Sistemas Hidráulicos E Pneumátricos

Desde os cortadores de lenha até às enormes máquinas que você vê em canteiros de obras, as máquinas hidráulicas são impressionantes em temos de força e agilidade. Em qualquer construção você as máquinas operadas hidraulicamente, como por exexmplo, escavadeiras mecânicas, retroescavadeiras, carregadeiras, empilhadeiras e guindastes. Os sistemas de controle em qualquer avião também são acionados hidraulicamente. Você vê a hidráulica nas oficinas mecânicas, erguendo os carros para que os mecânicos possam trabalhar embaixo deles, e muitos elevadores são operados hidraulicamente usando a mesma técnica. Até mesmo os freios do seu carro usam a hidráulica.

Neste artigo, você aprenderá sobre os fundamentos básicos do funcionamento dos sistemas hidráulicos e, então, examinaremos várias peças diferentes de maquinário hidráulico encontrado em um canteiro de obras. Você ficará surpreso com a força e a versatilidade disponíveis nos sistemas hidraulicos.

O princípio básico por trás de qualquer sistema hidráulico é muito simples: a força que é aplicada em um ponto é transmitida para outro ponto por meio de um fluido incompressível. O fluido é quase sempre algum tipo de óleo. A força é quase sempre amplificada no processo. A figura abaixo mostra um sistema hidráulico mais simples possível:

Neste desenho, dois pistões (vermelho) se encaixam em dois cilindros de vidro cheios de óleo (azul claro) e são conectados um com o outro através de um tubo cheio de óleo. Se você aplicar uma força descendente no primeiro pistão (o da esquerda), então a força é transmitida para o segundo pistão através do óleo no tubo. Se o óleo for incompressível, a eficiência é muito boa, praticamente toda a força aplicada no primeiro pistão aparece no segundo. A melhor coisa dos sistemas hidráulicos é que o tubo que conecta os dois cilindros pode ser de qualquer comprimento e tamanho, permitindo que ele desvie de qualquer obstáculo que separe os dois pistões. O tubo também pode bifurcar-se, de maneira que um cilindro mestre possa ativar mais de um cilindro secundário se necessário.

O interessante sobre sistemas hidráulicos é que se torna muito fácil multiplicar ou dividir a força aplicada ao sistema. Se você já leu Como funciona o sistema de roldana, provavelmente sabe que trocar força por distância é muito comum em sistemas mecânicos. Em um sistema hidráulico, tudo que você precisa fazer é mudar o tamanho de um pistão e cilindro em relação ao outro, como mostrado aqui:

Para determinar o fator de multiplicação, comece olhando o tamanho dos pistões. Suponha que o pistão à esquerda tem 5 cm de diâmetro (2,5 cm de raio), enquanto o pistão à direita tem 15 cm de diâmetro (7,5 cm de raio). A área dos dois pistões é pi * r2. A área do pistão esquerdo é conseqüentemente 19,6 enquanto a área do pistão à direita é 176,6 cm 2. O pistão à direita é 9 vezes maior que o pistão à esquerda. Isso significa que qualquer força aplicada ao pistão à esquerda parecerá 9 vezes maior no pistão à direita. Então, se você aplicar uma força descendente de 45 kgf ao pistão da esquerda, uma força ascendente de 400 kgf aparecerá à direita. O único problema é que você terá que empurrar o pistão da esquerda 9 cm para erguer o pistão da direita 1 cm.

Os freios do seu carro são um bom exemplo