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Curso: Mecatrônica Módulo: II Carga Horária: Docente: Turno: Turma: Discente:

Material Instrucional especialmente elaborado pelo Prof. Rozinaldo Pereira para uso exclusivo do CETEB-CA.

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Sumário Um pouco da história do ar comprido 4 Princípios básicos 4 Propriedade física do ar 4 O barômetro de Torricelli 7 Tecnologia Eletropneumática Industrial 9 Válvulas de controle Direcional 13 Tipos de válvulas 13 Introdução à Eletricidade Básica 23 Introdução a Eletromagnetismo 28 Tecnologia Hidráulica Industrial 29 Lei de Pascal 31 Líquidos 33 Resfriadores 38 Contaminantes que interferem no funcionamento do sistema hidráulico 39 Filtros 39 Informações para instalação de Bombas 48 Identificação de uma válvula de controle direcional 49

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Um pouco da história do ar comprido O ar comprimido adquiriu importância em aplicações industriais, somente na segunda metade do século XIX. No entanto, sua utilização é anterior á Da Vinci que em seus inúmeros inventos, utilizou a energia do ar comprimido. Na fundição da prata, do ferro, do chumbo e do estranho, são encontradas referenciais do ar comprimido datadas no velho testamento. A historia conta que, há mais de 2.000 ano, técnicos da época construíram maquinas pneumáticas, utilizando para tal fim, um , Cilindro de madeira dotado de um êmbolo. Já o vento era aproveitado pelo antigos, utilizando sua força gerada pela dilatação do ar esquecido . Em Alexandria, centro cultural do mundo em helênico, foram construído as primeiras maquinas, no III século A C. Neste período, Ctesibios fundou a ESCOLA MECÂNICOS em Alexandria, tornando–se o precursor da técnica para imprimir o ar. Na mesma época, um grego chamado Hero, escreveu um artigo de dois volumes sobre as aplicações do ar comprimido e do vácuo. Tais inventos por falta de recursos e de materiais adequados, não foram amplamente utilizados. Suas técnicas eram depreciadas, a não ser que estivesse a serviço dos reis e do exércitos, para aprimoramento de armas da guerra. Durante o longo período, a energia pneumática sofreu uma paralisação, renascendo somente no século XVI e XVII, com as descobertas de Galileu, Otto, Von Guericke, Robert Boyle, Bacon e outros, que passaram as leis naturais sobre compressão e expansão do gases. Leibiniz, Huyghnes, Papin e Newcomen são considerados os pais da Física Experimental, sendo que os dois últimos consideravam a pressão atmosférica como uma força enorme contra o vácuo efetivo, que era o objeto das Ciências Naturais, Filosóficas e da especulação teológica dede Aristóteles até o final da época Escolástica. No final deste período o evangelista Torricelli, inventa o barômetro, um tubo de mercúrio para medir a pressão atmosférica. Com a invenção da maquina de vapor, por Watts, tem inicio a área da “maquina” e, no decorre dos séculos, surgiram varias maneiras de utilização do ar, proporcionando, desta forma maiores conhecimentos físicos e alguns instrumentos de meditação. Neste longo caminho, das maquinas impulsionadas por um ar comprimido, na Alexandria, ate nos dia de hoje, com o desenvolvimento da eletrônica, o homem sempre tentou “aprisionar esta energia”, colocando-a aos seus serviços, controlando e transformando-a em trabalho. O termo pneumático é derivado do grego pneumos ou pneuma , que quer dizer: respiração, sopro, e é definido como o segmento da física que se ocupa da dinâmica e dos fenômenos físico relacionados com os gases e com o vácuo, bem como com os estudos da conversão da energia pneumática em energia mecânica, através de seus elementos de trabalho. Voltaremos em outros capítulos a contar um pouco mais sobre a historia do ar comprimido.

Princípios básicos Propriedade física do ar Sem a existência do ar, não haveria vida em nosso planeta. Apesar de não possuir uma forma física, podemos notar sua presença em todos os lugares. Por ser elástico e compressível ocupa todo o espaço onde estar contido. Sua composição principal é constituída por Nitrogênio (78,09%) e Oxigênio (20,95%). Os resíduos de Dióxido de Carbono, Argônio, Hidrogênio, Neônio, Hélio, Criptônio e Xenônio formam os demais componentes desta mistura gasosa que respiramos.

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Compressibilidade Um volume de ar, quando submetido por uma força exterior, como por um exemplo, em um atuador pneumático (cilindro), seu volume inicial será reduzido, revelando uma de suas propriedades: a compressibilidade que é mostrada na figura 1.

Elasticidade Como já mencionado, o ar possui a propriedade de elasticidade, que faz com que, uma vez desfeita a função da compressibilidade, este volte ao seu volume inicial (figura 2). Difusibilidade Em processos industriais, é comum a aplicação da “difusibilidade do ar”, que faz com que haja uma mistura homogênea com qualquer meio gasoso não saturado (figura3).

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Expansibilidade Como mencionado anteriormente, o ar ocupa o volume total de um recipiente. Sendo assim, é importante ter em mente esta propriedade de expansibilidade quando formos projetar qualquer reservatório de ar comprimido, tubulações contendo tangues, ou mesmo quando se for estalar uma rede de ar comprimido. Este importante assunto será abordado mais tarde (figura 4). 3 Peso do ar Será que o ar tem peso? È possível verificar isso através de uma experiência. Se colocarmos, numa balança de precisão, dois recipientes do mesmo formato e de peso, hermeticamente fechados, iremos notar, obviamente, que a balança ira registrar o mesmo peso, conforme é mostrado na (figura 5). Apenas como notação, um filtro de ar, a uma temperatura de 0ºC e ao nível do mar, pesa 1,293 X 10-3 KG.

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Podemos afirma que o ar quente é mais leve que o ar frio? Quando utilizado em processos de automação industrial, notamos esta propriedade de ar comprimido. O ar atmosférico é aspirado pelas válvulas de admissão dos compressores de ar e neste processo, o ar comprimido atinge uma temperatura de, aproximadamente, 200ºC, tornando-se mais leve. Além disso, arrasta consigo, partículas de valores de água para a rede de ar comprimido. Esta importante preocupação será revista no capitulo: ”Tratamento e Preparação do Ar Comprimido”, (figura 6) Voltaremos a nossa questão: no texto acima, mencionamos que o ar quente torna-se mais leve quando submetido ao processo de compressão. Para comprovar isso, pode-se fazer uma experiência, semelhante á descrita anteriormente, com a diferença que agora, ao invés de retirarmos o ar de um dos recipientes vamos elevar a sua temperatura. Ao fazer isso, e retornarmos o recipiente de volta na balança, notaremos que aquele com o ar mais quente estarão mais leves. O barômetro de Torricelli Torricelli provou que é possível medir a pressão atmosférica, presente em todos os lugares, inclusive sobre o nosso corpo, através de seu invento, que se tornou muito famoso, o barômetro de mercúrio. A idéia principal contida na experiência realizada por Torricelli é que ao colocar um tubo de vidro, sem ar dentro dele e, portanto sem a atuação da pressão atmosférica, na posição vertical em um recipiente contendo água, é possível notar que o nível deste líquido irá subir e se manter em uma determinada altura, porque a pressão atmosférica ira exerce uma força, que se equilibrará ao peso desta coluna de água. No caso deste liquido, especificamente, o equilíbrio se dá, quando a coluna estiver com 10,33 metros (desde que se esteja no nível do mar e numa temperatura de 0º). Por conta do tamanho do tubo que é necessário utilizar, a experiência torna-se muito cômoda, pois onde conseguir um tubo de vidro de, pelo menos, 10,33 metros de altura, sem deixar que caia e se quebre? Esta foi a mesma conclusão que Torricelli chegou. Dai, este físico teve a idéia de usar um liquido mais denso que a água. No caso foi utilizado o mercúrio, pois uma mesma massa deste liquida, ocupa um menor volume, em comparação com a água. Dessa forma, Torricelli provou que a pressão atmosférica é capaz de equilibrar uma coluna de apenas 0,76m em uma área de 1 cm2.

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Para visualizar está experiência em relação ao tamanho do tubo, obteve a figura 15, onde é possível notar a relação entre as colonas de mercúrio e água. Se compararmos as duas, iremos notar que a coluna de mercúrio é 13,6 vezes menor que a coluna de água. Com tudo isso, pode-se deduzir que aquela colona (que ficou incomoda para se conseguir) de 10,33 metros de coluna de água, será igual, em peso, á uma coluna de mercúrio de 0,76 metros. Efetuando nossas contas, iremos concluir que 10,33 dividido por 13,6 será igual a 0,759, ou seja,praticamente os 0,76 m. O que Torricelli nos comprovou, portanto, é que a pressão atmosférica atua em todos os sentidos e direções com, praticamente, a mesma intensidade e é equivalente a 760 mm de uma coluna de mercúrio de qualquer seção transversal a 0ºC ao nível do mar. E a grande utilidade deste invento é que conhecendo a relação entre a pressão e a altura de coluna de mercúrio. Na próxima lição, iremos aborda algumas características físicas dos gases e como se dão as transformações de pressão, volume e temperatura de um gás. Compressor Dinâmico de Fluxo Radical Ciclo de Trabalho de um Compressor de Parafuso

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Tecnologia Eletropneumática Industrial Esquematização da Produção, Armazenamento e Condicionamento de ar comprimido. 1-Filtro de Admissão 5-Reservatório 2-Motor Elétrico 6-Resfriador Intermediário 3-Separador de condensado 7-Secador 4-Compressor 8-Resfriador Posterior Prevenção e Drenagem para o Condensado Inclinação 0,5 a 2% do Comprimento

Dreno Automático

Armazenagem de Condensados

Ar Comprimidoo

Comprimento

Unidade de condicionamento (utilização)

Purgadores

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Conexões Instantâneas Unidade de condicionamento ou Lubrefil Secção de Um Filtro de Ar Comprimido A- Defletor Superior B- Anteparo C- Copo D- Elemento Filtrante E- Defletor Inferior F- Dreno Manual G- Manopla

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Dreno Automático Secção de um Regulador de Pressão com Escarpe A- Mola F- Orifício de Sangria B-Diafragma G - Orifício de Equilíbrio C-Válvula de Assento H - Passagem do Fluxo de Ar D- Manopla I- Amortecimento E - Orifício de Exaustão J - Comunicação com Manômetro Manômetro Tipo Tubo Bourdon A - Mola F – Orifício de Sangria B – Diafragma G – Orifício de Equilíbrio C – Válvula de Assento H – Passagem do Fluxo de Ar D – Manopla I – Amortecimento E – Orifício de Exaustão j – Comunicação com Manômetro

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Refil – Filtro Regulador A- Manopla. B- Orifício de Sangria C- Válvula de assento D- Defletor Superior E- Defletor inferior F- Mola G- Orifício de Exaustão H- Diafragma I- Passagem do fluxo de ar J- Elemento Filtrante Secção de um lubrificador A- Membrana de Restrição. B- Orifício Venturi. C- Esfera. D- Válvula de Assento. E- Tubo de Sucção. F- Orifício Superior. G- Válvula de regulagem. H- Buião de Reposição de Óleo. I- Canal de Comunicação. J- Válvula de Retenção.

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Válvulas de controle Direcional Tipos de válvulas As válvulas pneumáticas são classificadas em: • De controle direcional • De bloqueio • De controle de fluxo • De controle de pressão Características • Posição inicial • Número de posições • Número de vias • Tipo de acionamento • Tipo de retorno • Vazão

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Número de posições As válvulas são representadas por retângulos divididos em quadrados representando o número de funções distintas que pode assumir

Número de vias É o número de conexões de trabalho que a válvula possui. As vias podem ser de entrada de pressão, conexões de utilização e de escape.

Direção de fluxo As setas indicam a interligação interna das conexões, mas não necessariamente o sentido do fluxo.

Passagem bloqueada

Escape não provido para conexão (não canalizado ou livre)

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Direção de fluxo Escape provido para conexão (canalizado) Direção de fluxo A CETOP procura normatizar a identificação dos orifícios da válvula da seguinte maneira:

Direção de fluxo No 1: Alimentação Nos 2 e 4: Utilização Nos 3 e 5: Escape ou exaustão No 10: Piloto que isola a alimentação No 12: Liga a alimentação 1 com o orifício 2 No 14: Liga a alimentação 1 com o orifício 4

Outras identificações

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Acionamentos ou comandos Provocam o deslocamento das partes internas da válvula, causando mudança das direções de fluxo. Os acionamentos podem ser: • Musculares • Mecânicos • Pneumáticos • Elétricos • Combinados Acionamentos musculares Acionadas pelo homem: • Botão • Alavanca • Pedal Acionamentos mecânicos Acionamentos mecânicos: • Pino • Rolete • Gatilho ou rolete escamotável

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Válvulas de controle direcional Acionamentos pneumáticos Nesses casos as válvulas são comutadas pela ação do ar comprimido, proveniente de outra parte do circuito e emitido por outra válvula. O piloto pode ser: • Positivo • Negativo Acionamentos pneumáticos Piloto Positivo (comando direto por aplicação de pressão)

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Piloto Negativo (comando direto por alívio de pressão)

Acionamentos elétricos Um sinal elétrico é utilizado para acionar um solenóide e comutar a válvula.

Acionamentos combinados A energia do próprio ar comprimido é utilizada para auxiliar o acionamento da válvula. Tipos: • Solenóide e piloto interno • Solenóide e piloto externo • Solenóide e piloto ou botão

Solenóide e piloto interno

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Solenóide e piloto externo

Solenóide e piloto ou botão

Denominação de válvulas Uma válvula de 3 vias e 2 posições em que o fluxo se encontra bloqueado na posição normal é denominada por: Válvula 3/2 vias normalmente fechada

Válvulas comuns 2/2 vias normalmente aberta acionada por rolete

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3/2 vias normalmente fechada acionada por pino

Exemplo de aplicação: Comando básico direto 3/2 vias normalmente fechada acionada por piloto

Exemplo de aplicação 3/3 vias centro fechado, acionada por alavanca

5/3 vias centro fechado, acionada por duplo piloto e centrada por mol.

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Elemento Auxiliares Válvulas de Retenção com Mola Válvulas de Escarpe Rápido Válvula de Isolamento, Elemento “OU”.

Exemplo de Aplicação

Válvula de controle de fluxo

A

a0

12

1

2

3

a4

1

2

3

a2

1

2

3

a.02

1 1

2

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Controle de Velocidade

Atuadores Pneumáticos

Cilindro de Simples Efeitos ou Simples Ação

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Cilindro de Dublo Efeito ou Dupla Ação

Introdução à Eletricidade Básica � Tensão Contínua – É aquela que não varia sua intensidade e sentido em função do tempo. – (Exemplo: pilha) – Para indicar que a tensão é contínua utilizamos o símbolo "VCC". – Exemplo: 24 VCC � Tensão Alternada – É aquela que varia sua intensidade e sentido periodicamente em função do tempo. (Exemplo: energia elétrica vinda de usinas hidroelétricas, gerador de áudio etc.) – Exemplo: 110 VCA – Para indicar que a tensão é alternada utilizamos o símbolo "VCA" Formas de Ondas das Tensões Vcc e Vca

Vcc Vca

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Associação Série de Resistores

Associação Paralela de Resistores Cálculo de Resistência equivalente para: 1 – nº. resistores iguais 2 - 2 Resistores diferentes

Exercício � Determine a Resistência equivalente dos circuitos abaixo

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� Determine a Tensão em R2 se conjunto de resistores são alimentados com 24 Vcc. R1= 10Ώ R2= 15Ώ R3= 25Ώ

� Determine as correntes em R1, R2 e R3 se conjunto de resistores são alimentados com 24 Vcc. R1= 18Ώ R1= 12Ώ R1= 24Ώ

Elementos de Entrada de Sinais - Botoeira

Elementos de Entrada de Sinais - Botoeira

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Elementos de Entrada de Sinais - Botoeira

Elementos de Entrada de Sinais – Chave Fim de Curso

Elementos de Entrada de Sinais – Chave Fim de Curso

Elementos de Entrada de Sinais – Sensor de Proximidade - Capacitivo

Sensibilidade de 0 à 20 mm, dependendo do tamanho do material a ser detectado.

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Elementos de Entrada de Sinais – Sensor de Proximidade - Indutivo

Sensibilidade de 0 à 100 mm, dependendo do tamanho do material a ser detectado. Um receptor de Luz–Outro Transmissor. Elementos de Entrada de Sinais – Sensor de Proximidade – Indutivo

Relés Auxiliares

Cabeçote traseiro

Camisa em perfil de Alumínio

Cabeçote Dianteiro

Imã Permanente para Detecção dos sensores

Regulagem do amortecimento dianteiro

Sensor Indutivo

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Introdução a Eletromagnetismo Todo Condutor quando é percorrido por uma corrente elétrica, ele produz ao seu redor um campo magnético. A forma e intensidade desta energia depende da geometria do condutor.

Quando enrolamos um pedaço de um condutor sob a forma de um carretel de linha, concentramos este

campo magnético. Ele adquire a capacidade de atrair materiais ferrosos.

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Válvulas Solenóides

Exercício 1-Desenvolver um Circuito para ligar e Desligar uma lâmpada através de uma chave com trava? 2-Desenvolver um Circuito para ligar e Desligar uma lâmpada a partir de uma Push Botton Liga e outra desliga? 3-Desenvolver um Circuito para ligar um motor trifásico. Esta máquina ficará ligada durante 10 segundos. Após este período o motor desliga e o sistema ligará uma lâmpada indicadora de que máquina parou. Este circuito deverá ter uma outra lâmpada indicadora que a máquina esta funcionando. O circuito deverá conter também uma botoeira de emergência para desligá-la imediatamente caso seja necessário?

Tecnologia Hidráulica Industrial Conceitos Básicos ●Força: Uma influência Física que provoca uma alteração no movimento do corpo. ●F= mar ●F é uma força que é dada em NewTon (N) ●M é a massa em Kilograma(kg). ●a é a aceleração resultante no corpo, submetida pela a força resultante. RESISTÊNCIA: a força que age no sentido contrário do movimento. Exemplo: ●Atrito ●Inércia ●Atrito: Ocorre entre dois corpo, ela é provocada pela rugosidade de duas superfície. ●Para que haja atrito, V corpoA ≠ V copoB

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Exemplo de resistência:

● Inércia como força resistente: É a oposição que um corpo oferece a mudança de Movimento. Quanto maior a massa do corpo maior é a inércia. Exemplo: O que é mais difícil de parar uma bola de Chumbo ou uma bola de madeira de mesmo tamanho? É Claro que é uma bola de chumbo, pois a mesma é mais pesada. Sendo assim, podemos dizer que a bola de Chumbo tem mais energia que a bola de madeira. Inércia A inércia é uma característica que está relacionada com a massa dos corpos.

Conservação de Energia: A energia não pode ser criada nem destruída somente transformada. Estado Cinético da Energia ou Energia de Movimento: No Estado Cinético, a energia nos corpos se apresentam sobre a forma de movimento.

Estado Potencial da Energia ou Energia de Posição: Quando um corpo apresenta energia potencial, ele geralmente está sobre a influência de um Campo. Tais Como: Campo Elétrico, Campo Gravitacional, Campo Magnético, etc. Este tipo de energia é facilmente convertido em Energia Cinética.

2

2mvE C =

mghE PG =

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Energia Potencial: Unidade de Energia: Newton-Metro= Joule(J)

A água dentro da Torre apresenta energia potencial, pois a mesma se encontra a uma altura h em relação a torneira. Ao abrirmos a torneira, convertemos esta energia potencial em Cinética. Potência Unidade de Medida: Joule/S ou Watts

Pressão Pressão e a exercida por unidade força de superfície. Em Hidráulica a pressão é dada em: Pound Square per Inch: LBf / Pol2

Equivalência de Unidades de Medidas Pressão Lei de Pascal A pressão em um ponto de um líquido estático é a mesma em todas as direções. Ela exerce forças iguais em áreas iguais. Líquido incompressível

746*)(

)(tan*)()(

sTempo

mciaDisNForçaHPPotencia =

2/ PolLBf

psibar

psibarcmKgfatm

5.141

7.141/112

=

≅=≅

LBfF

cmFundo

fundo 200

202

=

=

2110 cmLBfF −=

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1-Se o primeiro pistão se move 10 cm, deslocará 10 cm3 de líquido. 2-Os 10 cm3 de fluido deslocará o segundo pistão apenas 1cm, pois volume de liquido tem que se conservar dentro da prensa.

-Este fato também é comprovado pela lei da conservação de energia. -Calcule as energias em ambos os lados da prensa?

Princípio da Prensa Hidráulica

Conservação da Energia em uma Prensa

→ →=

→=

==

2

2*

2

10100

110

/10

*

cmKgfForça

cmKgfForça

cmKgfpressãopressão

saídaÁreasaída

entradaentrada

Psaída

ÁreaPentrada

saídaentrada

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IInstrumento de Bourdonnto de Bourdon Núcleo Móvel Móvel

Tubo tende a indireitar-se com a pressão.

Um núcleo é empurrado contra a mola de retração que o para quando a pressão da mola é igual a fluido.

Líquidos

É um estado físico da matéria onde suas molécula apresenta um médio grau de atração entre si As moléculas dos líquidos estão sempre em movimento. Movimento este que caracteriza o teor

energético armazenado no líquido.

Os líquidos assumem as forma dos recipientes que os contêm. Os líquidos têm baixo poder de compressividade.

Transmissão de Força em Sólidos A transmissão da força em um sólido é feita de maneira tal que a mesma aparecerá sempre no lado diametralmente oposto aquele da força de origem.

Instrumentos Medidores de Pressão: Manômetros

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Viscosidade de Um Líquido

É uma grandeza física que indica o fluxo das moléculas de um líquido, quando elas escorregam uma sobre as outras.

Essa grandeza é inversamente proporcional à temperatura. Assim esta dificuldade de locomoção produz calor entre as moléculas quando desliza uma sobre as

outras. Unidade de Medida da Viscosidade SSU (Segundo Saybolt Universal)

Ex.:315 SSU Gera mais calor que 100SSU Velocidade X Vazão

Velocidade: Em sistema dinâmico os fluidos se desloca com certa velocidade. � Unidade de Medida:

Vazão: Volume de um Fluido que circula em uma tubulação na unidade de tempo.

Vazão(Q)= V*A

slQ

cmAreascmVelocidadeQVazãoscm

/

)(*)/(

/

2

3

→

==

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Dissipação de Energia

Além da Dissipação de Energia pela viscosidade do Fluido, o atrito entre a tubulação e o fluido também gera calor. Pressão Diferencial

Área(A)

Velocidade(V)

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Pressão Diferencial é importante Devido 1-Indicação de Movimento do Líquido 2-Indicação das perdas Fluidos, Reservatórios e Acessórios

Fluido Hidráulico: Elemento Transmissor de Energia, Lubrificante, Transmissor de calor. � O Fluido a base de petróleo é o mais utilizado em um sistema hidráulico. Os aditivos servem como elementos adequadores dos fluidos para utilização em sistemas hidráulicos, tais Como:

Aumenta o índice de viscosidade-Viscosidade altera pouco com a temperatura. Diminui o poder de Oxidação- Evita a diminuição do poder de lubrificação do Fluido. Diminui o poder de corrosão dos fluidos. Aditivos para resistência do fluido a altas pressões Aditivos anti-espumante- diminuem o surgimento de bolhas.

A alteração da viscosidade com a temperatura é menor no óleo de maior índice de viscosidade.

A utilização de fluido petroquímico(inflamáveis) + água aumenta a resistência a fogo das substâncias: � A) Emulsão de Óleo em água- A água é Dominante.

Ex.: 1% de óleo e 99% de água ou 40% de óleo e 60% de água. � B) Emulsão de Água em Óleo( Invertida)- O óleo é Dominante.

40% de água e 60% de óleo Lubrifica melhor que a outra emulsão

� C) Fluido de Água-Glicol Solução de Glicol(Anti-congelante) e Água(40%).

� D) Fluidos Sintético: Feito a base Ésteres, Fosfatos e Petróleo.

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Resevatórios: Conter e armazenar um fluido de um sistema hidráulico.

Reservatórios: Quatro paredes de aço com linha de sucção, dreno, indicador de nível, linha de retorno e placas defletora compõem basicamente um reservatório.

Capacidade: 20 a 500 Litros

Funcionamento: Quando o fluido retorna placa de retorno impede que o mesmo seja sugado pela

sucção. Isto possibilita a deposição de sujeiras, eliminação de partículas e resfriamento antes da sucção.

As tubulações de sucção e retorno estão sempre separadas por uma parede defletora.

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Tipos: Convencional, Forma de L e Suspenso

Permitem uma altura manométrica positiva de fluido Resfriadores Resfriador a Ar • O ar é forçado a passar nos tubos aletados para permitir a troca de calor.

Resfriador a Água • Consiste de um invólucro contendo tubos por onde passa o fluido quente. A água é bombeada para dentro do invólucro permitindo o resfriamento do fluido.

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• Os resfriadores operam em baixa pressão e por isto eles são Geralmente colocados na linha de retorno dos circuitos hidráulicos.

Contaminantes que interferem no funcionamento do sistema hidráulico Entupimento Sobre-Aquecimento Dificulta a Lubrificação

Filtros: Problemas do aparecimento de contaminantes no sistema hidráulico- Entupimento.

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Filtros: Problemas do aparecimento de contaminantes no sistema hidráulico- Desgastes.

Filtros: Visibilidade do contaminantes no sistema hidráulico Filtros: Exemplos de tipos contaminantes no sistema hidráulico.

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Filtros: Tipos de filtros no sistema hidráulico. 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 correta-mente ou se não conservados adequadamente. 4. Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba. 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 correta-mente, ou e não conservados adequadamente. 2. Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba.

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Filtro Externo Filtros: Tipos de filtros no sistema hidráulico. 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.

Filtro de Pressão Filtros: Tipos Filtro de Linha de Retorno: 1. Protegem a bomba da contaminação do reservatório. 2. 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 correta-mente, ou se não conservados adequadamente. 2. Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba.

Filtro de Retorno

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Válvulas de Desvio ou By Pass: Ela entra em operação toda vez que o diferencial de pressão entre dois pontos, que a mesma está plugada, ultrapassa um determinado valor.

Trabalho

Pesquisar sobre os tipos de conexões usadas em sistemas hidráulicos e pneumáticos e as formas existentes para calcularmos suas perdas. O trabalho deverá ser entregue em mídia digital(3 Pontos).

Tubos e Conexões-Diferença básica entre tubo, cano e mangueira.

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• Linhas Flexíveis para Condução de Fluidos Exemplo: Mangueiras Funções das mangueiras no sistemas hidráulicos: 1) conduzir fluidos líquidos ou gases; 2) absorver vibrações; 3) compensar e/ou dar liberdade de movimentos. Partes construtivas: 1)Tubo Interno ou Alma de Mangueira 2)Reforço ou Carcaça 3)Cobertura ou Capa Fluidos, Reservatórios e Acessórios

Tubo Interno ou Alma de Mangueira � Construído de material flexível e de baixa porosidade, ser compatível e termicamente estável com o fluido a ser conduzido.

Reforço ou Carcaça � Considerado como elemento de força de uma mangueira, o reforço é quem determina a capacidade de suportar pressões. Sua disposição sobre o tubo interno pode ser na forma trançado ou espiralado.

Cobertura ou Capa � Disposta sobre o reforço da mangueira, a cobertura tem por finalidade proteger o reforço contra eventuais agentes externos que provoquem a abrasão ou danificação do reforço.

Características que devem ser levadas em consideração no momento de selecionar uma mangueira: � Capacidade de Pressão Dinâmica e Estática de trabalho; � Temperatura Mínima e Máxima de trabalho; � Compatibilidade química com o fluido a ser condu-zido; � Resistência ao meio ambiente de trabalho contra a ação do Ozônio (O3), raios ultravioleta, calor ir-radiante, chama viva, etc.; � Vida útil das mangueiras em condições Dinâmicas de trabalho (impulse-test); � Raio Mínimo de curvatura. � Nas tabelas a seguir, podemos identificar os principais tipos de mangueiras, suas aplicações e normas construtivas. Exercício: Determine o diâmetro interno apropriado para uma mangueira aplicada em uma linha de pressão com vazão de 16 gpm.

Solução: No Gráfico abaixo, Localize na coluna da esquerda a vazão de 16 GPM e na coluna da direita a velocidade de 20 pés por segundo. Em seguida trace uma linha unindo os

dois pontos localizados e encontramos na coluna central o diâmetro de 0,625 pol = 5/8”. Para linhas de sucção e retorno, proceda da mesma forma utilizando a velocidade recomendada para as mesmas.

Todas as Outras - Diâmetro Real

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O gráfico abaixo foi construído baseado na seguinte fórmula:

Onde: Q = Vazão em Galões por Minuto (GPM) V = Velocidade do Fluido em Pés por Segundo D = Diâmetro da Mangueira em Polegadas

Vazão em GPM Tipos de Conexões para Mangueira Conexão Reutilizável-Podemos trocar a mangueira sem perder a conexão

Sem Descascar a extremidade da mangueira - No SKIVE Descasca a extremidade da mangueira-Tipo SKIV

V

QD

4081,0*=

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Conexão Permanete-Não suporta a troca da mangueira sem perder a conexão.

Tipo SKIVE Tipo No SKIVE

Recomendações para projetar ou reformar um circuito de condução de fluidos, sempre que Possível, leve em consideração as seguintes Recomendações. � Evite ao máximo utilizar conexões e mangueiras, sempre que possível utilize tubos, pois a perda de carga em tubos é menor. � Procure evitar ampliações ou reduções bruscas no circuito, a fim de evitar o aumento da turbulência e de temperatura; � Evite utilizar conexões fora de padrão em todo o circuito e em especial as conexões (terminais) de mangueira, pois estas deverão ser trocadas com maior freqüência nas operações de manutenção; � Evite especificar conjuntos montados de mangueira com dois terminais macho fixo de um lado e fêmea/macho giratório do outro lado; � Mesmo que aparentemente mais caras, procure especificar mangueiras que atendam os requisitos do meio ambiente externo de trabalho, evitando assim a necessidade de acessórios especiais tais como: armaduras de proteção, luva antiabrasão, entre outros. Bombas

As bombas convertem energia mecânica em energia Hidráulica. Bomba que succiona o fluido do tanque de forma parecida a sucção do pó pelo aspirador. Este fluido e obrigado a circular pelo circuito hidrálico gerando um trabalho Tipos de bombas

� hidrodinâmicas � hidrostáticas.

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Usada em Sistemas hidráulicos Usada em Sistemas hidráulicos

Características de Bombas

Capacidade de Pressão(Litro/min) Deslocamento-Volume máximo de líquido.

Uma bomba de 70Kgf/cm2; Deslocamento Teórico de 40 L/min; Deslocamento Real de 36L/min, determine a eficiência volumétrica? Bombas de Engrenagem

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.

100XtoTeoricoDeslocamen

torealDeslocamenaVolumétricEficiencia =

%9010040

36== XaVolumétricEficiencia

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Bombas de Engrenagem-Funcionamento

Informações para instalação de Bombas � 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 água-óleo � Fluido de transmissão � Óleo mineral � Rotação e alinhamento do eixo:

O alinhamento entre o eixo do motor e o da bomba deve estar dentro de 0,18 mm LTI. Siga as instruções do fabricante do acoplamento durante a instalação, para prevenir que o eixo da bomba seja danificado. A fixação 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

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Instalações especiais: � Consulte o fabricante para qualquer uma das � Seguintes aplicações:

Pressão e/ou rotação acima das indicadas, acionamento indireto, fluidos além dos especificados, temperatura acima de 85°C.

Válvulas de controle direcional Identificação de uma válvula de controle direcional • Número de posições • Número de vias • Posição normal • Tipo de acionamento Número de posições Cada quadrado representa uma das possíveis posições da válvula Número de vias O número de vias é o número de conexões úteis da válvula

Internamente aos quadrados temos as vias de passagem internas

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O número de vias externas pode também ser determinado pelas vias internas

1 passagem → 2 vias

2 bloqueios → 2 vias

1 passagem e 1 bloqueio → 3 vias 2 passagens → 4 vias Posição normal É a posição em que se encontram os elementos internos quando a válvula não é acionada EX: – Normalmente aberta – Normalmente fechada Tipo de acionamento Tipo de acionamento utilizado para mudar a posição da válvula • Força muscular • Mecânica • Pneumática • Hidráulica • Elétrica Válvula direcional de 2/2 vias Consiste de duas passagens que são conectadas ou desconectadas Possui a função de liga-desliga

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Válvula direcional de 2/2 vias Consiste de duas passagens que são conectadas ou desconectadas

Possui a função de liga-desliga Válvula direcional de 3/2 vias • Via de pressão (P) • Via de tanque (T) • Via de utilização (A) Diferença das válvulas 2/2 vias e 3/2 vias

Em uma válvula de 3/2 vias, a válvula inverte o fluxo da via de utilização para o tanque, esvaziando o atuador. Válvulas normalmente abertas e normalmente fechadas Válvulas de 2 e de 3 vias com retorno por mola podem tanto ser normalmente abertas (NA) ou normalmente fechadas (NF) Válvula direcional de 4/2 vias Causam reversão no movimento do atuador

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Conversão de 4/2 para 3/2 vias Normalmente não se encontram no mercado válvulas 3/2 vias. Nesse caso converte-se uma válvula 4/2 em uma 3/2 vias.

Atuadores de válvulas direcionais

Atuadores Hidráulicos Convertem a energia de trabalho em energia mecânica

Força do cilindro A força exercida pelo fluido no cilindro é proporcional à pressão do fluido. Para se determinar a pressão necessária para certa força utiliza-se a equação:

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Área de um círculo É necessário então se determinar a área em que a pressão vai atuar. Como a área do cilindro é circular, utiliza-se a fórmula.

Curso do Cilindro É a distância máxima de deslocamento proporcionada pelo cilindro

Volume do Cilindro É o volume de fluido deslocado para realizar um movimento completo do cilindo. É calculado pela fórmula:

Velocidade da Haste A velocidade da haste de um cilindro é determinada pela vazão com que o fluido entra no cilindro dividida ela área do pistão.

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Choque Hidráulico Ocorre quando o pistão do cilindro encontra um obstáculo (como o final de curso). A inércia do líquido do sistema é transformada em choque ou batida, denominada de choque hidráulico. Esse choque pode causar danos ao sistema. Amortecimento Diminui a velocidade do cilindro antes que esse chegue ao seu final de curso. Os amortecimentos podem ser instalados em ambos os lados do cilindro. Amortecimento Quando é instalado do lado da haste é chamado de colar. Quando é instalado no lado traseiro é chamado de batente:

Y1

V1

0

24V 0V

CIRCUITO 01

C1

Y1

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1Y1

56

0

24V 0V

CIRCUITO 05

C1

Y1

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1

Y1

K1 S2

K1

K1

0

24V 0V

CIRCUITO 04

C1

Y1

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1

Y1

K1

S2K1

K1

0

24V 0V

CIRCUITO 03

C1

Y1

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1Y1

S2

0

24V 0V

CIRCUITO 02

C1

Y1

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1Y1

S2

57

0

24V 0V

CIRCUITO 09

C1

Y1 Y2

V1

VL1

T1

FL-1

P1

F1F2

Y2F1

S2

S1Y1

F2

0

24V 0V

CIRCUITO 08

C1

Y1 Y2

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1Y1

Y2F1

F1F2

F2

0

24V 0V

CIRCUITO 06

C1

Y1 Y2

V1

VL1

T1

FL-1

P1

S1Y1

S2Y2