HIDRAULICA NTRODUÇÃO À HIDRÁULICA Conceitos de Física Força = É a causa que produz uma direção de mudança de velocidade Pressão = É a força exercida em uma determinada área Trabalho = É a força necessária para mover um elemento em um distância determinada Fluxo = é o movimento do líquido Fluxo = É volume deslocado em uma unidade de tempo Área = É a superfície longa X larga Volume = uma área por altura O uso de controles hidráulicos é generalizado em todos os ramos da indústria, isso nos permite trazer energia através de diferentes circuitos com a perda mínima, em lugares remotos de difícil acesso Uma definição de hidráulica é ": O USO DE LÍQUIDOS PARA REALIZE UM TRABALHO " No caso da Caterpillar em equipamentos de terraplenagem FORMA BÁSICA DE UM SISTEMA HIDRÁULICO A figura mostra um diagrama de um sistema hidráulico básico Nós agimos com força sobre o êmbolo de uma bomba simples. A força dividido pela superfície nos dá a pressão (P = F / A) Quanto mais ele empurra o êmbolo, maior a força, mas a pressão aumentará, o que age na superfície e pode elevar o carga (F = P x A) Se a carga pertence constante, a pressão não aumentará mais, a pressão sempre acomoda a resistência que se opõe ao fluxo Do líquido. A carga só pode ser movida se a pressão necessária for atingida. A velocidade com que a carga se move depende apenas do fluxo que é suprimentos para o cilindro. Na figura, implica que quanto mais rápido deslocado ele mergulha mais é o fluxo maior é o fluxo que atinge o maior cilindro é a velocidade Na prática, no entanto, este sistema tem que ser completado Com elementos adicionais. É necessário introduzir dispositivos que influência, por exemplo, a direção de deslocamento do cilindro, velocidade e pressão que o sistema pode suportar. PRINCÍPIOS DA ENERGIA HIDRÁULICA Para um estudo detalhado sobre o movimento de fluidos pressurizados em gasoduto, seria necessário um tratamento minucioso e completo. O presente O trabalho destina-se apenas a ajudar a compreender o funcionamento de circuitos oleodinâmicos limitados a lembrar alguns fundamentos MAGNITUDES FUNDAMENTAIS Definições e reduções do sistema internacional de Unidades ISO Uma massa (no sentido de quantidade de matéria) de 1 kg produz no aterrar uma força de 1 kg. De acordo com a lei de Newton: Kg. F=Mxa Força = Massa x Aceleração m/S2 De acordo com o sistema antigo, a aceleração da gravidade foi usada como aceleração F=mxg 1kp = 1 Kg. X 9,81 m / s2 = 9,81 Kg. X m / s2 de acordo com o sistema SI, a força é expressa em Newton (N) 1N = 1Kg x 1m / s2 = 1 Kg. X m/ s2 então e: 1Kp = 9,81 N HIDROTÉSTICO PRESSÃO HIDROTÉSTICA Uma coluna de líquido exerce, pelo seu próprio peso , Uma pressão sobre uma superfície na qual ela atua. A pressão é uma função de a coluna de acordo com a altura da coluna (h), a densidade (&) e de aceleração da gravidade (g) Pressão = h x & x g Se você pegar contêineres de diferentes formas e preencher com o mesmo líquido, a pressão será função apenas da altura P1 = P2 = P3, A1 = A2 = A3 A FORÇA RESULTANTE F1 = F2 = F3 PRESSÃO PARA FORÇAS EXTERNAS (DIREITO PASCAL) ma força externa F atua sobre uma superfície A, é produzida nela líquido uma pressão A pressão é uma função da magnitude da força perpendicular à asa superfície P=F/A A PRESSÃO É DISTRIBUÍDA UNIFORMAMENTE EM TODOS OS SENTIDOS SÃO OS MESMOS EM TODOS OS LADOS Isto ocorre negligenciando a pressão do peso do líquido que deve ser adicionado em funsion altura Essa pressão, em relação às pressões com que trabalham no hidráulica, pode ser desprezado; por exemplo: 10m de coluna de água = 1 bar TRANSMISSÃO HIDRÁULICA DE FORÇA Como a pressão é distribuída uniformemente no líquido, a forma do navio não tem influência. Ser capaz de analisar a pressão resultante da ação de uma força externo tomamos como exemplo o sistema mostrado na figura Se agirmos com a força F1 na Superfície A1, produzimos a pressão: P = F1 / A1 A pressão P age uniformemente em todo o líquido, isto é, também na superfície A2. A força pode ser obtida (compatível com um carga para levantar) é: F2 = P x A2 Então F1 / A1 = F2 / A2 ou F2 / F1 = A2 / A1 As forças são diretamente proporcionais às superfícies. Nestes sistemas a pressão é sempre em relação à carga atuando e a superfície solicitada. Isso equivale a dizer que a pressão aumenta até você superar a carga oposta. A carga pode ser levantada apenas se a pressão produzida pela força F1 e pela superfície A1 for alto o suficiente (o atrito não é levado em conta) Os espaços S1 e S2 viajando através dos pistões são em relação Inverso às suas superfícies: S1 / S2 = A2 / A1 O trabalho do êmbolo 1 é igual ao trabalho do êmbolo 2 W1 = F1 x S1 W2 = F2 x S2 PRINCÍPIO DA TRANSMISSÃO DE PRESSÃO Dois pistões de tamanhos diferentes são unidos por uma barra. Se no superfície A1 a pressão P1 atua, você começa em grande êmbolo força F1.é transmitida para a barra para o pequeno êmbolo e atua sobre o superfície A2 produzindo uma pressão P2 Sem levar em conta o raciocínio: F1 = F2 = F P1 x A1 = P2 x A2 Então P1 x A1 = F1 P2 x A2 = F2 Ó P1 / P2 = A2 / A1 Em conclusão, a pressão é inversamente proporcional à superfície HIDRODINAMICA Equação de fluxo Se um líquido fluir através de um tubo de seção variável, o volume que passa por unidade de tempo é o mesmo, independente da seção Taxa de fluxo varia Vazão Q = V / t Q = fluxo V = volume T = tempo A = superfície S = espaço V=AxS Substituindo Q = A x S / t O espaço S no tempo é = velocidade v = S / t Nós obtemos Q = A x v Equação de continuidade A1 x v1 A2 x v2 Q1 = Q2 Equação de energia de Bernoulli Esta equação nos diz que em um fluxo a energia permanece constante contanto que não haja troca com o exterior A energia total é composta por: Potencial de energia = posição de energia em função da altura do coluna do fluido. Energia de pressão (pressão estática) a energia Cinemática = energia do movimento em função da velocidade do fluxo de pressão dinâmica Equação de Bernoulli g xh + P / e + v2 / 2 = cte. A relação com a energia de pressão é: Pt = Pst + e + g x h + e / 2 x v2 Pt = pressão total Pst = pressão estática & x g x h = pressão da coluna de fluido & 2 x v2 = pressão dinâmica Observando a equação de continuidade e energia, podemos deduzir: Quando a seção da passagem diminui, a velocidade aumenta e assim tanta energia cinética também aumenta Como a energia total permanece constante, é necessário que eles reduzam a energia de posição ou energia de pressão ou ambos A energia de posição varia de maneira insignificante nesses casos. Portanto, você tem que variar a pressão estática; varia dependendo do pressão dinâmica e isso é tanto uma função de velocidade Em uma instalação hidráulica, a energia de pressão é importante estática). a energia de posição e a energia cinética são muito pequenas e eles desprezam Perda de energia por fricção Quando é líquido em repouso, as pressões são as mesmas antes, durante e depois de um estrangulamento; eles são os mesmos ao longo de todo o pipeline Se um líquido flui em um sistema em um sistema, o calor é produzido pelo fricção e energia são perdidas na forma de energia térmica; significando isso perda de pressão (figura anterior) A energia hidráulica não pode ser transmitida sem perdas. As perdas para fricção dependem Comprimento do tubo Aspereza do tubo Número de curvas e curvas Seção do tubo Velocidade de fluxo Tipos de fluxos Os fluxos laminares No fluxo laminar, as partículas do líquido se movem formando camadas que deslize ordenadamente até uma certa velocidade não há interferência entre as partículas não influenciam o movimento Fluxo turbulento Se a velocidade aumenta e a seção da passagem não muda, a forma muda do fluxo. Torna-se turbulento e rodopiante e as partículas não deslizam ordenadamente em um sentido, mas eles interferem e influenciam a sua movimento A velocidade na qual o fluxo é desordenado é chamada "Velocidade crítica" Número de Reynold O tipo de fluxo pode ser determinado com o número de Reynold Re = v x Dh / V "adimencional V = velocidade Dh = diâmetro interno do tubo Dh = 4x A / U A = área U = perímetro V "= viscosidade cinemática (m2 / S) Re crítico = 2300 Este valor é válido para tubos redondos lisos Com o número crítico de Reynold, o fluxo muda de laminar para turbulento ou viceversa D menor que Re criticou o fluxo laminar Re May que Re criticou o fluxo turbulento PRESSÃO DE ALIVIO Quando um cilindro hidráulico o interrompe para uma carga excessiva ou quando chega ao final da corrida, a pressão do circuito pode aumentar momentaneamente antes que a válvula de alívio comece a liberar a pressão Como resultado, há um aumento exagerado na pressão do sistema. maior que a pressão de alívio da válvula de alívio Isso eu sei "a pressão do surf" Esta pressão de onda produz geração de cavitação e aumento de temperatura Causas A Parada abrupta da válvula de controle Movimentos bruscos de válvulas de controle Componentes dos circuitos hidráulicos Lagoa = Armazene o líquido, dissipe o calor Eles podem ser abertos ou pressurizados Condutas = Linhas que transportam líquido podem ser flexível ou rígido Bomba = Permite acionar o líquido, transformar o energia mecânica em energia hidráulica Eles podem ser, paletes, pistões, engrenagens, centrífugas Válvulas = Controlar a direção do fluxo, pressão e vazão Atuadores = Permitir que o trabalho transforme a energia hidráulico em energia mecânica, motores, cilindros TANQUE Partes principais de uma lagoa 1. - Grelha de enchimento, 2. - Filtro de retorno 3. - Visor de vidro, 4. - Saída da bomba 5. - Ficha Magnético 6. - Retorno 7. - Defletor 8. - Válvula de Alívio 9. - Ventilação MANGUEIRAS As mangueira são responsáveis pelo transporte de líquidos de um local para outro, eles podem ser rígidos como canos e flexíveis como mangueiras; estes últimos têm materiais diferentes dependendo do tipo de líquido e pressões que devem perdurar Tubulação Tubulação Bombas Existem diferentes tipos de bombas Bomba de engrenagem, Características Estas bombas são baratas, aceitam impurezas deslocamento fixo e positivo Bombas de paletes Características Estas bombas são de baixa poluição sonora, Seja auto-ajustável pelo desgaste, não aceite grandes pressões, deslocamento fixo e positivo Bombas de pistão Características estas bombas não aceitam impurezas, são altas Pressões, são deslocamento positivo, fluxo fixo ou variável Bombas centrifugas Características Estas bombas são de baixa pressão, deslocamento não positivo ACUMULADORES Existem três tipos de acumuladores, carregados por peso e molas a gás Resorte Gas Peso Válvulas As válvulas são identificadas em três categorias, em reguladores de pressão, direções e reguladores de fluxo Válvula de alívio principal São válvulas que limitam a pressão máxima em um sistema estes podem ser pilotados ou não Válvula de alívio de linha Eles são semelhantes às principais válvulas de alívio, mas são geralmente ajustado para um valor maior que o alívio principal permitindo-lhes abrir por golpes externos, quando a válvula as direções são mantidas fechadas Às vezes também os achamos ajustados para diminuir pressão e são encontrados em certos sistemas onde vamos proteger o implemento Válvula de alívio modulada Esta válvula permite um aumento gradual da pressão através do o tempo dado pelo furo restritor é usado no controle hidráulico de algumas transmissões Válvula de redução São válvulas que reduzem a pressão para certos sistemas, reduza a pressão após a válvula Válvula diferencial É uma válvula que mantém uma diferença de pressão entre um circuito e outro o valor da diferença de pressão depende tensão da mola Válvulas carretel As válvulas de carretel permitem fluxo direcional para diferentes circuitos, são cilindros de diferentes diâmetros usinados em um eixo, Ranhuras de regulagem estes podem ter entalhes longitudinais que permitem que você tenha melhor controle sobre o implemento Os slots de regulação permitem a passagem do fluxo gradual e não abruptamente, sem impacto Ranhuras no corpo do cilindro As ranhuras no corpo do cilindro permitem manter o lubrificação e centre as bobinas Válvula unidirecional (verificação) São válvulas que permitem o fluxo em apenas uma direção Válvula de retenção dupla É uma válvula que permite o fluxo de dois circuitos e esse circuito quem está sob mais pressão vai para o sistema principal Válvula reguladora de fluxo Esta válvula permite regular o fluxo em dois circuitos, este Consiste em um orifício restritor e uma válvula de descarga, o orifício regula o fluxo 0rificio Orifícios Válvulas em paralelo Neste tipo de válvulas são dispostas em paralelo e todo o bobinas podem operar de forma independente para isso configuração é chamada em paralelo Válvulas Válvulas em série Neste sistema os implementos não podem ser movidos todos mesmo tempo um terá domínio sobre o outro Séries gráficas e sistemas paralelos SISTEMA HIDRÁULICO ISO A representação ISO (Organização sabe International Standard) permite internacionalizar a representação de válvulas e Ole hidráulica e componentes do sistema de ar que são muito semelhante Símbolos gráficos podem ser usados • Uso de uma linguagem comum • Explique a operação e operação • Solução de problemas e serviço Os símbolos gráficos não indicam • posição do atuador • Localização das luminárias • Mudança de posição das válvulas NOMENCLATURA DAS CORES Condutas Canos, canos e mangueiras União e cruzamentos de ondulações Símbolos Básicos PNEUMÁTICO Símbolos auxiliaras VARIÁVEL MOLA Símbolos de controles manuais PLACA SOLENOIDE MANUAL MOLA BOTÃO Controles hidráulicos ATUAÇÃO HIDRÁULICA Condicionadores de fluidos AQUECEDOR RESFRIADOR Cilindros EFEITO SIMPLES DUPLO EFEITO DUPLO ESTAGIO Bombas BOMBA FIXA BOMBA VARIAVEL Motores MOTOR VARIAVEL Válvulas Válvulas de alivio Válvula redutora Válvula diferencial Válvula unidirecional A válvula de compensação é igual a uma válvula unidirecional com a diferença que tem uma mola de baixa voltagem (2 Psi aprox.) E uma área exposta na parte de retorno, permite que o óleo de retorno fornecido por falta de óleo, (efeito de seringa; nome em maquiagem inglesa) Válvula de alívio de linha A válvula de alívio de linha é uma combinação entre válvula de alívio e um compensador Válvula de lógica de foguete BAIXO Sistema de carga de feltro e pressão compensada Carga de Sentido Definição (L.S.) É UM SISTEMA DE CONTROLE ONDE A PRESSÃO AO A BOMBA SAÍDA CONTINUA NA PRESSÃO NECESSÁRIO E DETERMINADO PELA CARGA Sistema de pressão compensada Definição (P.C.) É UM SISTEMA DE CONTROLE EM QUE MANTEM UM VELOCIDADE DO IMPLEMENTO A UMA VELOCIDADE CONSTANTE PARA UMA POSIÇÃO DE ALAVANCA Estes dois sistemas de controle podem ser aplicados juntos como separado ALIMENTAÇÃO DE CARGA / PRESSÃO COMPENSADA HIDRÁULICO (LS / PC) & COMPENSAÇÃO HIDRÁULICA DA PRIORIDADE PRESSÃO PROPORCIONAL (PPPC SISTEMA BASICO BOMBA DESLOCAMENTO FIXO CENTRO ABERTO VÁLVULA DE ALÍVIO VALVULA DE CONTROL DE FLUXO VÁLVULA REDUTOR PRESSÃO SISTEMA DE CONTROLE DE FLUXO COMPENSADO PASSAGEM SINAL Válvula redutora de pessão Duplo check de válvula Controle da válvula principal PRESSÃO COMPENSADAQ
