Sistema Sistema hidráulicohidráulico

Funcionamento e suas Funcionamento e suas aplicaçõesaplicações

IntroduçãoIntrodução Desde os cortadores de lenha até às enormes Desde os cortadores de lenha até às enormes

máquinas que você vê em canteiros de obras, as máquinas que você vê em canteiros de obras, as máquinas hidráulicas são impressionantes em máquinas hidráulicas são impressionantes em temos de força e agilidade. Em qualquer construção temos de força e agilidade. Em qualquer construção você as máquinas operadas hidraulicamente, como você as máquinas operadas hidraulicamente, como exemplo, escavadeiras exemplo, escavadeiras mecânicasmecânicas,,retroescavadeirasretroescavadeiras, , carregadeirascarregadeiras, empilhadeiras e , empilhadeiras e guindastesguindastes. Os sistemas de controle em qualquer . Os sistemas de controle em qualquer aviãoavião também são acionados hidraulicamente. Você  também são acionados hidraulicamente. Você vê a hidráulica nas oficinas mecânicas, erguendo os vê a hidráulica nas oficinas mecânicas, erguendo os carros para que os mecânicos possam trabalhar carros para que os mecânicos possam trabalhar embaixo deles, e muitos elevadores são operados embaixo deles, e muitos elevadores são operados hidraulicamente usando a mesma técnica. Até hidraulicamente usando a mesma técnica. Até mesmo os mesmo os freiosfreios do seu carro usam a hidráulica. do seu carro usam a hidráulica.

RetroescavadeiraRetroescavadeira

Neste artigo, você aprenderá sobre os Neste artigo, você aprenderá sobre os fundamentos básicos do fundamentos básicos do funcionamento dos sistemas funcionamento dos sistemas hidráulicos e, então, examinaremos hidráulicos e, então, examinaremos várias peças diferentes de maquinário várias peças diferentes de maquinário hidráulico encontrado em um canteiro hidráulico encontrado em um canteiro de obras. Você ficará surpreso com a de obras. Você ficará surpreso com a força e a versatilidade disponíveis nos força e a versatilidade disponíveis nos sistemas hidraulicos.sistemas hidraulicos.

Principio básicoPrincipio básico

Ar no sistemaAr no sistemaÉ importante que o sistema É importante que o sistema

hidráulico não contenha hidráulico não contenha bolhas de ar. Você já deve bolhas de ar. Você já deve ter ouvido sobre a ter ouvido sobre a necessidade de "retirar o ar necessidade de "retirar o ar das linhas de freio" do seu das linhas de freio" do seu carro. Se houver uma bolha carro. Se houver uma bolha de ar no sistema, a força de ar no sistema, a força aplicada ao primeiro pistão é aplicada ao primeiro pistão é utilizada para comprimir o utilizada para comprimir o ar na bolha em vez de mover ar na bolha em vez de mover o segundo pistão, o que tem o segundo pistão, o que tem um grande efeito sobre a um grande efeito sobre a eficiência do sistema.eficiência do sistema.

O princípio básico por trás O princípio básico por trás de qualquer sistema de qualquer sistema hidráulico é muito hidráulico é muito simples: asimples: aforça que é força que é aplicada em um ponto é aplicada em um ponto é transmitida para outro transmitida para outro ponto por meio de um ponto por meio de um fluido incompressível.fluido incompressível. O  O fluido é quase sempre algum fluido é quase sempre algum tipo de óleo ou na minoria tipo de óleo ou na minoria das vezes água. A força é das vezes água. A força é quase sempre amplificada quase sempre amplificada no processo. O interessante no processo. O interessante sobre sistemas hidráulicos é sobre sistemas hidráulicos é que se torna muito fácil que se torna muito fácil multiplicar ou dividir a força multiplicar ou dividir a força aplicada ao sistema aplicada ao sistema

Para determinar o Para determinar o fator de multiplicaçãofator de multiplicação, comece , comece olhando o tamanho dos pistões. Suponha que o pistão à olhando o tamanho dos pistões. Suponha que o pistão à esquerda tem 5 cm de diâmetro (2,5 cm de raio), esquerda tem 5 cm de diâmetro (2,5 cm de raio), enquanto o pistão à direita tem 15 cm de diâmetro (7,5 enquanto o pistão à direita tem 15 cm de diâmetro (7,5 cm de raio). A área dos dois pistões é cm de raio). A área dos dois pistões é pi * r2pi * r2. A área . A área do pistão esquerdo é conseqüentemente 19,6 enquanto do pistão esquerdo é conseqüentemente 19,6 enquanto a área do pistão à direita é 176,6 cm 2. O pistão à a área do pistão à direita é 176,6 cm 2. O pistão à direita é 9 vezes maior que o pistão à esquerda. Isso direita é 9 vezes maior que o pistão à esquerda. Isso significa que qualquer força aplicada ao pistão à significa que qualquer força aplicada ao pistão à esquerda parecerá 9 vezes maior no pistão à direita. esquerda parecerá 9 vezes maior no pistão à direita. Então, se você aplicar uma força descendente de 45 Então, se você aplicar uma força descendente de 45 kgf ao pistão da esquerda, uma força ascendente de kgf ao pistão da esquerda, uma força ascendente de 400 kgf aparecerá à direita. O único problema é que 400 kgf aparecerá à direita. O único problema é que você terá que empurrar o pistão da esquerda 9 você terá que empurrar o pistão da esquerda 9 cm para erguer o pistão da direita 1 cm.cm para erguer o pistão da direita 1 cm.

Os Os freiosfreios do seu carro são um bom exemplo de um  do seu carro são um bom exemplo de um sistema hidráulico movido a pistão. Quando você pisa sistema hidráulico movido a pistão. Quando você pisa no pedal do freio em seu carro, ele está empurrando no pedal do freio em seu carro, ele está empurrando o pistão do seu cilindro mestre. Quatro pistões o pistão do seu cilindro mestre. Quatro pistões secundários, um em cada roda, atuam para secundários, um em cada roda, atuam para pressionar as pastilhas de freio contra o disco ou o pressionar as pastilhas de freio contra o disco ou o tambor do freio para parar o carro (na verdade, em tambor do freio para parar o carro (na verdade, em quase todos os carros mais recentes, dois cilindros quase todos os carros mais recentes, dois cilindros mestre controlam simultaneamente dois cilindros mestre controlam simultaneamente dois cilindros secundários. Assim, se um dos cilindros tiver um secundários. Assim, se um dos cilindros tiver um problema ou um vazamento, ainda é possível frear o problema ou um vazamento, ainda é possível frear o carro.carro.

Na maioria dos outros sistemas hidráulicos, cilindros Na maioria dos outros sistemas hidráulicos, cilindros hidráulicos e pistões são conectados por válvulas hidráulicos e pistões são conectados por válvulas a uma bomba que fornece óleo de alta pressão. Você a uma bomba que fornece óleo de alta pressão. Você aprenderá sobre estes sistemas nas seções seguintes.aprenderá sobre estes sistemas nas seções seguintes.

Principio Pascal Principio Pascal

A variação de pressão sofrida em um A variação de pressão sofrida em um ponto de um fluido em equilíbrio é ponto de um fluido em equilíbrio é transmitida integralmente a todos os transmitida integralmente a todos os pontos do fluido e às paredes que o pontos do fluido e às paredes que o delimita.delimita.

Este princípio tem diversas aplicações Este princípio tem diversas aplicações em nosso cotidiano. Ele está presente na em nosso cotidiano. Ele está presente na prensa hidráulica, no elevador prensa hidráulica, no elevador hidráulico, no macaco hidráulico, freios e hidráulico, no macaco hidráulico, freios e na direção hidráulica.na direção hidráulica.

Veja a figuraVeja a figura

Se pressão é a razão entre força aplicada e área, e a pressão Se pressão é a razão entre força aplicada e área, e a pressão é mantida nos dois lados desse sistemaé mantida nos dois lados desse sistema

Multiplicador de forçaMultiplicador de força Se quisermos que o braço levante objetos, é interessante Se quisermos que o braço levante objetos, é interessante

criarmos um multiplicador de forças, portanto a seringa criarmos um multiplicador de forças, portanto a seringa maior deve ficar no braço mecânico hidráulico.maior deve ficar no braço mecânico hidráulico.

Multiplicador de Multiplicador de velocidadevelocidade

Como este braço está sobre um rolamento, portanto exige Como este braço está sobre um rolamento, portanto exige pouca força para girá-lo, pode ser uma estratégia pouca força para girá-lo, pode ser uma estratégia interessante criar um multiplicador de velocidades. Assim interessante criar um multiplicador de velocidades. Assim o operador pode executar um giro mais veloz no braço, o operador pode executar um giro mais veloz no braço, portando a seringa menor deve atuar no eixo de rotação do portando a seringa menor deve atuar no eixo de rotação do braço mecânico hidráulico.braço mecânico hidráulico.

Movimento sicronoMovimento sicrono Ou simplesmente podemos querer que o sistema não Ou simplesmente podemos querer que o sistema não

multiplique o valor dessas grandezas. Se quisermos ter um multiplique o valor dessas grandezas. Se quisermos ter um movimento síncrono no "atuador de dois dedos" podemos movimento síncrono no "atuador de dois dedos" podemos usar esta opção com duas seringas iguais.usar esta opção com duas seringas iguais.

O que o aluno poderá O que o aluno poderá aprender com esta aulaaprender com esta aula

Conceitos básicos da física e suas Conceitos básicos da física e suas implicações matemáticas;implicações matemáticas;

Conceitos básicos sobre força, pressão e trabalho.Operações básicas, razões e proporções.