devido ao tamanho da abertura do orifício somente 8 litrosmin passam através do orifício antes que a pressão atinja a regulagem de 35 kgfcm2 na válvula limitadora de pressão isso é claro acontece instantaneamente 8 litrosmin passam através do orifício e saem para o atuador 12 litrosmin avançam sobre a válvula limitadora de pressão e a haste do pistão se move a uma taxa de 400 cmmin Se uma válvula controladora de vazão variável fosse usada no mesmo circuito a velocidade da haste poderia ser modificada facilmente Válvula reguladora de fluxo unidirecional Consiste em uma válvula controladora de vazão descrita anteriormente e mais a função de uma válvula de retenção simples em by pass Com essa combinação é possível obter fluxo reverso livre sendo de grande aplicação na hidráulica industrial Através de um parafuso de ajuste determinase a taxa de fluxo que deve ser requerida no sistema para se obter a velocidade desejada Quanto à posição de instalação está em função do tipo de controle que se deseja aplicar no sistema Métodos de Controle Basicamente temos três maneiras de se aplicarem válvulas controladoras de vazão sendo as duas primeiras com retenção integrada e na terceira não se faz necessário o uso da retenção 1º Método MeterIn Meterin significa controle na entrada Nesta operação a válvula deverá ser instalada no atuador de maneira que a retenção impeça a passagem do fluido obrigando o mesmo a passar através do orifício controlado para a entrada da câmara do atuador Este método é bem preciso e utilizado em aplicações onde a carga sempre resiste ao movimento do atuador em casos onde se deve empurrar uma carga com velocidade controlada ou levantar uma carga com o cilindro instalado na vertical CEFETBa Tecnologia Hidráulica 51 2º Método MeterOut Meterout significa controle na saída Nesta operação a válvula deverá ser instalada no atuador de maneira que a retenção impeça a saída do fluido da câmara do atuador obrigando o mesmo a passar através do orifício controlado Este método é muito utilizado em sistemas onde a carga tende a fugir do atuador ou deslocar se na mesma direção como ocorre nos processos de furação usinagem CEFETBa Tecnologia Hidráulica 52 Válvula Controladora de Vazão com Pressão Compensada Qualquer modificação na pressão antes ou depois de um orifício de medição afeta o fluxo através do orifício resultando numa mudança de velocidade do atuador Estas modificações de pressão devem ser neutralizadas ou compensadas antes que um orifício possa medir o fluido com precisão As válvulas controladoras de fluxo são válvulas não compensadas Elas são bons instrumentos de medição desde que o diferencial de pressão através da válvula permaneça constante Se houver necessidade de uma medição mais precisa usase uma válvula de fluxo compensada isto é um controle de fluxo que permite a variação de pressão antes ou depois do orifício As válvulas controladoras de vazão com pressão compensada são classificadas como do tipo restritora ou by pass Tipo Restritora Uma válvula controladora de vazão com pressão compensada tipo restritora consiste de um corpo de válvula com vias de entrada e de saída uma válvula controladora de vazão variável um êmbolo de compensação e uma mola que comprime o êmbolo Funcionamento Para determinar como uma válvula tipo restritora funciona devemos examinar a sua operação passo a passo Com o êmbolo de compensação totalmente voltado para o lado esquerdo qualquer fluxo de fluido pressurizado que entre na via de entrada chegará à válvula controladora de vazão variável Com o êmbolo um pouco deslocado para o lado direito o fluxo de fluido pressurizado é bloqueado através da válvula Para manter o curso de fluxo através da válvula aberta uma mola comprime o êmbolo do compensador em direção ao lado esquerdo A pressão antes da válvula controladora de vazão variável é transmitida ao lado esquerdo do êmbolo por meio de uma passagem piloto interna Quando a pressão do fluido neste ponto tentar se tornar maior do que a pressão da mola o êmbolo se moverá em direção do lado direito Com o orifício da válvula controladora de vazão variável ajustado para um pouco menos do que o fluxo da bomba a pressão antes da válvula tenta alcançar a da regulagem da válvula limitadora de pressão Quando a pressão tenta subir acima do valor da mola do compensador o êmbolo se movimenta e restringe o fluxo para a válvula controladora de vazão variável Enquanto o fluido passa sobre esta restrição toda a energia de pressão em excesso do valor da mola é transmitida em calor Por exemplo se a mola tivesse um valor de 7 kgfcm2 e a válvula limitadora de pressão estivesse regulada a 35 kgfcm2 a pressão do fluido na entrada da válvula seria de 35 kgfcm2 Entretanto o êmbolo compensador reduz a pressão antes que ela chegue à CEFETBa Tecnologia Hidráulica 53 válvula de vazão variável transformando 28kgfcm2 em energia térmica quando o fluido passa através da restrição Isto significa que independentemente da pressão que está na entrada do controle de fluxo a pressão antes da válvula para desenvolver fluxo será sempre de 7kgfcm2 ATUADORES HIDRÁULICOS Os atuadores hidráulicos convertem a energia de trabalho em energia mecânica Eles constituem os pontos onde toda a atividade visível ocorre e são uma das principais coisas a serem consideradas no projeto da máquina Os atuadores hidráulicos podem ser divididos basicamente em dois tipos lineares e rotativos Cilindros Cilindros hidráulicos transformam trabalho hidráulico em energia mecânica linear a qual é aplicada a um objeto resistivo para realizar trabalho Os cilindros foram citados brevemente há pouco Um cilindro consiste de uma camisa de cilindro de um pistão móvel e de uma haste ligada ao pistão Os cabeçotes são presos ao cilindro por meio de roscas prendedores tirantes ou solda a maioria dos cilindros industriais usa tirantes Conforme a haste se move para dentro ou para fora ela é guiada por embuchamentos removíveis chamados de guarnições O lado para o qual a haste opera é chamado de lado dianteiro ou cabeça do cilindro O lado oposto sem haste é o lado traseiro Os orifícios de entrada e saída estão localizados nos lados dianteiro e traseiro Características CEFETBa Tecnologia Hidráulica 54 A Haste do Pistão Aço de alta resistência retificada cromada e polida para assegurar uma superfície lisa resistente a entalhes para uma vedação efetiva e longa vida Mancal Parker Jewel A longa superfície de apoio fica dentro da vedação para melhor lubrificação e vida mais longa O mancal Jewel completo com vedações da haste pode ser facilmente removido sem desmontar o cilindro de forma que a manutenção é mais rápida e portanto mais econômica Guarnição de Limpeza de Borda Dupla A guarnição de limpeza de borda dupla funciona como guarnição secundária e impede a entrada de sujeira no cilindro Isto aumenta a vida do mancal e das vedações Vedação de Borda Serrilhada A vedação de borda serrilhada da Parker possui uma série de bordas de vedação que assumem se papel sucessivamente ao aumentar a pressão A combinação da vedação de borda serrilhada com a guarnição de limpeza de borda dupla garante a haste seca dos cilindros Parker o que significa ausência de gotejamento uma contribuição importante à saúde segurança e economia Vedações do Corpo do Cilindro Vedações do corpo sob pressão asseguram que o cilindro seja à prova de vazamentos mesmo sob choques de pressão O Tubo do Cilindro São fabricados com aço de alta qualidade brunido com precisão e alto grau de acabamento assegurando vida longa às vedações Pistão de Ferro Fundido Inteiriço O pistão tem amplas superfícies de apoio para resistir a cargas laterais e um longo encaixe por rosca na haste do pistão Como característica de segurança adicional o pistão é fixado por Loctite e por um pino de travamento Encaixe do Tubo Uma saliência usinada com precisão em ambas as extremidades do tubo concêntrica com o diâmetro interno do tubo permite que os cilindros sejam alinhados rápido e precisamente para uma máxima vida em operação Anel de Amortecimento Flutuante e Luvas de Amortecimento O anel de amortecimento flutuante e a luva são autocentrantes permitindo tolerâncias estreitas e portanto um amortecimento mais eficaz No curso de retorno uma válvula de retenção com esfera na extremidade do cabeçote traseiro permitem que seja aplicada pressão a toda a área do pistão para maior potência e velocidade de partida CEFETBa Tecnologia Hidráulica 55 Guarnições Para uma operação apropriada uma vedação positiva deve existir em toda a extensão do pistão do cilindro tanto quanto na haste Os pistões do cilindro são vedados com as guarnições elásticas ou anéis de vedação de ferro fundido Os anéis de pistão são duráveis mas permitem vazamento na ordem 15 a 45 cm3 por minuto em condições de operação normal Guarnições tipo U elásticas não vazam em condições normais mas são menos duráveis As guarnições elásticas da haste são fornecidas em muitas variedades Alguns cilindros são equipados com guarnições com formato em V ou em U fabricadas de couro poliuretano borracha nitrílica ou viton e uma guarnição raspadora que previne a entrada de materiais estranhos no cilindro Um tipo comum de guarnição elástica consiste de uma guarnição primária com a lateral dentada em formato de serra na parte interna As serrilhas contatam a haste e continuamente raspam o fluido limpandoa Uma guarnição secundária retém todo o fluido da guarnição primária e ainda previne contra a entrada de sujeiras quando a haste recua TIPOS DE CILINDROS Cilindro de simples Um cilindro no qual a pressão de fluido é aplicada em somente uma direção para mover o pistão Cilindro de simples ação e retorno por mola um cilindro no qual uma mola recua o conjunto do pistão CEFETBa Tecnologia Hidráulica 56 Cilindro de simples ação e retorno pela força da carga um cilindro no qual uma força externa recua o conjunto do pistão Cilindro de dupla ação Um cilindro no qual a pressão do fluido é aplicada ao elemento móvel em qualquer uma das direções CEFETBa Tecnologia Hidráulica 57 Cilindro de dupla ação com amortecimento de fim de curso Choque Hidráulico Quando a energia de trabalho hidráulica que está movendo um cilindro encontra um obstáculo como o final de curso de um pistão a inércia do líquido do sistema é transformada em choque ou batida denominada de choque hidráulico Se uma quantidade substancial de energia é estancada o choque pode causar dano ao cilindro Amortecimentos Para proteger os cilindros contra choques excessivos os mesmos podem ser protegidos por amortecimentos O amortecimento diminui o movimento do cilindro antes que chegue ao fim do curso Os amortecimentos podem ser instalados em ambos os lados de um cilindro CEFETBa Tecnologia Hidráulica 58 Um amortecimento consiste de uma válvula de agulha de controle de fluxo e de um plugue ligado ao pistão O plugue de amortecimento pode estar no lado da haste nesta posição ele é chamado de colar ou pode estar no lado traseiro onde é chamado de batente de amortecimento Funcionamento Conforme o pistão do cilindro se aproxima do seu fim de curso o batente bloqueia a saída normal do líquido e obriga o fluido a passar pela válvula controle de vazão Nesta altura algum fluxo escapa pela válvula de alívio de acordo com a sua regulagem O fluido restante adiante do pistão é expelido através da válvula controle de vazão e retarda o movimento do pistão A abertura da válvula controle de vazão determina a taxa de desaceleração Na direção inversa o fluxo passa pela linha de bypass da válvula de controle de vazão onde está a válvula de retenção ligada ao cilindro Como regra geral os amortecimentos são colocados em cilindros cuja velocidade da haste exceda a 600 cmmin CEFETBa Tecnologia Hidráulica 59 SIMBOLOGIA CEFETBa Tecnologia Hidráulica 60 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 61 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 62 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 63 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 64 CEFETBa Tecnologia Hidráulica 65