Acumuladores e atuadores hidrulicos

Prof Eng Francisco Alves de Lima Jnior

[email protected]

ATUADORES E

ACUMULADORES

HIDRULICOS


[email protected]

SUMRIO

Conceitos sobre atuadores hidrulicos

Tipos de atuadores hidrulicos

Simbologia dos atuadores hidrulicos

Funcionamento dos atuadores hidrulicos

Aplicaes dos atuadores hidrulicos

Foras nos atuadores hidrulicos

Flambagem da haste

Falhas nos cilindros

Manutenes


[email protected]

GENERALIDADES

Basicamente, os atuadores hidrulicos so os conversores da energia hidrulica em

trabalho linear, sendo sua funo bsica de transformar fora, potncia ou energia

hidrulica em fora, potncia ou energia mecnica.

Os atuadores hidrulicos podem ser divididos basicamente em dois tipos: lineares e

rotativos.


[email protected]

GENERALIDADES


[email protected]

CONCEITOS

Curso do Cilindro: A distncia atravs da qual a energia de trabalho aplicada

determina quanto trabalho ser realizado.

Quando se multiplica uma fora, hidraulicamente tem-se a impresso de que se est

recebendo alguma coisa de graa.

Parece que uma pequena fora pode gerar uma fora grande sob as circunstncias certas,

e que nada foi sacrificado.

Isto relativamente vlido em um sistema esttico. Mas, se a fora deve ser multiplicada

e deslocada ao mesmo tempo, alguma coisa deve ser sacrificada - a distncia.


[email protected]

CONCEITOS

Volume do Cilindro: Cada cilindro tem um volume (deslocamento), que calculado

multiplicando-se o curso do pisto, em cm, pela rea do pisto. O resultado dar o

volume em cm3.

Guarnies: Para uma operao apropriada, uma vedao positiva deve existir em toda

a extenso do pisto do cilindro, tanto quanto na haste.

Os pistes do cilindro so vedados com as guarnies elsticas ou anis de vedao de

ferro fundido.


[email protected]

CONCEITOS

As guarnies elsticas da haste so fornecidas em muitas variedades. Alguns cilindros

so equipados com guarnies com formato em "V" ou em "U", fabricadas de couro,

poliuretano, borracha nitrlica.


[email protected]

FUNCIONAMENTO

Conforme o pisto do cilindro se aproxima do seu fim de curso, o batente bloqueia a

sada normal do lquido e obriga o fluido a passar pela vlvula controle de vazo.

Nesta altura, algum fluxo escapa pela vlvula de alvio de acordo com a sua regulagem.

O fluido restante adiante do pisto expelido atravs da vlvula controle de vazo e

retarda o movimento do pisto.

A abertura da vlvula controle de vazo determina a taxa de desacelerao.

Na direo inversa, o fluxo passa pela linha de bypass da vlvula de controle de vazo

onde est a vlvula de reteno ligada ao cilindro.

Como regra geral, os amortecimentos so colocados em cilindros cuja velocidade da

haste exceda a 600 cm/min.


[email protected]

CHOQUE HIDRULICO

Quando a energia de trabalho hidrulica que est movendo um

cilindro encontra um obstculo (como o final de curso de um

pisto), a inrcia do lquido do sistema transformada em

choque ou batida, denominada de choque hidrulico.

Se uma quantidade substancial de energia 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.


[email protected]

ESTILO DE MONTAGEM DO CILINDRO

Os pistes podem ser montados de vrias formas ou estilos, entre os quais esto as

montagens por flange, por munho, por sapatas (orelhas) laterais, montagem por base,

etc.


[email protected]

ESTILO DE MONTAGEM DO CILINDRO


[email protected]

FIXAO ARTICULADA COM BUCHA PARALELA NO FUNDO E NA HASTE


[email protected]

FIXAO ATRAVS DE OLHAL COM ARTICULAO ESFRICA NO FUNDO

E NA HASTE


[email protected]

FIXAO ATRAVS DE FLANGE NO CABEOTE


[email protected]

FIXAO ATRAVS DE FLANGE NO FUNDO DO CILINDRO


[email protected]

FIXAO ATRAVS DE EIXO BASCULHANTE (MUNHES)


[email protected]

LINEARES

Cilindros: Cilindros hidrulicos transformam trabalho hidrulico em energia mecnica

linear, a qual aplicada a um objeto resistivo para realizar trabalho.

Um cilindro consiste de uma camisa de cilindro, de um pisto mvel e de uma haste

ligada ao pisto.

Os cabeotes so 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 guiada por embuchamentos

removveis chamados de guarnies.

O lado para o qual a haste opera chamado de lado dianteiro ou "cabea do cilindro". O

lado oposto sem haste o lado traseiro.

Os orifcios de entrada e sada esto localizados nos lados dianteiro e traseiro.


[email protected]

CILINDRO DE SIMPLES AO AS

O cilindro de simples ao usado em circuitos hidrulicos, quando o esforo (trabalho)

for aplicado em apenas um sentido, retomado pela ao de uma fora externa ou por uma

mala de reposio.

O fluido entra no tubo do atuador pelo lado do mbolo (alimentao de fluido apenas de

um lado), a resistncia do mbolo estabelece no fluido uma presso (presso de

movimento), que ao vencer a resistncia do mbolo, desloca a haste para frente

(movimento de avano).

Ao chegar no final de seu curso, a presso aumenta at o valor predeterminado (presso de

trabalho).

Para o mbolo retomar (movimento de recuo), ser necessria a comutao da vlvula

direcional e, com a ajuda da fora externa, o fluido retoma para o reservatrio.


[email protected]

CILINDRO DE SIMPLES AO AS


[email protected]

CILINDRO MARTELO

Um cilindro no qual o elemento mvel tem a mesma rea da haste do pisto.


[email protected]

CILINDRO DE DUPLA AO

O cilindro de dupla ao usado em sistemas hidrulicos, quando for necessrio esforo

em ambos os sentidos. Isto significa podemos obter fora em qualquer dos lados do

movimento (movimento de avano e retomo).

Para o movimento de avano, o fluido sob presso entra pela tomada (1) no cilindro,

atuando no lado do mbolo fazendo a haste sair. O fluido sob presso, que se encontra no

lado da haste, deslocado, fluindo pela tubulao ao reservatrio. Ao chegar no final do

curso, a presso de trabalho atingida.

No movimento de retomo, o fluido sob presso entra pela tomada (2) no cilindro. O

mbolo deslocado e a haste recua, fazendo com que o fluido que se encontra no lado do

mbolo- seja deslocado para o reservatrio.


[email protected]

CILINDRO DE DUPLA AO


[email protected]

CILINDRO DE HASTE DUPLA

Um cilindro com um pisto simples e uma haste ligada a cada lado.


[email protected]

CILINDRO TELESCPICO

Usamos este cilindro quando o comprimento da camisa precisa ser menor do que se

poderia conseguir com um cilindro padro.

Assim, quando o cilindro est retrado, ocupa menos espao, e prprio para locais de

difcil acesso, difceis para o cilindro padro.

Na maioria das vezes, este cilindro de simples ao, porm tambm o encontramos de

dupla ao.


[email protected]

CILINDRO TELESCPICO


[email protected]

CILINDRO DUPLEX

Consiste de dois cilindros montados em linha e com hastes mltiplas (uma para cada

cilindro).

As guarnies so montadas entre os cilindros para permitir dupla ao de cada cilindro.

Os cilindros duplex do uma capacidade de trs posies.


[email protected]

CILINDRO DUPLEX


[email protected]

CILINDRO DUPLEX CONTNUO OU CILINDRO TANDEM

Consiste de dois ou mais cilindros montados em linha com pistes interligados por uma

haste comum.

Um cilindro Tandem fornece uma fora resultante maior quando o dimetro do pisto

limitado, mas o seu curso no .


[email protected]

CILINDROS COM AMORTECIMENTO HIDRULICO


[email protected]

FORA DO CILINDRO

Atravs do curso do cilindro, a energia de trabalho hidrulica aplicada rea do seu

pisto.


[email protected]

ATUADORES ROTATIVOS

Esses mecanismos so compactos, simples e eficientes. Eles produzem um torque alto e

requerem pouco espao e montagem simples.

De um modo geral aplicam-se atuadores em indexao de ferramental de mquina,

operaes de dobragem, levantamento ou rotao de objetos pesados, funes de

dobragem, posicionamento, dispositivos de usinagem, atuadores de leme, etc.

CAMPO DE APLICAO

Manuseio de Material, Mquina Ferramenta, Maquinaria de Borracha e Plstico,

Equipamento Mbil, Robtica, Empacotamento, Comutao de Vlvula, Indstria

Mltiplo-Processo, Fabricao de Componentes Eletrnicos.


[email protected]

OSCILADORES HIDRULICOS

Convertem energia hidrulica em movimento rotativo, sob um determinado nmero de

graus.

O oscilador hidrulico um atuador rotativo com campo de giro limitado. Um tipo muito

comum de atuador rotativo chamado de atuador de cremalheira e pinho.

Esse tipo especial de atuador rotativo fornece um torque uniforme em ambas as direes e

atravs de todo o campo de rotao.

Nesse mecanismo, a presso do fluido acionar um pisto que est ligado cremalheira

que gira o pinho.


[email protected]

OSCILADORES HIDRULICOS


[email protected]

MOTORES HIDRULICOS

Os motores hidrulicos transformam a energia de trabalho hidrulico em energia

mecnica rotativa, que aplicada ao objeto resistivo por meio de um eixo.

Todos os motores consistem basicamente de uma carcaa com conexes de entrada e sada

e de um conjunto rotativo ligado a um eixo.


[email protected]

FUNCIONAMENTO

O rotor do motor montado em um centro que

est deslocado do centro da carcaa. O eixo do

rotor est ligado a um objeto que oferece

resistncia.

Conforme o fluido entra pela conexo de

entrada, a energia de trabalho hidrulica atua

em qualquer parte da palheta exposta no lado

da entrada. Uma vez que a palheta superior tem

maior rea exposta presso, a fora do rotor

fica desbalanceada e o rotor gira.

Conforme o lquido alcana a conexo de sada,

onde est ocorrendo diminuio do volume, o

lquido recolocado.


[email protected]

MOTORES DE ENGRENAGEM

Um motor de engrenagem um motor de

deslocamento positivo que desenvolve um

torque de sada no seu eixo, atravs da

ao da presso hidrulica nos dentes da

engrenagem.

Um motor de engrenagem consiste

basicamente de uma carcaa com aberturas

de entrada e de sada e um conjunto

rotativo composto de duas engrenagens.

Uma das engrenagens, a engrenagem

motora, ligada a um eixo que est ligado

a uma carga. A outra a engrenagem

movida.


[email protected]

MOTORES HIDRULICOS X MOTORES ELTRICOS

Os motores hidrulicos tm certas vantagens sobre os motores eltricos. Algumas

destas vantagens so:

1 Reverso instantnea do eixo do motor.

2 Ficar carregado por perodos muito grandes sem danos.

3 Controle de torque em toda a sua faixa de velocidade.

4 Frenagem dinmica conseguida facilmente.


[email protected]

FALHAS NOS CILINDROS

SUJIDADE

A sujeira o problema que causa mais falhas. Ela pode alojar-se entre o mbolo e o tuba

(camisa) do cilindro, arranhando a tubo. Resulta o vazamento excessivo, pois a vedao

torna-se defeituosa.

CALOR

O calor excessivo causa a deteriorao das vedaes, provocando vazamentos. A

temperatura do cilindro no deve exceder a 60 oC. Para cilindros em que o trabalho estiver

sujeito a altas temperaturas, devemos providenciar que as vedaes sejam resistentes ao

calor e a camisa receba um tratamento adequado.


[email protected]

FALHAS NOS CILINDROS

M APLICAO:

Urna grande porcentagem de falhas deve-se m aplicao do cilindro. Cada trabalho

exige um determinado tipo construtivo de cilindro.

MAU ALINHAMENTO

Empuxo axial ou carregamento excntrico suportados inadequadamente podem causar

falhas e danos graves ao cilindro.

MONTAGENS DEFEITUOSAS

Se o cilindro no estiver montado rigidamente ou se a montagem no, tiver resistncia

suficiente para suportar a carga produzida pelo cilindro, este pode ficar frouxo e

danificar a si mesmo e a outros componentes a ele ligados.


[email protected]

MANUTENES NOS ATUADORES

As manutenes eliminam impurezas, escoriaes nas hastes e partes internas dos cilindros, no

permitindo vazamentos internos e externos.

As manutenes podem dividir-se em:

1 Montagem dos componentes: Seguir as recomendaes sobre ajustes e tolerncias.

2 Instalao: Cilindros alinhados, parafusos de fixao das bases bem apertados e travados, para

no soltarem em servio.

3 Em Servio: Falhas devem ser corrigidas imediatamente, assim como vazamentos e trincas, alm

da troca de retentores.

Obs 1: Os vazamentos podem ser provocados por desgaste dos anis ou nas paredes internas dos

cilindros. Alm disso, devemos verificar as vlvulas antes de abrir os cilindros.

Obs 2: Devemos sangrar os cilindros nos quais o ar escape por si prprio.


[email protected]

ACUMULADORES HIDRULICOS

Um acumulador um dispositivo capaz de armazenar fluidos incompressveis sob presso, para serem

utilizados durante o ciclo de operao do sistema.

PRINCIPAIS FUNES DE UM ACUMULADOR

Compensador de vazamento;

Fonte de potncia auxiliar;

Compensador de expanso trmica;

Fornecedor de fluido;

Eliminador de pulsao e absorvedor de choques.

TIPOS DE ACUMULADORES

Acumuladores com peso;

Acumuladores de mola;

Acumuladores com gs.


[email protected]

ACUMULADORES CARREGADOS POR PESO

Um acumulador carregado por peso aplica uma fora ao lquido por meio de carga com

grandes pesos. Como os pesos no se alteram, os acumuladores carregados por peso so

caracterizados pela presso, que constante durante todo o curso do pisto.

Os pesos utilizados nos acumuladores podem ser feitos de qualquer material pesado como:

ferro, concreto, ou mesmo gua (acondicionada).

Os acumuladores carregados por peso so, geralmente, muito grandes. Eles podem atender

a muitas mquinas ao mesmo tempo, e so usados nas usinas de ao e nas centrais de

sistemas hidrulicos.

Os acumuladores carregados por peso no so muito populares por causa do seu tamanho e

da inflexibilidade na montagem (eles, geralmente, devem ser montados na vertical).


[email protected]

ACUMULADORES CARREGADOS POR PESO


[email protected]

ACUMULADORES POR MOLA

Um acumulador carregado por mola consiste de:

carcaa de cilindro, pisto mvel e mola. A mola aplica a fora ao pisto, o que resulta na

presso do lquido.

Conforme o lquido bombeado para dentro do acumulador carregado por mola, a presso

no reservatrio determinada pela taxa de compresso da mola.

Em alguns acumuladores deste tipo, a presso da mola pode ser ajustada por meio de um

parafuso de regulagem.

Os acumuladores carregados por mola so mais flexveis do que o tipo carregado por peso.

Eles so menores e podem ser montados em qualquer posio..


[email protected]

ACUMULADORES POR MOLA


[email protected]

ACUMULADORES TIPO DIAFRAGMA

O acumulador do tipo diafragma consiste de dois hemisfrios de metal, que so separados

por meio de um diafragma de borracha sinttica. O gs ocupa uma cmara e o lquido entra

na outra.

Acumuladores e atuadores hidrulicos

Documents

Transcript of Acumuladores e atuadores hidrulicos