Tópicos:
- Introdução à hidráulica
- Diagramas hidráulicos
Introdução à hidráulica:
Por hidráulica entendemos a transmissão de energia (forças e movimentos) através de um fluido. A palavra “hidráulico” vem do grego (hidro = água, aulos = cano). A hidráulica é uma tecnologia de acionamento, controle e regulação que encontramos na tecnologia de veículos motorizados, engenharia mecânica, tecnologia de acionamento e controle, aeronaves e agricultura. Podemos distinguir a hidráulica em acionamento hidrocinético e hidrostático:
- Hidrocinética: altas velocidades de fluidos e pressões relativamente baixas, como o conversor de torque na transmissão automática;
- Hidrostática: baixas velocidades de fluido e altas pressões, como encontramos na direção hidráulica.
Na prática, além da hidráulica, encontramos também a pneumática, a eletrônica e a tecnologia de acionamento mecânico. Cada técnica tem suas próprias vantagens e desvantagens para a aplicação para a qual é utilizada. As vantagens e desvantagens da hidráulica em comparação com outras técnicas são:
Benefícios:
- Alta densidade de potência; grandes forças e torques podem ser transmitidos com componentes de pequenos tamanhos;
- Velocidade, potência e torque infinitamente ajustáveis;
- A energia hidráulica pode ser armazenada e reutilizada;
- É possível alta precisão e posicionamento constante.
Contras:
- Tecnologia relativamente cara;
- Sensível à sujeira;
- Possibilidade de vazamento (interno e externo).
Num sistema hidráulico, o fluido se move. O fluxo de líquido pode ser acionado por meio de uma bomba ou de um pistão. Todos os sistemas hidráulicos são baseados na lei de Pascal:
“A pressão exercida sobre um fluido em repouso se propaga uniformemente em todas as direções em um recipiente fechado.”
Vemos este princípio na figura a seguir, onde uma força (F1) é exercida na superfície do pistão com um pistão. A força cria uma pressão no sistema cheio de fluido (fechado), que empurra o pistão para cima com a força F2.
A pressão depende da força e da área superficial do pistão. Na página "pressão no sistema hidráulico” isso fica claro por meio de animações e cálculos.
Diagramas hidráulicos:
Os diagramas hidráulicos compostos por símbolos são compilados pelo fabricante para poder ler como os componentes são conectados durante os trabalhos de manutenção e/ou reparo. O fluxograma também informa quais tipos de componentes estão no sistema. Uma visão geral dos símbolos pode ser encontrada na página com o lista de símbolos hidráulicos.
Na imagem a seguir vemos os componentes mais utilizados em um sistema hidráulico. Os componentes são mostrados com uma cor e um número.
Um motor elétrico aciona a bomba hidráulica (1), que move o óleo hidráulico para a válvula de controle (4).
A válvula limitadora de pressão (2) protege o sistema contra pressão excessiva. A pressão do sistema pode ser lida no manômetro (3).
A válvula de controle operada manualmente possui quatro conexões:
P (bomba), T (tanque) e conexões A e B para o cilindro.
O controle deslizante pode ser ajustado em três posições:
- em repouso (posição atual);
- Para a direita;
- Para a esquerda.
Dependendo da posição da válvula de controle, o cilindro será abastecido com óleo hidráulico e o pistão se moverá.
As imagens a seguir descrevem as diferentes posições da válvula de controle com as quais o cilindro pode ser movido.
1. Corrediça de controle na posição neutra:
A bomba hidráulica no diagrama a seguir também é acionada por um motor elétrico. A bomba suga o óleo hidráulico do reservatório e fornece o óleo sob pressão aumentada para a válvula limitadora de pressão, o manômetro e a válvula de controle.
A válvula de controle está na posição intermediária, de modo que as conexões P e T estejam conectadas entre si e o óleo hidráulico entre na válvula de controle através de P e saia através de T.
O óleo hidráulico flui da conexão T através do filtro de retorno para o reservatório. Existe um dispositivo de segurança de pressão na carcaça do filtro de retorno, que abre contra a força da mola quando a pressão do fluido aumenta.
O aumento de pressão pode ocorrer quando o filtro fica obstruído por partículas de sujeira.
Como o óleo hidráulico circula nesta posição da válvula de controle, quase não há aumento de pressão. Existe apenas uma certa resistência que o óleo encontra na válvula de controle, nos tubos e no filtro de retorno. Porém, esta resistência é tão baixa que o óleo é bombeado sem pressão.
2. Controle deslizante na posição esquerda:
O slide de controle é colocado na posição esquerda. Os terminais P e A, assim como T e B, estão conectados entre si nesta posição. O óleo hidráulico move-se através dos tubos para o lado esquerdo do cilindro. O aumento de pressão no lado esquerdo do pistão começa e agora é controlado.
Como o retorno (B) do cilindro está agora conectado à conexão em T da válvula de controle, o óleo pode fluir pelo lado direito do cilindro - através do filtro de retorno - para o reservatório.
O cilindro faz um movimento para fora até atingir o batente final. Vemos isso na seguinte situação.
3. Pistão na posição extrema:
Nesta situação o pistão foi estendido ao máximo, de modo que o batente final foi alcançado. A proteção contra sobrepressão evita que a pressão suba muito. Sem esta proteção, a pressão aumentaria incontrolavelmente, resultando em defeitos.
A válvula reguladora de pressão (na figura é mostrada à esquerda da bomba hidráulica) abre quando a pressão predefinida é atingida. A válvula limitadora de pressão conecta a linha de alimentação da bomba hidráulica ao retorno. Existe agora uma circulação constante através desta válvula de alívio de pressão até que a pressão diminua.
4. Controle deslizante na posição correta:
A corrediça de controle agora é operada na posição correta (oposta). Em comparação com a situação 2, os tubos estão ligados entre si: o P está agora ligado ao B, de modo que a pressão aumenta no lado direito do pistão. A conexão A está conectada a T (retorno). Nesta posição o pistão move-se da corrediça de controle para a esquerda.
Quando o batente final do pistão for atingido, a pressão aumentará novamente até a pressão na qual a válvula de alívio de pressão abre. A corrediça de controle deve então ser retornada à posição intermediária.
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