Hidraulica

HIDRÁULICA

1 Introdução

1.1 Histórico:

Existem apenas três métodos conhecidos de transmissão de potência na esfera comercial: (1) a

mecânica, (2) a elétrica e (3) a fluídica.

Naturalmente, a transmissão mecânica é a mais velha delas, por conseguinte, a mais conhecida.

Começou com o “ilustre desconhecido” inventor da roda e utiliza hoje de muitos outros artifícios

mais apurados como engrenagens, cames, correias, molas, polias e outros.

A elétrica, que usa geradores, motores elétricos, condutores e uma gama muito grande de outros

componentes, é um desenvolvimento dos tempos modernos. É o melhor meio de se transmitir

energia a grandes distâncias.

A força fluida tem sua origem, por incrível que pareça, a milhares de anos antes de Cristo. O

marco inicial, de que se tem conhecimento, foi o uso da potência fluida em uma roda d’água, que

emprega a energia potencial da água armazenada a uma certa altura, para a geração de energia. Os

romanos por sua vez, tinham um sistema de armazenamento de água e transmissão, através de

canais ou dutos para as casas de banho ou fontes ornamentais.

O uso do fluido sob pressão, como meio de transmissão de potência, já é mais recente, sendo que

o seu desenvolvimento ocorreu, mais precisamente, após a primeira grande guerra.

A grande vantagem da utilização da energia hidráulica consiste na facilidade de controle da

velocidade e inversão, praticamente instantânea, do movimento. Além disso os sistemas são auto

lubrificados e compactos se comparados com as demais formas de transmissão de energia.

As desvantagens dos sistemas é que se comparados com a eletricidade, por exemplo, os sistemas

têm um rendimento baixo, de modo geral em torno de 65%, principalmente devido a perdas de

cargas e vazamentos internos nos componentes. A construção dos elementos necessita de

tecnologia de precisão encarecendo os custos de produção.

2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

2.1 FLUIDO

Fluido é qualquer substância capaz de deformar-se continuamente e assumir a forma do recipiente

que a contém. Como o presente trabalho trata apenas de circuitos hidráulicos, o fluido que nos

interessa é o óleo hidráulico. O fluido pode ser líquido ou gasoso.

2.2 FORÇA E PRESSÃO

por Gilberto Baksa Junior - Marketing 2

Pode-se definir força, como qualquer causa capaz de realizar trabalho. Por exemplo, se se quer

movimentar um corpo qualquer, deve-se aplicar uma força sobre ele. O mesmo ocorre quando se

quer pará-lo.

Por outro lado, o conceito mais amplo de pressão pode ser entendido como a resistência oferecida

pelo recipiente ao escoamento de um fluido. Disso decorre duas situações, as observações estática

e dinâmica. Nas observações estáticas diz-se que “em um fluido confinado sobre áreas iguais

atuam forças iguais”(princípio de Pascal), nas observações dinâmicas a pressão corresponde à

energia necessária para vencer as resistência de escoamento decorrentes do atrito e choque dentro

das tubulações.

A aplicação mais simples do princípio de Pascal consiste em ao aplicar uma força “F” sobre uma

superfície “A”, defini-se como pressão “P” , a razão entre a força “F” e a superfície “A”. Por

exemplo, se se tem uma dada pressão igual a 300000N/m2 (300kPa) distribuída em uma

superfície de 1m2, diz-se que em cada quadrado de

lado igual a 1m da superfície considerada, está

atuando uma força de 300000N (300kN) e pode-se

dizer, ainda, que se tem 300kN de força atuando

sobre o corpo.

No caso da FIG.1, sobre o êmbolo de 1m2 de área

atua a força de 300kN, resultando numa força de

900kN sobre o êmbolo de área de 3m2. Portanto,

com o aumento da área nota-se a multiplicação da

força aplicada pela razão de acréscimo da área,

considerando o equilíbrio, ou seja, sistema ideal

FIGURA 1 Prensa de Joseph Bramah

O resumo matemático do princípio de Pascal é:

ou ainda

onde: P = pressão

F = força

A = área

A FIG. 2 representa um macaco hidráulico fundamental, onde F é a força que o operador faz e G

e a força multiplicada pelo macaco.

Na óleo-hidráulica diz-se que existe pressão em

determinada parte do circuito hidráulico, quando existe

resistência ao fluxo de óleo gerado pela bomba. A bomba

nunca gera pressão, gera somente vazão de óleo. As

resistências encontradas pelo óleo na sua trajetória são as

responsáveis pela geração da pressão.

ou