ASSEMBLÉIA HIDRÁULICA - 2º BIMESTRE 2003

COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL DE GUARATINGUETÁ

APOSTILA DE HIDRÁULICA- 2º BIMESTRE 2003

HIDRÁULICA – é uma ciência baseada nas características físicas dos líquidos em repouso e em movimento. Potência hidráulica é aquela fase da hidráulica que se refere ao uso dos líquidos para transferir potência de um local para outro. Portanto, é essencial para o estudo dos princípios de potência hidráulica, compreender o conceito de potência e fatores relacionados

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POTÊNCIA – é a medida de uma determinada força, que se move através de uma determinada distância, a uma determinada velocidade. Para compreender esta afirmação, precisamos definir força.

FORÇA - é definida como qualquer causa que tende a produzir ou modificar movimentos. Devido à inércia, um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento, até ser atuado por uma força externa. A resistência à mudança de velocidade depende do peso do objeto e da fricção entre as superfícies de contato. Se quisermos movimentar um objeto, como a cabeça de uma máquina-ferramenta (torno), devemos aplicar-lhe uma força. A quantidade de força necessária dependerá da inércia do objeto. A força pode ser expressa em qualquer das unidades de medida de peso, mas comumente é expressa em quilos ou libras

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PRESSÃO – é uma quantidade de força aplicada numa unidade de área. P=F/A. Os sistemas hidráulicos e pneumáticos têm como medida de pressão o quilograma-força por centímetro quadrado (kgf/cm2), a libra-força por polegada quadrada (PSI = do inglês Pounds per Square Inch) e também bar (N/m2 x 1000) do sistema francês ou ainda pascal (Pa) que é igual a força de 1 Newton por metro quadrado.

Conversão de unidades : 1 Kgf/cm2 = 14,223 PSI = 98,066 Kpa = 0,981 bar = 0,968 atm.

I polegada = 2,54 centímetros e 1 libra = 0,453 quilogramas

BLAISE PASCAL – físico e matemático Francês, viveu no século XVII, estudou as propriedades físicas dos líquidos e formulou a lei básica da hidráulica. A lei de Pascal estabelece que : a pressão exercida em um ponto qualquer de um fluido (líquido ou gás) estático, é a mesma em todas as direções e é perpendicular às paredes do recipiente onde ela está encerrada.

DANIEL BERNOULLI - cientista Holandês do século XVIII, estudando a relação da velocidade de um fluido e a pressão exercida neste, descobriu um fenômeno interessante no qual hoje leva seu nome, ou seja, o princípio de Bernoulli que diz: Quando a velocidade de um fluido aumenta, a pressão deste fluido diminui. Ou seja, para qualquer fluido em movimento a pressão é menor onde a velocidade é maior.

OBS – Quando não há movimento de fluido, aplicamos o princípio de Pascal (pressão é a mesma em todos os sentidos) e quando há movimento de fluido aplicamos o princípio de Bernoulli ( o aumento da velocidade do fluido acarreta quma queda de pressão)

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TRANSMISSÃO HIDRÁULICA

MULTIPLICADOR DE FORÇA

Temos dois cilindros hidráulicos interligados, com áreas de 5 cm2 e de 20 cm2. Aplicando-se uma força de 10 Kgf no cilindro menor, uma pressão gerada de 2 Kg/cm2 será transmitida (lei de Pascal) ao cilindro maior. A pressão de 2 Kgf/cm2 atuando numa área de 20 cm2, exercerá uma força de 40 Kgf no pistão do cilindro maior. Temos portanto um ganho de força na ordem de 4 vezes a força aplicada inicialmente. Neste caso obteremos nesta transmissão hidráulica uma vantagem mecânica de 4, cuja maneira de calculá-la basta fracionar as áreas dos pistões ou dividir a força obtida pela força introduzida.

MULTIPLICADOR DE PRESSÃO

Temos um cilindro hidráulico especial, pistão de atuação dupla, com diferentes áreas e inteligados por uma haste interna, para transmitir a força gerada pela pressão. Inicalmente aplica-se 10 PSI no pistão de área 20 polegadas quadradas, que vai fazer uma força de 200 libras na haste interna. A força gerada vai atuar no pistão de área 5 polegadas quadradas e gerar uma pressão de 40 PSI no conjunto menor. Temos então um aumento de pressão de 10 para 40 PSI no sistema. Nota: quanto maior for a diferença entre as áreas dos pistões, maior será a multiplicação da pressão.

GAXETAS DE VEDAÇÃO - são os elementos que guarnecem as unidades hidráulicas, impedindo vazamentos internos (não há perda de líquido) ou vazamentos externos (há perda de líquido).

As gaxetas são fabricadas de borracha sintética (petróleo) para uso com óleo mineral ou de borracha natural (seringueira) para uso com óleo vegetal. A troca das borrachas acarretará, a curto prazo, a destruição das mesmas e o completo vazamento em todo sistema. Existem vários tipos e modelos em uso nos componentes hidráulicos, a mais comum é a tipo anel conhecida como “O”ring.

FLUIDOS USADOS NOS SISTEMAS HIDRÁULICOS – função: transmitir energia, lubrificar e refrigerar. O óleo a ser usado nos sistemas hidráulicos deve ser especialmente fabricado para tal fim. Além dos poderes normalmente encontrados nos demais óleos (incompressibilidade, lubrificante, antioxidante) , ele deverá conter o poder antiespumante e principalmente a viscosidade apropriada para transmissão de força num circuito fechado. Nos circuitos mais modernos encontramos também a proteção contra o fogo, quando o óleo poderá ser submetido a altas temperaturas até se volatizar e nunca provocará a chama. Nota: Óleo limpo é um fator de grande importância para a operacionalidade dos equipamentos hidráulicos. Requisitos básicos para o óleo hidráulico:

1- prevenir a formação de goma e verniz;

2- ser incompressível;

3- lubrificante;

4- anticorrosivo;

5- baixo custo;

6- refrigerante;

7- alto índice de viscosidade ( sofrer pouca alteração de fluidez com alteração de temperatura);

8- separar-se da água;

9- liberar o ar instantaneamente;