Aula 05 Hidraulica 05

1

Sistemas Hidropneumáticos I

Hidráulica 05

EME-26/EME610 Aula 05 28-09-2009

Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior

UNIFEI

M

CARGA

Posição centralCarga parada

Válvula de contrabalanço

M

CARGA

Suspendendo a carga


M

CARGA


Descida da carga

2

Válvula redutora de pressão

MVálvula redutora de

pressão

Válvula de descarga

M

A válvula é ajustada

para a pressão do

acumulador.

Quando este estiver

carregado a válvula

abre e o fluxo da

bomba retorna ao

tanque nessa

pressão.

É necessário

acrescentar uma

válvula de retenção.

3

M


A válvula é ajustada

para a pressão do

acumulador.

Quando este estiver

carregado a válvula

abre e o fluxo da

bomba retorna ao

tanque em pressão

mínima.

Sistema de Alta e Baixa Pressão (Alta-Baixa)

Comparação

Válvula limitadora de pressão


Válvula redutora de pressão com retenção

Válvula de contrabalanço com retenção

Válvula de seqüência com retenção

Válvulas de Retenção

Observação sobre segurança: em qualquer circuito com acumulador deve haver um meio de

descarregar automaticamente quando a

máquina é desligada.

4

Válvula de retenção pilotada

CARGA

A carga só descerá quando houver pressão suficiente na linha A para desbloquear a válvula.

A B

Válvula de retenção operada por piloto geminada

CARGA

A B

Saída A1 Saída B1

Entrada A Entrada B

B1A1

A B

B1A1

A B

Válvulas de Controle de Vazão

Orifício fixo Orifício variável

Válvulas controladoras de vazão

5

Válvula controladora de vazão variável Válvula controladora de vazão variável com retenção integrada

Exemplo Método de controle Meter-In

Utilizado quando o atuador deve empurrar ou levantar

uma carga.

controle na entrada

6

Método de controle Meter-Out

Utilizado quando a carga tende a “fugir” do atuador,

como na furação.

controle na saída

Método de controle Bleed-Off

É o sistema de menor precisão.

controle em desvio

Válvula controladora de vazão com pressão compensada

Qualquer mudança na pressão antes ou depois de uma válvula afeta o

fluxo.

Nas válvula com pressão compensada essas

mudanças são neutralizadas.

Válvula controladora de vazão com pressão compensada tipo restritora

êmbolo de compensação

AB

Válvula controladora de fluxo comtemperatura e pressão compensadas

7

Interprete o esquema e compreenda seu funcionamento

M

M

Atuador avançando

M

Atuador encerra o avanço

8

M

Atuador inicia o recuo

M

Atuador recuando

M

Atuador encerra o recuo

M

Atuador inicia o avanço

9

Interprete o esquema e compreenda o

funcionamento da válvula desaceleradora

M

Posição central

Bomba trabalhando em pressão mínima

M

Recuo

Atuador move-se em velocidade máxima

M

Recuo


10

M

Avanço Inicial


M

Avanço Final

Atuador move-se em velocidade ajustada

Interprete o esquema e compreenda o

funcionamento da desaceleração com válvula

direcionalM

B1

S1

Recuo


S1

B1

11

M

B1

S1

Avanço Inicial


S1

B1

M

B1

S1

S1

Avanço Final

Atuador move-se em velocidade ajustada

B1

Recordando alguns cálculos básicos

Atuador hidráulico de dupla ação

Tempo de deslocamento:

1000[l/min] Vazão6[mm] Curso][cm Área

/s]Vazão [cm

]Volume [cmTempo [s]

2

3

3

×

××==

Velocidade de deslocamento:

6][cm Área

[l/min] Vazão

]Área [cm100

s]/Vazão [cms]/ [mVelocidade

22

3

×

=

×

=

A B

12

Cálculos básicos

A B

Volume de avanço: 2 litro (2.000 cm3)Volume de recuo: 1 litro (1.000 cm3)Vazão da bomba: 1 l/minCurso do atuador: 50 cm

Tempo de avanço: minVazão induzida no avanço: l/minVelocidade de avanço: m/minÁrea do êmbolo: cm2

Tempo de recuo: minVazão induzida no recuo: l/minVelocidade de recuo: m/minÁrea da haste: cm2

20,5

0,25

12

0,5

40

20

Um atuador telescópico elevará uma carga de 1250 kgf ao ser alimentado por um fluxo de 15

l/min.Esboce o gráfico Pressão x Tempo considerando que no instante zero o atuador está

totalmente recuado. Os diâmetros do atuador são 20, 15

e 10 cm e seus respectivos cursos são 50, 55 e 60 cm.

Exercício

Exercício

3,98

7,1

15,9

63 102 120

Circuito Regenerativo

13

M

P

A

T

Retorno em velocidade normal, pois o fluxo da bomba é dirigido para

o lado da haste.

Tempo de recuoTr = ? min1QB= 1 l/minQB= 1 l/min

QeQe

QsQs

Vazão de saídaQs = ? l/min

Vazão de entrada Qe = ? l/min1

2

Área embolo: 40 cm2

Área haste: 20 cm2

Curso: 50 cm

Velocidade de recuoVr = ? m/min0.5

l1000m1 3

×

××

m1m1cm100cm100

×××

××××

Velocidade de Retorno

ÁreaVazão

Velocidade =

][cm 20[l/min] 1

2= 2cmmin20l 1××

×=

min m/5.0Velocidade =

2cmmin20l 1××

×=

min2m 1

×

×=

M

P

A

T


Avanço em velocidade

acelerada, pois o fluxo da bomba é

direcionado para o lado da cabeça do pistão e é somado ao fluxo induzido que sai do lado da

haste.

M

P

A

T


Qs

Qe

Tempo de avançoTa = ? min

Vazão de saídaQs = ? l/min

Vazão de entrada Qe = ? l/min

1

2

1

QB= 1 l/minQB= 1 l/min

Velocidade de avançoVa = ? m/min0.5

14

Velocidade de Avanço

Circuito Regenerativo 2:1

l1000m1 3

×

××

êmbolo do Áreabomba da Vazão2

Velocidade×

=

][cm 40[l/min] 12

2

×= 2cmmin40

l 12××

××=

min m/5.0Velocidade =

2cmmin40l 12

××

××=

min4m 2

×

×=

m1m1cm100cm100

×××

××××

Velocidade de Avanço = Velocidade de recuo

pois: área do êmbolo = 2 x área da haste

M

P

A

T


Quando a relação de áreas entre

pistão e eixo é 2:1 a velocidade de

avanço será igual à velocidade de

retorno.A força de avanço

fica reduzida à metade, ou seja,

igual a de retorno.


Va

QsQe

QB

QsQQe B += 1

VaAcQs ×= 2

VaAeQe ×= 3

Aêmbolo

Acoroa


AcQs

Va =

AcQsAe

Qe×

=

De 2:

AeQe

Va =

De 3: AeQe

AcQs

=

Chamando a relação entre áreas de K, tem-se:

AcAe

K = 8QsKQe ×=7

5

6

15

Circuito RegenerativoTem-se:

6QsKQe ×=

7

QsQQe B += 1QsQQsK B +=×

BQQsQsK =−×

BQ)1K(Qs =−×

1KQ

Qs B−

=

Circuito RegenerativoTem-se agora:

7

QsQQe B += 1

1KQ

QQe BB

−

+=

1KQ

Qs B−

=

1KQ)1K(Q

Qe BB−

+−×=

1KQ)1K(Q

Qe BB−

+−×=

1KKQ

Qe B−

×= 8

Circuito RegenerativoDessa forma tem-se:

)1K(AcQ

Va B−×

=AcQs

Va = 5

71K

QQs B

−

=

Ou:

AeQe

Va = 6

1KKQ

Qe B−

×= 8

)1K(AeKQ

Va B−×

×=

Ac)1K(AeAeQB

×−×

×=


Dados: QB, Ac e Ae

)1K(AcQ

Va B−×

=

AcAe

K =

Resumindo:

1KQ

Qs B−

=

1KKQ

Qe B−

×=

Se relação 2:1 (Ae=2*Ac):

AcQ

Va B=2K = BQQs = BQ2Qe ×=

Neste caso a área da coroa circular (Ac) será igual a área da haste (Ah)

16

Acionamento em circuito aberto

Acionamento em circuito abertoDeslocamento da bomba igual ao do motor: velocidade e torque de saída serão quase idênticos ao de entrada.

Deslocamento da bomba é metade do motor: velocidade de saída é metade da entrada e o torque o dobro.

1. Reversão instantânea do eixo do motor.

2. Ficar carregado por períodos muito grandes sem danos.

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

4. Frenagem dinâmica conseguida facilmente.

5. Relação peso-potência aproximada de 0,22 kg/HP para motores hidráulicos e de 4,5 kg/HP para motores elétricos.

Motor Hidráulico x Motor ElétricoAlgumas vantagens dos motores hidráulicos sobre

os elétricos:

Acionamento em circuito fechado

17


M


M

Válvulas Proporcionais

Válvulas Proporcionais

São válvulas que podem ser posicionadas em

infinitas posições, podendo ser direcionais,

limitadoras de pressão e reguladoras de vazão,

entre outras.

18

Válvulas ProporcionaisControle de vazão

Direcionais

Válvula Direcional Proporcional

São válvulas direcionais que, além de

controlar a quantidade do fluxo, também

controlam a sua direção.

Válvula Direcional Proporcional Válvula Direcional Proporcional1. Estágio da válvula piloto

servo controlada;

2. Circuito eletrônico de controle;

3. Transdutor de posição (LVDT);

4. Estágio principal (válvula direcional).

19

LVDT?Linear Variable Differential Transformer (Transformador Diferencial

Variável Linear).

Sensor para medição de deslocamento linear baseado em três bobinas e um núcleo. A saída é proporcional ao deslocamento do

núcleo, que está fixado com o que se deseja medir.

Válvula Direcional Proporcional

UNIFEI

Aula 05 Hidraulica 05

Documents

Transcript of Aula 05 Hidraulica 05