Sistemas Hidropneumáticos I Hidráulica 05

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1 Válvula de contrabalanço UNIFEI Sistemas Hidropneumáticos I Hidráulica 05 CRG EE-26/EE610 ula Prof. José Hamilton Chaves Gorgulho Júnior Posição central Carga parada Válvula de contrabalanço Válvula de contrabalanço CRG CRG Suspendendo a carga Descida da carga 1

2 Válvula redutora de pressão Válvula redutora de pressão Válvula de descarga válvula é ajustada para a pressão do acumulador. uando este estiver carregado a válvula abre e o fluxo da bomba retorna ao tanque nessa pressão. É necessário acrescentar uma válvula de retenção. 2

3 Válvula de descarga Sistema de lta e aixa Pressão (lta-aixa) válvula é ajustada para a pressão do acumulador. uando este estiver carregado a válvula abre e o fluxo da bomba retorna ao tanque em pressão mínima. Comparação Válvulas de Retenção Válvula limitadora de pressão Válvula de descarga Observação sobre segurança: em qualquer circuito com acumulador deve haver um meio de descarregar automaticamente quando a máquina é desligada. Válvula de contrabalanço com retenção Válvula redutora de pressão com retenção Válvula de seqüência com retenção 3

4 Válvula de retenção pilotada Válvula de retenção operada por piloto geminada CRG Saída 1 Saída 1 CRG carga só descerá quando houver pressão suficiente na linha para desbloquear a válvula. Entrada Entrada Válvulas controladoras de vazão Válvulas de Controle de Vazão Orifício fixo Orifício variável 4

5 Válvula controladora de vazão variável Válvula controladora de vazão variável com retenção integrada Exemplo étodo de controle eter-in controle na entrada Utilizado quando o atuador deve empurrar ou levantar uma carga. 5

6 étodo de controle eter-out étodo de controle leed-off controle em desvio controle na saída Utilizado quando a carga tende a fugir do atuador, como na furação. É o sistema de menor precisão. Válvula controladora de vazão com pressão compensada Válvula controladora de vazão com pressão compensada tipo restritora êmbolo de compensação ualquer mudança na pressão antes ou depois de uma válvula afeta o fluxo. Nas válvula com pressão compensada essas mudanças são neutralizadas. Válvula controladora de fluxo com temperatura e pressão compensadas 6

7 Interprete o esquema e compreenda seu funcionamento tuador avançando tuador encerra o avanço 7

8 tuador inicia o recuo tuador recuando tuador encerra o recuo tuador inicia o avanço 8

9 Interprete o esquema e compreenda o funcionamento da válvula desaceleradora Posição central omba trabalhando em pressão mínima Recuo Recuo tuador move-se em velocidade máxima tuador move-se em velocidade máxima 9

10 vanço Inicial vanço Final tuador move-se em velocidade máxima tuador move-se em velocidade ajustada Interprete o esquema e compreenda o funcionamento da desaceleração com válvula direcional 1 S1 1 S1 Recuo tuador move-se em velocidade máxima 10

11 S1 S1 S1 S1 vanço Inicial vanço Final tuador move-se em velocidade máxima tuador move-se em velocidade ajustada tuador hidráulico de dupla ação Recordando alguns cálculos básicos Velocidade de deslocamento: Velocidade [m / s] 3 Vazão [cm / s] Vazão [l/min] Área [cm ] Área [cm ] 6 Tempo de deslocamento: 3 2 Volume [cm ] Área [cm ] Curso [mm] 6 Tempo [s] 3 Vazão [cm /s] Vazão [l/min]

12 Cálculos básicos Volume de avanço: 2 litro (2.000 cm 3 ) Volume de recuo: 1 litro (1.000 cm 3 ) Vazão da bomba: 1 l/min Curso do atuador: 50 cm Tempo de avanço: 2 min Vazão induzida no avanço: 0,5 l/min Velocidade de avanço: 0,25 m/min Área do êmbolo: 40 cm 2 Tempo de recuo: 1 min Vazão induzida no recuo: 2 l/min Velocidade de recuo: 0,5 m/min Área da haste: 20 cm 2 Exercício Um atuador telescópico elevará uma carga de 1250 kgf ao ser alimentado por um fluxo de 15 l/min. Esboce o gráfico Pressão x Tempo considerando que no instante zero o atuador está totalmente recuado. Os diâmetros do atuador são 20, 15 e 10 cm e seus respectivos cursos são 50, 55 e 60 cm. Exercício 15,9 7,1 Circuito Regenerativo 3,

13 s P T 1 l/min e Área embolo: 40 cm 2 Área haste: 20 cm 2 Curso: 50 cm Vazão de entrada e? l/min 1 Vazão de saída s? 2 l/min Tempo de recuo Tr? min 1 Velocidade de Retorno Vazão Velocidade Área 1 l 20 min cm 1 m 2 min 1 [l/min] 1 l 2 20 [cm ] 20 min cm m 100 cm 100 cm 1000 l 1 m 1 m Velocidade 0.5 m/ min Velocidade de recuo Vr? m/min 0.5 Retorno em velocidade normal, pois o fluxo da bomba é dirigido para o lado da haste. P T Circuito Regenerativo vanço em velocidade acelerada, pois o fluxo da bomba é direcionado para o lado da cabeça do pistão e é somado ao fluxo induzido que sai do lado da haste. e P T 1 l/min s Circuito Regenerativo Vazão de entrada e? 2 l/min Vazão de saída s? 1 l/min Tempo de avanço Ta? 1 min Velocidade de avanço Va? m/min

14 Circuito Regenerativo 2:1 Circuito Regenerativo Velocidade de vanço 2 Vazão da bomba Velocidade Área do êmbolo 2 1 l 40 min cm 2 m 4 min [l/min] 2 1 l 2 40 [cm ] 40 min cm m 100 cm 100 cm 1000 l 1 m 1 m Velocidade 0.5 m/ min Velocidade de vanço Velocidade de recuo pois: área do êmbolo 2 x área da haste P T uando a relação de áreas entre pistão e eixo é 2:1 a velocidade de avanço será igual à velocidade de retorno. força de avanço fica reduzida à metade, ou seja, igual a de retorno. êmbolo Circuito Regenerativo e s e + s 1 Va coroa s c Va 2 e e Va 3 De 2: s Va c De 3: e Va e Circuito Regenerativo 5 6 s e c e e s e c Chamando a relação entre áreas de K, tem-se: e K 7 e K s 8 c 14

15 Tem-se: e + s e K s Circuito Regenerativo 1 6 K s + s K s s s () s 7 Tem-se agora: e + s Circuito Regenerativo 1 s 7 e e e e + () + () + K 8 Circuito Regenerativo Dessa forma tem-se: s Va 5 c s 7 Va c () Resumindo: e K c Circuito Regenerativo s Dados:, c e e K e Va c () Ou: e Va e 6 K e 8 Va K e () e e () c Se relação 2:1 (e2*c): K 2 s e 2 Va c Neste caso a área da coroa circular (c) será igual a área da haste (h) 15

16 cionamento em circuito aberto cionamento em circuito aberto Deslocamento da bomba igual ao do motor: velocidade e torque de saída serão quase idênticos ao de entrada. Deslocamento da bomba é metade do motor: velocidade de saída é metade da entrada e o torque o dobro. otor Hidráulico x otor Elétrico lgumas vantagens dos motores hidráulicos sobre os elétricos: 1. Reversão instantânea do eixo do motor. 2. Ficar carregado por períodos muito grandes sem danos. 3. Controle de torque em toda a sua faixa de velocidade. cionamento em circuito fechado 4. Frenagem dinâmica conseguida facilmente. 5. Relação peso-potência aproximada de 0,22 kg/hp para motores hidráulicos e de 4,5 kg/hp para motores elétricos. 16

17 cionamento em circuito fechado cionamento em circuito fechado Válvulas Proporcionais Válvulas Proporcionais São válvulas que podem ser posicionadas em infinitas posições, podendo ser direcionais, limitadoras de pressão e reguladoras de vazão, entre outras. 17

18 Válvulas Proporcionais Controle de vazão Válvula Direcional Proporcional São válvulas direcionais que, além de controlar a quantidade do fluxo, também controlam a sua direção. Direcionais Válvula Direcional Proporcional Válvula Direcional Proporcional 1. Estágio da válvula piloto servo controlada; 2. Circuito eletrônico de controle; 3. Transdutor de posição (LVDT); 4. Estágio principal (válvula direcional). 18

19 LVDT? Linear Variable Differential Transformer (Transformador Diferencial Variável Linear). Sensor para medição de deslocamento linear baseado em três bobinas e um núcleo. saída é proporcional ao deslocamento do núcleo, que está fixado com o que se deseja medir. Válvula Direcional Proporcional UNIFEI 19