Festo Didactic - Hidrulica

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Text of Festo Didactic - Hidrulica

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 1

    Automao Hidrulica

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 2

    Hidrulica Estacionria

    Mquinas de produo e montagem de todos os tipos;

    Linhas de transferncia;

    Mquinas de elevao e transporte;

    Mquinas de injeo e moldagem;

    Pontes rolantes;

    Elevadores;

    Prensas.

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 3

    Hidrulica Mbil

    Sistemas basculantes, plataformas elevatrias;

    Mquinas de transporte e elevao;

    Equipamentos de construo;

    Equipamentos agrcolas;

    Avies;

    Navios.

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 4

    DIESEL ELTRICO HIDRULICO

    Hidrulica Mbil - Comparativo de tamanho

    Acionamento de 100 quilowatts

    tima relao PESO x POTNCIA

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 5

    Mecnica

    Boa fora

    timas velocidades

    tima preciso

    tima fora

    Baixas velocidades

    Boa preciso

    Hidrulica Pneumtica

    Fora limitada

    Boas velocidades

    Preciso limitada

    Comparao qualitativa: fora, velocidade e preciso

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 6

    Energia Hidrulica Eltrica Pneumtica

    Transmisso Limitada e muito bem rpida e Limitada e lentacara longas distncias

    Dist. econmica At aprox. 100m Pratic. s/ limites At aprox. 1000m

    Vel. de trans- Aprox. 50 mm/s Aprox. 300.000 Aprox. 2 m/smisso km/s

    Rotaes Limitado Boas At 500.000 rpm

    Fora Bem alto Alto Baixo

    Proteo contra Excelente No to boa Excelentesobrecarga

    Comparao quantitativa

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 7

    Propriedades do leo hidrulico Viscosidade

    Mnima Mxima

    ISO VG 10 9,0 11,0

    ISO VG 22 19,8 24,2

    ISO VG 32 28,8 35,2

    ISO VG 46 41,4 50,6

    ISO VG 68 61,2 74,8

    ISO VG 100 90,0 110,0

    Classes de viscosidade ISO

    Viscosidade cinemtica (mm/s)

    Temperatura: 40C | Presso: 1 bar

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 8

    Leis fsicas fundamentais da hidrulica

    Hidromecnica

    Hidrodinmica Hidrosttica

    Cincia dos lquidos sob pressoFora = presso * rea

    Cincia dos lquidos em movimentoFora = massa * acelerao

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 9

    Onde a maior presso?

    Presso Hidrosttica

    alturagravidadedensidadepresso =hgp = P - Presso [Pa] - Densidade do lquido [kg/m]

    g - Acelerao da gravidade [m/s]h - Nvel da coluna do lquido [m]

    AB

    C A B

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 10

    A presso exercida em um ponto qualquer de um lquido esttico a mesma em todas as direes e exerce foras iguais em reas iguais.

    Transmisso de Presso - Lei de Pascal

    AFp=

    reaForapresso= P - Presso [Pa]

    F - Fora [N]A - rea [m]

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 11

    Transmisso de fora

    11AFpe=

    22

    AFpe=

    Portanto:

    21

    21

    AA

    FF =

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 12

    10 cm210 cm2

    10 cm210 cm2

    1000 Kg1000 Kg 1000 Kg1000 Kg

    100 bar100 bar

    Exemplo - Transmisso de fora

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 13

    A

    1000 kg1000 kg

    100 cm100 cm

    10 cm10 cm

    10 bar10 bar

    100 kg100 kg

    Exemplo - Multiplicao de fora por rea

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 14

    Multiplicao de fora - conservao de energia

    sF =todeslocamenforatrabalho =

    - Trabalho [Nm]F - Fora [N]s - Deslocamento [m]

    O trabalho realizado pelo cilindro a esquerda ser o mesmo realizado

    pelo cilindro a direita.

    100 kg

    10 cm

    1000 kg

    100 cm

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 15

    100 cm

    10 cm

    1 cm

    1000 kg

    10 cm

    100kg

    Multiplicao de fora - conservao de energia

    O volume de leo deslocado constante nos dois cilindros.

    21=

    s2F2s1F1 =Portanto:

    V2V1=s2A2s1A1 =

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 16

    W

    10 A

    A10

    1

    A x 10 = VOLUME = 10 A x 1

    1000 kg1000 kg100 kg100 kg

    Exemplo - Multiplicao de fora - conservao de energia

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 17

    Multiplicao de presso

    A1p1F1 =

    Portanto:

    A1p2

    A2p1 =

    A2p2F2 =sendo:

    F2F1=

    Smbolo

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 18

    Multiplicao de presso

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 19

    Smbolo

    Medidor de Presso - Manmetro Linear

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 20

    1 - Corpo2 - Mola tubular3 - Alavanca4 - Segmento dentado5 - Engrenagem6 - Ponteiro7 - Escala8 - Entrada com estrangulador

    Smbolo

    1

    3

    45

    6

    7

    8

    2

    Medidor de Presso - Manmetro de Bourdon

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 21

    Nvel varivelda Presso Atmosfrica101kPa

    Faixa de depresso

    Faixa de Sobre-presso

    Presso absolutakPa

    + Pe

    0- Pe

    Grfico das presses

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 22

    Velocidade

    Vazo

    rea

    Distncia

    Hidrodinmica - Leis da vazo

    tVQ= sAV =

    tsAQ =

    vAQ =Q - Vazo [m/min]V - Volume [m]A - rea [m]s - Distncia [m]v - Velocidade do fludo [m/s]t - Tempo [min]

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 23

    Hidrodinmica - Equao da continuidade

    V2

    V1

    A1A2

    Q2Q1

    Q21Q = Portanto: v2A2v1A1 =

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 24

    rea

    Velocidade

    Vazo

    Velocidade x Vazo

    AQv=

    A velocidade no depende da presso.

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 25

    Smbolo

    Medidor de Vazo - Rotmetro

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 26

    Potncia Hidrulica

    QpP =VazoPressoPotncia =

    P - Potncia [W]p - Presso [Pa]Q - Vazo [m/s]

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 27

    Eficincia dos sistemas hidrulicos

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 28

    Perdas de carga

    p - Perda de carga (p1 p2)Q VazoA rea

    22 ApQ Relao simplificada entre vazo e queda de presso

    Velocidade do fluxo;

    Tipo e nmero de restries.

    Viscosidade do leo;

    Tipo de fluxo;

    Comprimento dos tubos;

    Dimetro do tubo;

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 29

    Escoamento - Nmero de ReynoldsEscoamento Laminar

    Escoamento Turbulento

    De 0 at 1500 - Fluxo laminarde 1500 at 2300 - Transiomaior que 2300 - Fluxo turbulento

    DvDv

    Re==

    viscosa Forainrcia de ForaRe=

    Re Nmero de Reynolds - Densidadev VelocidadeD Dimetro interno do tubo - Viscosidade absoluta - Viscosidade cintica

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 30

    Cavitao

    EFEITOS DA CAVITAO

    Eroso do material na rea do alargamento da seo transversal

    Efeito DIESEL - Combusto espontnea do leo hidrulico

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 31

    Elementos de Trabalho

    Elementos de comando e controle

    Elementos de Produo,Tratamento e Distribuio

    A

    P

    B

    T

    Cadeia de comandos - Elementos do Sistema Hidrulico

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 32

    Grupo de Acionamento

    Bombas

    Filtros

    Resfriadores

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 33

    Grupo de acionamento

    Filtro de ar

    Escotilha para manuteno

    Tubo de aspirao

    Parafuso de drenagem

    Visor de controle para nvel

    Linha de retorno

    Chicana

    Bomba

    Motor eltrico

    Linha de pressoVlvula Limitadorade presso(segurana)

    Filtro de suco

    Filtro de enchimento

    Smbolo

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 34

    Localizao dos filtros:

    A localizao depende da funo que o mesmo ir exercer, pois o filtro poder trabalhar da maneira mais adequada proteo que ele proporciona ao sistema.

    Filtragem do leo - Filtro

    - Linha de presso;

    - Linha de suco;

    - Linha de retorno;

    - Filtragem externa;

    Smbolo

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 35

    Suco - 100 a 150 microns

    Retorno - 40 a 80 microns

    Presso - 0,1 a 20 microns

    PressoTipos de Filtragem

    RetornoSuco

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 36

    - A montagem no local mais difcil do equip. hidrulico- Pouca possibilidade de manuteno- Devido a perigo de cavitao, s possvel filtragem de grandes partculas-100 a 150

    - Montagem simples- Preo- Ele protege todos os componentes hidrulicos contra contaminao por partculas grandes

    DesvantagensVantagens

    Filtros de suco

    Smbolo

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 37

    - necessrio um by-pass- No caso de picos de presso e partida frio, passam as partculas de contaminao atravs da vlvula by-pass aberta -40 a 80

    - Baixo custo- Manuteno simples- Pode realizar filtragem fina- No provoca nenhuma cavitao na bomba

    DesvantagensVantagens

    Filtros de retorno

    Smbolo

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 38

    - Precisa ser robusto (suportar presso- O elemento precisa estar previsto para um alto diferencial de presso- Conforme a resistncia vazo, a potncia convertida em calor-0,1 a 20

    - Poder ser montado diretamente antes de componentes sensveis- Filtragem bem fina- Manuteno simples- Longa vida til- No provoca nenhuma cavitao na bomba

    DesvantagensVantagens

    Filtros de linha (presso)

    Smbolo

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 39

    Resfriadores

    Resfriador a ar

    Resfriador a gua

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 40

    Bombas Hidrulicas

    Engrenagens PalhetasPistes

    Famlia de bombas hidrulicas

    BOMBA NO PRODUZ PRESSO!BOMBA NO PRODUZ PRESSO!BOMBA PRODUZ VAZO!BOMBA PRODUZ VAZO!

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 41

    Smbolo

    Bomba de engrenagens com dentes externos

  • DIDACTIC Automao Hidrulica 42

    Bomba de palhetas com deslocamento fixo