Hidráulica e Pneumática. Prof. Fagner Ferraz

Transcrição

1 Hidráulica e Pneumática Prof. Fagner Ferraz

2 O que você entende por hidráulica? Pra que serve? Onde se aplica? 2

3 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. 3

4 Divisões da Hidráulica Estacionária Mobil 4

5 Hidráulica estacionária Tecnologia Hidráulica Esmerilhadeira cilíndrica hidráulica Prensa hidráulica 5

6 Hidráulica Mobil Tecnologia Hidráulica 6

7 APLICAÇÕES Caminhão de lixo Escavadeira Máquina de esmagar carros 7

8 Vantagens da hidráulica Transmissão de grandes forças usando pequenos componentes; Posicionamento preciso; Operação suave e reversa; 8

9 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). 9

10 Qual grandeza física está representada na figura? Pressão 1 Kg 1 Kg Baixa Pressão Alta Pressão 10

11 Qual a definição de pressão? Pressão é a força exercida por unidade de superfície. Em hidráulica, a pressão é expressa em kgf/cm 2, atm, bar ou psi. Qual a fórmula para o cálculo da pressão? p Relação entre as unidades de pressão atm ~ kgf / cm ~ 1 bar ~ 14,7 psi ~ 100kPa F A 11

12 Pressão hidrostática Em qual dos reservatórios, a pressão é maior no fundo? p g h 12

13 Manômetro de bourdon Tecnologia Hidráulica Boa Precisão 13

14 Princípio de Pascal: propagação da pressão nos líquidos 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. 14

15 Macaco hidráulico (Transmissão de força) Como: p p 1 2 Logo: F1 A 1 F A

16 Transmissão de deslocamento V 2 V 1 V1 V 2 A S A S

17 Tipos de fluxo 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. 17

18 Velocidade x Vazão Área = A v A S ( volume) ( área) ( compriment o) Comprimento = S Q V A ( vazão) ( velocidade). ( área) V ( velocidade) Q A ( vazão) ( área) Q ( vazão) v t ( volume) ( tempo) 18

19 Relação entre velocidade de avanço e retorno em um atuador hidráulico Q bomba Q saída Q V A ( vazão) ( velocidade). ( área) Q bomba = Q saída 19

20 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/m 3 ) Nível de fluido no tanque(h = 5m) Aceleração da gravidade(g = 9,81m/s 2 ) Diâmetro do tanque(d = 3m) 20

21 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. 21

22 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 Dados F2 = 1500 kgf A1 = 5 cm 2 A2 = 50 cm 2 S1 = 10 cm S2 =? (cm) F1 =? (kgf) F 1 A 1 F 2 A 2 S 1 S 2 Fórmulas p = F/A v = A. S A =.d 2 /4 = 3,14 22

23 Exercício 4 Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características: Área de avanço A1 = 20 cm 2 Área de retorno A2 = 10 cm 2 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/cm 2 e vazão (Q) de 5000 cm 3 /min. Fórmulas p = F/A v = A. S Q = V. A A =. d 2 /4 = 3,14 23

24 Exercício 4 Um cilindro hidráulico de dupla ação contém as seguintes características: Área de avanço A1 = 20 cm 2 Área de retorno A2 = 10 cm 2 Curso do atuador Sat = 200 mm pressão de trabalho (p) de 60 kgf/cm 2 e vazão (Q) de 5000 cm 3 /min. 24

25 Exercício 5 Tecnologia Hidráulica 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? 25

26 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 26