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1 Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de São Paulo ELEMENTOS CURRICULARES Hidráulica Área Profissional: INDÚSTRIA Aprendizagem Industrial: Mecânico de Usinagem em Máquinas Convencionais SÃO PAULO Julho

2 Elementos Curriculares Hidráulica Mecânico de Usinagem em Máquinas Convencionais SENAI-SP, 2003 Diretoria Técnica Coordenação Gerência de Educação Elaboração Gerência de Educação Colaboração Gerência de Tecnologia Industrial SENAI-SP Telefone Telefax SENAI on-line Home page Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial GED Gerência de Educação Av. Paulista, º Andar Cerqueira César CEP: São Paulo/SP (0XX11) / 7233 (0XX11) senai@sp.senai.br 2

3 Sumário Página 5 Objetivo geral 6 Objetivos específicos 7 Conteúdos programáticos 16 Diretrizes metodológicas 16 Considerações 17 Enfoque didático-pedagógico 18 Procedimentos didáticos 20 Planejamento de ensino 22 Sugestão de distribuição dos conteúdos programáticos 23 Sugestão de obras para consulta 25 Controle de Alterações 3

4 4

5 Objetivo geral Desenvolvimento de conhecimentos e habilidades básicas referentes aos componentes hidráulicos utilizados em máquinas, equipamentos e dispositivos industriais. Dados complementares Carga horária total: 40h 2º semestre: 40h Distribuição de horas-aula 2 aulas semanais no segundo semestre do curso, as quais deverão ser ministradas em rodízio com outro componente curricular, considerando-se que a capacidade do Laboratório de Hidráulica é de 16 alunos. 5

6 Objetivos específicos Adquirir conhecimentos e desenvolver a capacidade de compreensão de: esquemas e símbolos gráficos utilizados na representação de circuitos hidráulicos industriais; características de construção e de funcionamento dos principais componentes empregados em circuitos hidráulicos; normas de segurança no manuseio de equipamentos hidráulicos e ferramentas. Adquirir habilidades de: ler e interpretar esquemas hidráulicos simples; efetuar ajustes de pressão e vazão de sistemas hidráulicos; montar circuitos hidráulicos simples; regular posicionamento de cilindros e válvulas acionadas mecanicamente. Desenvolver hábitos de: ordem e limpeza no local de trabalho; consulta em catálogos e publicações técnicas; trabalho em grupo. 6

7 Conteúdos programáticos Teoria Fundamentos de hidrostática e hidrodinâmica Princípio de Pascal; Conceito de pressão; Unidades de pressão: - kgf/cm², - bar, - atm, - Pascal, - lbf/pol² (PSI), - fatores de conversão; Transmissão e ampliação de força hidráulica; Deslocamento: - fixo, - variável. Vantagens do acionamento hidráulico Força de trabalho; Precisão de movimentos. Pressão hidráulica Coluna de fluido; Alimentação de bombas; Sintomas de cavitação e aeração; Geração de pressão dentro de um sistema hidráulico. 7

8 Tipos de fluxo hidráulico Em série; Em paralelo. Bombas hidráulicas Fundamentos; Manuais; De engrenagens: - externas, - internas; De palhetas; De pistões: - radiais, - axiais; De lóbulos: - externos, - do tipo gerotor (internos). Atuadores hidráulicos Cilindros hidráulicos Características; Componentes: - êmbolo, - haste, - camisa, - tirantes de fixação, - anéis de vedação, - amortecedores de final de curso, - limitadores de curso; Tipos construtivos: - ação simples, - ação dupla, - haste dupla, 8

9 - haste telescópica, - cilindros especiais. Motores hidráulicos Características: - deslocamento, - torque, - limite de pressão; Tipos construtivos: - de engrenagens, - de palhetas, - de pistões. Diagramas e símbolos normalizados Tipos de diagramas hidráulicos: - representativo; - em corte; - combinado; - gráfico. Simbologia dos componentes hidráulicos Norma DIN ; Norma ISO 1219; Normas NBR 8896/8897/8898. Codificação de cores Linhas de sucção e drenagem; Linhas de pressão: - de trabalho, - reduzida, - intensificada; Linhas de retorno; Linhas de fluxo controlado; Fluido inativo. 9

10 Válvulas de retenção Princípios de funcionamento; Tipos construtivos: - em linha, - em ângulo reto, - com desbloqueio hidráulico (pilotada). Válvulas direcionais Características construtivas; Funções. Controles direcionais Pórticos de entrada e saída; Número de vias de operação; Número de posições de comando. Modelos de carretéis Tipos de acionamento: - deslizante, - giratório; Tipos de centros: - fechado, - aberto, - de circulação (tandem), - de flutuação (um pórtico fechado e os demais abertos entre si). Métodos de acionamento Manuais: - botão, - alavanca; Mecânicos: - roletes, 10

11 - gatilhos, - cames; Por pressão: - hidráulica, - pneumática; Eletromagnético: - Solenóides. Válvulas desaceleradoras Características construtivas: - 2/2 vias NA, - com retorno livre (retenção incorporada), - desaceleração com fluxo controlado; Ajustes da queda de pressão; Aplicações específicas. Válvulas controladoras de pressão Características; Tipos: - Limitadoras de pressão, - Redutoras de pressão; Construção e funcionamento: - Simples ou diretamente operadas, - Compostas ou pré-operadas; Aplicações: - Segurança, - Descarga, - Seqüência, - Contrabalanço, - Frenagem, - Redutoras de pressão, - Segurança e descarga para circuitos com acumulador. 11

12 Válvulas controladoras de vazão Métodos de controle do fluxo hidráulico: - Na entrada, - Na saída, - Em desvio; Fixas (giclês); Variáveis: - bidirecionais, - unidirecionais (com retenção incorporada), - de 3 vias (tipo bypass), - Controladas à distância. Compensadores De pressão; De temperatura. Aplicações industriais. Fluidos hidráulicos Características; Funções: - Transmissão de energia hidráulica, - Lubrificação, - Vedação, - Refrigeração; Tipos: - Água, - Óleos minerais, - Fluidos sintéticos, - Fluidos resistentes ao fogo; Aditivos. Acessórios hidráulicos Reservatório Características de construção; 12

13 Funções; Componentes: - plugue para drenagem, - abertura de reabastecimento com tela filtrante, - respiro, - tampas para limpeza, - visor de nível de óleo, - termômetro, - chicanas; Montagem das linhas e conexões. Tubulações Tipos: - condutores rígidos, - linhas flexíveis (mangueiras), - tubos roscados, - tubos de aço sem costura; Materiais empregados; Tipos de vedação. Filtros e peneiras Definições; Plugues magnéticos; Tipos de filtros: - indicador, - mecânico rotativo, - de fluxo total, - de fluxo proporcional; Utilização: - linha de sucção, - linha de pressão, - linha de retorno. Elementos de vedação Materiais empregados para vedação; 13

14 Retentores; Gaxetas; Tipos de perfis; Tipos de anéis de vedação. Instrumentos de medição hidráulica Manômetro: - tipos, - leitura, - instalação, - amortecimento do mecanismo quanto à oscilação da pressão, - válvula selecionadora de leitura de pressão; Vacuômetro: - unidades de medida de vácuo, - aplicações; Rotâmetro: - tipos, - princípios de funcionamento, - escalas de vazão, - leitura. Ensaios Circuitos hidráulicos Montagem de comandos hidráulicos Acionamento de atuadores: - lineares, - rotativos; Acionamento de cilindro diferencial com forças e velocidades iguais nos dois sentidos de movimento (circuito regenerativo); Controle de velocidade de avanço de cilindros: - na entrada, 14

15 - na saída; Controle de rotação de motores hidráulicos, com desvio de parte da vazão da bomba para o tanque; Controle de velocidade de cilindros de máquinas operatrizes, com aproximação rápida da ferramenta, avanço lento de usinagem e retorno rápido; Comando de avanço e retorno de dois cilindros em seqüência programada: - A+B+A-B-, - A+A-B+B-, - A+B+B-A-; Controle de descida de cilindros verticais: - circuito com válvula de contrabalanço, - circuito com válvula de retenção pilotada; Redução de pressão no primeiro movimento de um circuito em seqüência com dois cilindros; Controle de velocidade no segundo movimento de um circuito em seqüência com dois cilindros; Acionamento de emergência de atuadores hidráulicos, com a energia armazenada em acumulador de pressão. 15

16 Diretrizes metodológicas Considerações A abordagem didático-pedagógica dos conteúdos relacionados neste documento deve considerar que os fundamentos teóricos e práticos sobre componentes hidráulicos devem concorrer para a ampliação dos conhecimentos em relação ao funcionamento de máquinas, equipamentos e dispositivos industriais. Hidráulica deve ser entendida como um componente curricular cujas aulas deverão ser ministradas, no Curso de Aprendizagem Industrial, para o Mecânico de Usinagem em Máquinas Convencionais. A carga horária prevista para o desenvolvimento dos estudos é de 40 horas-aula, distribuídas em 2 aulas semanais, no segundo semestre do curso. Para o desenvolvimento de hábitos e atitudes, os instrutores e professores num trabalho integrado deverão ensinar aos alunos as qualidades pessoais preconizadas pelo Modelo PETRA de Formação Profissional. Deve-se salientar que, em cada Unidade Escolar do SENAI-SP, existem pelo menos dois docentes devidamente preparados como multiplicadores do Modelo PETRA. 16

17 Enfoque didático-pedagógico O desenvolvimento dos estudos deve ocorrer exclusivamente em sala especial (Laboratório de Hidráulica), em dois momentos: aulas teóricas, aulas práticas. A divisão do conteúdo em dois momentos distintos é apenas recurso de organização, sendo que as aulas de teoria e de prática devem ocorrer simultaneamente e a carga horária variar de acordo com as necessidades didático-pedagógicas. As aulas teóricas visam a desenvolver nos alunos o domínio de conteúdos básicos e a tecnologia imediata necessária para a realização dos ensaios. Nas aulas teóricas, o docente deve fazer uso de diferentes técnicas, destacando-se como principais a exposição e a demonstração. As aulas práticas devem ser consideradas, principalmente, como recurso de fixação dos conteúdos desenvolvidos teoricamente, caracterizando-se por atividades realizadas direta e exclusivamente pelos alunos por meio de ensaios. As aulas práticas, também, devem estar sempre direcionadas à solução de situações-problema, aproximando-se o máximo possível da realidade industrial. É importante ressaltar que todas as estratégias preconizadas e os recursos didáticos oferecidos ou sugeridos, incluindo o Laboratório de Hidráulica e seus equipamentos, procuram proporcionar ao docente as condições de desenvolver o seu trabalho pedagógico de acordo com os princípios do ensino ativo, para que o aluno tenha uma participação igualmente ativa no processo. 17

18 A ênfase de todo o processo ensino-aprendizagem deve, portanto, situar-se no campo cognitivo, sendo que as habilidades psicomotoras estarão direcionadas para facilitar aplicações restritas aos equipamentos e instrumentos do próprio laboratório. O campo afetivo, mais especificamente hábitos e atitudes, deverá ter um destaque especial em segurança, ordem e limpeza devido ao fato de todas as aulas serem ministradas em sala nãoconvencional. Considerando-se o semestre letivo com 20 semanas, deverão ser ministradas 2 aulas semanais de Hidráulica, sendo preferencialmente agrupadas no mesmo dia e período. Considerando-se que a capacidade do Laboratório de Hidráulica é de 16 alunos e que as turmas são compostas de 32 alunos, cada Escola poderá estruturar seu horário de forma que, enquanto metade da turma assiste às aulas de Hidráulica, a outra metade estará no Laboratório de um outro componente curricular, isso tudo no segundo semestre do curso. Procedimentos didáticos Cabe ao docente complementar as atividades, elaborando novos recursos (transparências, álbum seriado,...) e ou fornecendo aos aprendizes material impresso alternativo, com o objetivo de manter o interesse dos alunos, facilitar a fixação dos conteúdos e dinamizar a comunicação. Sempre que possível, o docente deverá criar novos ensaios que facilitem a transferência de conhecimentos adquiridos pelos alunos em sua ocupação. O docente deve ter em mente que aprendizagens no campo afetivo não ocorrem pela simples exposição de conteúdos mas, principalmente, a partir do seu próprio exemplo. Assim, por exemplo, se o Instrutor mantiver os equipamentos em perfeito 18

19 funcionamento, os materiais organizados e seguir rigorosamente todas as normas de segurança, ele estará realizando um trabalho pedagógico eficiente no campo afetivo. Os aspectos relacionados com as diretrizes didático-pedagógicas abordados até agora indicam que as atividades do docente dependem sobremaneira do planejamento de ensino. O registro das decisões permite desenvolver com segurança as aulas, apresentar e esclarecer o que o docente espera dos seus alunos (objetivos) e estabelecer critérios relevantes para avaliar o rendimento escolar. A organização dos conteúdos deve obedecer à sistemática de unidades de ensino, com as seguintes recomendações em relação ao desempenho dos alunos: garantir que os conteúdos de uma unidade tenham sido dominados antes de desenvolver as aulas da unidade imediatamente posterior, somente permitir a realização de ensaios após a constatação do domínio dos fundamentos teóricos correspondentes. Os alunos deverão ser avaliados, em função dos objetivos preestabelecidos, cabendo ao docente definir as estratégias de avaliação. 19

20 Planejamento de ensino O objetivo geral constante deste documento deve ser considerado norteador de toda e qualquer ação docente. Já os objetivos relacionados com conhecimento, compreensão, habilidades e hábitos são apenas referenciais para o planejamento de ensino, não abrangendo todas as categorias de domínios dos campos cognitivo, psicomotor e afetivo. Portanto, os objetivos apresentados não podem, em hipótese alguma, ser transcritos para o Plano de Ensino, ficando reservada ao docente a tarefa de especificá-los de acordo com o desempenho final desejado para o aluno em cada unidade, submódulos ou módulos de ensino. É importante que os objetivos selecionados pelo docente sejam adequados às exigências da prática profissional. Além dos níveis de conhecimento e compreensão, o docente deve, para uma aprendizagem efetiva, garantir que os alunos consigam gradativamente desenvolver capacidades mais complexas no campo cognitivo: aplicação, análise, síntese e avaliação. Os docentes, entretanto, devem sempre considerar que toda a aprendizagem cognitiva está diretamente relacionada com o envolvimento afetivo do aluno no processo. Assim, além de hábitos, devem ser desenvolvidas atitudes, no seu mais amplo sentido, interesses e valores. A mesma afirmativa pode-se fazer com relação à determinação e desenvolvimento de objetivos psicomotores específicos, ou seja, não existem aprendizagens isoladas, mas integradas, com interdependência entre os domínios cognitivo, psicomotor e afetivo. 20

21 Os conteúdos programáticos registrados neste documento foram selecionados em função do Objetivo Geral, atendendo às necessidades de Hidráulica para o Mecânico de Usinagem em Máquinas Convencioanis no Curso de Aprendizagem Industrial. Cabe ao docente proceder a adequações e acréscimos, de acordo com os objetivos específicos que elaborar, sempre considerando o perfil estabelecido. É importante observar que os títulos, subtítulos e as especificações dos conteúdos não seguem necessariamente uma ordem didática, devendo ser, entretanto, ministrados em sua totalidade. No planejamento do ensino, logo após as etapas de reflexão, é fundamental que o docente leve em conta o perfil profissional e este documento no seu todo, atentando ao Objetivo Geral do componente curricular e às Diretrizes Metodológicas citadas anteriormente, a fim de poder registrar, com propriedade e segurança, suas decisões no Plano de Ensino. 21

22 Sugestão de distribuição dos conteúdos programáticos É apresentada, a seguir, uma distribuição de conteúdos na seqüência resultante da prática pedagógica. Não se trata, evidentemente, de uma seqüência a ser rigidamente obedecida, podendo o docente realizar os ajustes necessários, tendo em vista os objetivos propostos e o enfoque didático-pedagógico. Quadro: Sugestão de distribuição dos conteúdos programáticos Conteúdos Horas-aula Teoria Ensaios Fundamentos de Hidrostática e Hidrodinâmica 3 Bombas Hidráulicas 4 Atuadores Hidráulicos 3 Diagramas e Símbolos Normalizados 3 Válvulas de Controle Direcional 4 Válvulas Controladoras de Pressão 4 Válvulas Controladoras de Vazão 2 Fluidos Hidráulicos 2 Acessórios 3 Circuitos Hidráulicos 12 Total parcial Total geral 40, 22

23 Sugestão de obras para consulta Manuais ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA. Coletânea de Artigos Técnicos: Hidráulica e Pneumática (Vol. 1 e 2). São Paulo, Câmara Brasileira do Livro, DA SILVA MOREIRA, I. Hidráulica Móbil. São Paulo, SENAI-SP, Mantenedor e Reparador de Circuitos Hidráulicos Comandos Hidráulicos Informações Tecnológicas. São Paulo, SENAI-SP, DRAPINSKI, J. Hidráulica e Pneumática Industrial e Móvel. S/l, McGraw Hill, s/d. FESTO DIDACTIC. Introdução à Hidráulica (Cód ). São Paulo, s/d.. Lexicon of Control Technology. Esslingen, Sensors for Handling and Processing Technology. Nestel, MANNESMANN REXROTH. Hidráulica Princípios Básicos e Componentes da Tecnologia dos Fluidos Treinamento Hidráulico (Vol. 1). São Paulo, Centro de Treinamento Rexroth, s/d.. Treinamento Hidráulico (Vol. 2). São Paulo, Centro de Treinamento Rexroth, s/d. MOBIL OIL DO BRASIL. Fundamentos da Lubrificação. São Paulo, RACINE HIDRÁULICA. Manual de Hidráulica Básica. Porto Alegre, Rexnord, REXROTH HIDRÁULICA. Treinamento Hidráulico MHR (Manutenção). Start Criação e Planejamento, s/d. 23

24 . Treinamento Hidráulico THR. Start Criação e Planejamento, s/d. SCHRADER BELLOWS PARKER TRAINING. Tecnologia Hidráulica Industrial. Centro Didático de Automação, s/d. SPERRY VICKERS. Manual de Hidráulica Industrial BR. São Paulo, Gráfica Editora Hamburg, Manual de Hidráulica Mobile M-2990-BR. São Paulo, Gráfica Editora Hamburg, Manual de Manutenção. São Paulo, Gráfica Editora Hamburg, Revista ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE HIDRÁULICA E PNEUMÁTICA. Revista ABHP. São Paulo. CD-ROM DA SILVA MOREIRA, I. Hidráulica Móbil Transparências Eletrônicas. São Paulo, Núcleo de Automação Hidráulica e Pneumática da Escola SENAI Mariano Ferraz, Tecnologia Eletro-Hidráulica. São Paulo, Núcleo de Automação Hidráulica e Pneumática da Escola SENAI Mariano Ferraz,

25 Controle de Alterações De: Para: Local Motivo / Documento Data Responsável Revisão Geral Adequação ao Plano de Curso 11/07/2003 Alberto 25

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