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Prof. Fagner Ferraz

Hidráulica e Pneumática

Tecnologia Hidráulica

O que você entende por hidráulica?

Pra que serve?

Onde se aplica?

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O termo Hidráulica derivou-se da raiz grega Hidro (água).

Entendem-se por Hidráulica todas as leis e comportamentos relativos à água ou à outro fluido hidráulico, ou seja, Hidráulica é o estudo das características e uso dos fluidos sob pressão.

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Divisões da Hidráulica ◦ Estacionária

◦ Mobil

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Hidráulica estacionária

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Esmerilhadeira cilíndrica

hidráulica

Prensa

hidráulica


Hidráulica Mobil

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APLICAÇÕES

◦ Caminhão de lixo

◦ Escavadeira

◦ Máquina de esmagar carros

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../fl_sim_h.pt/Apresentações em power point/Caminhão de lixo simulação.pps

../fl_sim_h.pt/Apresentações em power point/Dobradeira hidráulica.pps

../fl_sim_h.pt/Apresentações em power point/Máquina de esmagar carro.pps


Vantagens da hidráulica

Transmissão de grandes forças usando pequenos componentes;

Posicionamento preciso;

Operação suave e reversa;

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Desvantagens da hidráulica

Poluição do meio ambiente por desperdício de óleo – perigo de fogo ou acidentes;

Sensível à sujeira;

Dependência da temperatura (mudança na viscosidade do fluído hidráulico).

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Baixa Pressão Alta Pressão

1 Kg

1 Kg

Qual grandeza física está representada na figura?

Pressão


Qual a definição de pressão? ◦ Pressão é a força exercida por unidade de superfície.

Em hidráulica, a pressão é expressa em kgf/cm2, atm, bar ou psi.

A

Fp

kPapsibarcmkgfatm 100~7,14~1~/1~1 2

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Qual a fórmula para o cálculo da pressão?

Relação entre as unidades de pressão


Pressão hidrostática

hgp

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Em qual dos reservatórios, a pressão é maior no fundo?


Manômetro de bourdon

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Boa Precisão


Princípio de Pascal: propagação da pressão nos líquidos

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A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais.


Macaco hidráulico (Transmissão de força)

21 pp

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2

2

1

1

A

F

A

F

Como:

Logo:


Transmissão de deslocamento

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2211 SASA

V1

V2

21 VV

Tecnologia Hidráulica Tipos de fluxo

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Laminar: as camadas de fluido se deslocam paralelamente umas às outras.

Turbulento: as camadas de fluido se deslocam de maneira aleatória, umas em relação às outras.


)(

)(

)(

área

vazão

velocidadeA

QV

)()()( . áreavelocidadevazão AVQ

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)(

)(

)(

tempo

volume

vazãot

vQ

Área = A

Comprimento = S

)()()( ocomprimentáreavolume SAv

Velocidade x Vazão


Relação entre velocidade de avanço e retorno em um atuador hidráulico

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Qbomba Qsaída

Qbomba = Qsaída )()()( . áreavelocidadevazão AVQ


Exercício 1: Calcule a pressão hidrostática, que um fluido confinado em um reservatório aberto exerce contra o fundo dele. Considere os seguintes dados: ◦ Massa específica do fluido( ρ = 881 kg/m3)

◦ Nível de fluido no tanque(H = 5m)

◦ Aceleração da gravidade(g = 9,81m/s2)

◦ Diâmetro do tanque(D = 3m)

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Exercício 2

Em relação à questão anterior, calcule a velocidade e a vazão do fluido, sabendo que o mesmo leva 1,5h para esvaziar completamente, por um orifício de 0,2m de diâmetro.

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Exercício 3

Para elevar um automóvel de 1500 kg através do bombeamento manual, é

necessário um “macaco” hidráulico. Com os dados abaixo, calcular a força

F1 necessária para elevar o automóvel e quantas vezes o operador deverá

bombear para que este suba 20 cm

Fórmulas p = F/A v = A . S A = .d2/4 = 3,14

Dados F2 = 1500 kgf A1 = 5 cm2 A2 = 50 cm2 S1 = 10 cm S2 = ? (cm) F1 = ? (kgf)

A1 A2

S1 S2

F1

F2

Tecnologia Hidráulica Exercício 4

Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características:

⌂ Área de avanço A1 = 20 cm2

⌂ Área de retorno A2 = 10 cm2

⌂ Curso do atuador Sat = 200 mm

Calcular a força e velocidade que o atuador exerce no avanço e no

retorno com uma pressão de trabalho (p) de 60 kgf/cm2 e vazão (Q) de

5000 cm3/min.

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Fórmulas p = F/A v = A . S Q = V . A A = . d2/4 = 3,14


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Exercício 4

Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características:

⌂ Área de avanço A1 = 20 cm2

⌂ Área de retorno A2 = 10 cm2

⌂ Curso do atuador Sat = 200 mm

pressão de trabalho (p) de 60 kgf/cm2 e vazão (Q) de 5000 cm3/min.

Tecnologia Hidráulica Exercício 5 Qual a relação entre as áreas da câmara

traseira e dianteira de um atuador hidráulico de dupla ação, para que a velocidade de retorno seja o dobro da de avanço?

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Tecnologia Hidráulica Exercício 6: Um atuador hidráulico linear de

dupla ação, com 60 mm de diâmetro e haste com 20mm de diâmetro, tem, para uma mesma condição de pressão e vazão, a razão entre as forças e velocidades de avanço, em relação à de recuo, respectivamente, de

(A) 1/9 e 1/3

(B) 1/9 e 9

(C) 1/3 e 3

(D) 3 e 1/3

(E) 9/8 e 8/9

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