Componentes Básicos e suas Funções de um Sistema Hidráulico

Os sistemas hidráulicos são conjuntos de transmissão de energia que empregam líquido pressurizado como fluido para transmitir energia de uma fonte geradora de energia para um ponto consumidor de energia para realizar um trabalho útil. A figura mostra um circuito simples de um sistema hidráulico com componentes básicos. Os sistemas hidráulicos são usados ​​para transmissão de energia por meio de óleo hidráulico. O sistema hidráulico funciona segundo o princípio da lei de Pascal que diz que “a pressão num fluido em repouso é transmitida uniformemente em todas as direções”.
O meio fluido usado é óleo hidráulico, que pode ser óleo mineral ou água ou combinações. Esta área também é conhecida como óleo hidráulico.

componentes do sistema hidráulico

Funções dos componentes

1. O atuador hidráulico

• É um dispositivo usado para converter energia fluida em energia mecânica para fazer trabalho útil. O atuador pode ser do tipo linear (por exemplo, cilindro hidráulico) ou rotativo (por exemplo, motor hidráulico) para fornecer movimento linear ou rotativo, respectivamente.
• O fluido hidráulico pressurizado entregue pela bomba hidráulica é fornecido aos atuadores, que convertem a energia do fluido em energia mecânica. Essa energia mecânica é usada para fazer o trabalho.
• TIPOS DE ATUADORES:
  1. Atuadores Lineares (Cilindros Hidráulicos)
  2. Atuadores Rotativos (Motores Hidráulicos)
  a. Atuadores rotativos contínuos
  b. Atuadores semi-rotativos
• Funções dos atuadores:
  1) Para produzir movimento em uma linha
  2) Para produzir movimento rotativo contínuo
  3) Para produzir movimento rotativo ou oscilatório menor que 3600
  4) Aplicar uma força e fixar o trabalho.

2. A bomba hidráulica

• É usado para forçar o fluido do reservatório para o resto do circuito hidráulico, convertendo energia mecânica em energia hidráulica.
• Uma bomba que é o coração de um sistema hidráulico converte energia mecânica em energia hidráulica. A energia mecânica é entregue à bomba por meio de um motor primário, como o motor elétrico. Devido à ação mecânica, a bomba cria um vácuo parcial em sua entrada. Isso permite que a pressão atmosférica force o fluido através da linha de entrada e para dentro da bomba. A bomba então empurra o fluido para dentro do sistema hidráulico.

Importância da bomba:

1. Eles convertem energia mecânica em energia hidráulica.
2. A eficiência volumétrica da bomba é relativamente alta
3. Eles têm características de alto desempenho sob diferentes requisitos de velocidade e pressão
4.Bombas utilizadas para gerar alta pressão no sistema hidráulico

3. Válvulas

• As válvulas são usadas para controlar a direção, pressão e vazão de um fluido que flui através do circuito.
  Motor 1 – Desligado 2 – Avanço 3 – Retorno 3 2 1 Carga Válvula de controle de direção Bomba Tanque de óleo Filtro Atuador Regulador de pressão.
• Um sistema de energia fluida pode ser dividido em três segmentos. O segmento de entrada de energia que consiste no motor principal e na bomba. O segmento de controle que consiste em válvulas que controlam a direção, pressão e vazão. O segmento de saída de potência, composto pelos atuadores e pela carga. Esta unidade é dedicada a cada uma das seguintes categorias de válvulas de controle.
  1. Válvulas de controle direcional
  2. Válvulas de controle de pressão
  3. Válvulas de controle de fluxo
• DCVs controlam a direção do fluxo em um circuito, que entre outras coisas; pode controlar a direção do atuador. PCVs controlam o nível de pressão, que controla a força de saída de um cilindro ou o torque de saída de um motor. FCVs controlam a taxa de fluxo do fluido que controla a velocidade dos atuadores.

Diferentes tipos de válvulas e suas funções:

4. Fonte de alimentação externa (motor) é necessário para acionar a bomba.

5. Tanque ou reservatório de óleo:

• Este é um tanque de armazenamento de óleo no qual o óleo hidráulico é armazenado. O óleo passa por diversas tubulações e após realizar trabalhos úteis no atuador; o óleo retorna ao tanque de óleo. Nas regiões de baixa temperatura, os aquecedores a óleo são acoplados a tanques de ar.
• O reservatório é usado para reter o líquido hidráulico, geralmente óleo hidráulico.

6. Pipelines:

• Tubulações (Elementos Condutores de Fluidos): É a conexão funcional para fluxo de óleo no sistema hidráulico. A eficiência do fluxo de óleo é grandemente influenciada pelas características físicas dos sistemas de tubulação.
• Existem dois tubos:
  a) O tubo que transporta óleo pressurizado é chamado de duto de pressão
  b) Tubulações que transportam óleo de baixa pressão ou óleo usado (chamadas de tubulações de retorno).
• Mangueiras, tubos e acessórios para tubos são as partes da tubulação de energia fluida.

7. Filtros

• É utilizado para remover quaisquer partículas estranhas, mantendo o sistema de fluidos limpo e eficiente, além de evitar danos ao atuador e às válvulas.
• Quando os fluidos hidráulicos estão contaminados, os sistemas hidráulicos podem ficar danificados e funcionar mal devido a entupimentos e desgaste interno. Eles requerem filtração para remover contaminantes.
• Os filtros são classificados como
  eu. Filtros de reservatório:
  ii. Filtros de linha
  iii. Filtros off-line
  4. Outros equipamentos de limpeza
• Funções do filtro:
  1) Cuide da limpeza dos componentes.
  2) Reduza a manutenção.
  3) Para remover assoreamento.
  4) Aumentar a confiabilidade do sistema.
  5) Evitar a entrada de contaminantes sólidos no sistema.

8. Regulador de pressão

• Regulador de pressão regula (ou seja, mantém) o nível necessário de pressão no fluido hidráulico.
• A tubulação mostrada na Fig. é do tipo circuito fechado com fluido transferido do tanque de armazenamento para um lado do pistão e retornado do outro lado do pistão para o tanque. O fluido é retirado do tanque por uma bomba que produz fluxo de fluido no nível de pressão necessário. Se a pressão do fluido exceder o nível necessário, o excesso de fluido retorna ao reservatório e permanece lá até que a pressão atinja o nível necessário.

9. Acumuladores

• Acumuladores são dispositivos que armazenam fluido hidráulico sob pressão. Armazenar fluido hidráulico sob pressão é uma forma de armazenar energia para uso posterior. Talvez a aplicação mais comum para um acumulador seja complementar o fluxo da bomba em um sistema hidráulico no qual uma alta vazão é necessária por um breve período de tempo.
• Tipos de acumuladores;
  1. Acumulador carregado de peso
  2. Acumulador de mola
  3. Acumulador carregado com gás
  4. Tipo de pistão
  5. Tipo de bexiga
  6. Tipo de diafragma

10. Unidade de energia hidráulica:

• A unidade de energia hidráulica (unidade de alimentação) fornece a energia necessária para a instalação hidráulica.
• Os principais componentes dos conjuntos de energia são – O reservatório (tanque), Acionamento (motor elétrico), Bomba hidráulica, Válvula de alívio de pressão, filtro e resfriador.
• A bomba ou a unidade do motor podem ser montadas no tanque ou separadamente, geralmente estão disponíveis conjuntos em configurações horizontais ou verticais. A unidade básica pode ser canalizada para os cilindros ou atuadores através de uma válvula de controle adequada.
• As unidades hidráulicas consistem em um reservatório/tanque que abriga o fluido hidráulico, que é o meio de trabalho.

Diagrama da unidade de energia hidráulica

Funcionamento do Power Pack Hidráulico:

• O funcionamento de um conjunto de energia começa quando a bomba é inicializada com a ajuda de um motor elétrico acoplado a ela. O óleo é bombeado do reservatório ao longo da linha de sucção através de um filtro de sucção com capacidade de reter as partículas estranhas até 149
  mícrons.
• Da linha de sucção, o óleo é forçado para a linha de pressão através da bomba a 35 bars. Há provisão para medir a pressão, com a ajuda de um manômetro. Um isolador é usado para medir a pressão imediatamente em qualquer linha.
• Quando o conjunto de pressão é atingido, o fluido se move para o cilindro presente no dispositivo (grampo). A energia hidráulica do fluido é convertida de volta para energia mecânica pelo cilindro.
• De acordo com o sentido de energização da válvula solenóide, o movimento linear das pinças (aperto e desaperto) é controlado. Quando a válvula solenóide é energizada ao contrário, ocorre o desaperto da peça. Existe uma linha de retorno fornecida para que o fluido usado possa ser utilizado novamente. Devido às perdas por atrito, a energia total não é convertida em trabalho útil, então uma parte é convertida em calor. Portanto, um trocador de calor é incorporado. O filtro da linha de retorno tem capacidade de retorno de 10 mícrons.

O movimento do cilindro é controlado por uma mudança de três posições em uma válvula de controle.

1. Quando o pistão da válvula é alterado para a posição superior, a linha de pressão do tubo é conectada à porta A e assim a carga é elevada.
2. Quando a posição da válvula é alterada para uma posição inferior, a linha de pressão do tubo é conectada à porta B e, assim, a carga é reduzida.
3. Quando a válvula está na posição central, ela bloqueia o fluido no cilindro (mantendo-o na posição) e fecha a linha de fluido (fazendo com que todo o fluido de saída da bomba retorne ao tanque através do alívio de pressão).

Algumas questões relacionadas ao circuito hidráulico:

Desenhe um esboço de um circuito hidráulico de óleo simples e anote o nome e a função de trabalho de cada um dos componentes usados ​​nele.

Diagrama básico do circuito hidráulico:

diagrama de circuito hidráulico básico

a) Tanque ou Reservatório de Óleo: Este é um tanque de armazenamento de óleo no qual o óleo hidráulico é armazenado. O óleo passa por vários oleodutos e, após fazer trabalho útil no atuador, o óleo retorna ao tanque de óleo. Nas regiões de baixa temperatura, aquecedores de óleo são conectados a tanques de ar.
b) Filtro: Este elemento filtra o óleo antes de ir para o próximo elemento, ou seja, a bomba.
c) Bomba: A bomba hidráulica é o coração de qualquer sistema hidráulico. Sua principal função é criar o fluxo de óleo sob pressão por todo o sistema hidráulico e, portanto, auxiliar a transferência de potência e movimento (ou seja, trabalho útil).
d) Válvulas de controle de direção/Válvulas de controle de fluxo/Válvulas de alívio de pressão (Elementos de controle de fluidos): Essas válvulas são instaladas no sistema hidráulico em locais específicos. Essas válvulas controlam o fluxo de óleo no sistema. Elas também direcionam o fluxo de óleo no sistema, assim como controlam a velocidade do atuador.
e) Atuadores: (Elementos de utilização de Fluido de Potência): Esses elementos são conhecidos como atuadores (rotativos ou lineares). O óleo pressurizado atua nos elementos do atuador. O óleo dá ou transfere sua potência ao atuador para criar trabalho útil ou Vantagem Mecânica.
f) Dutos (Elementos Condutores de Fluidos): É a conexão funcional para fluxo de óleo no sistema hidráulico. A eficiência do fluxo de óleo é muito influenciada pelas características físicas dos sistemas de tubulação.

Existem dois tubos:
a) O tubo que transporta óleo pressurizado é chamado de duto de pressão
b) Tubos que transportam óleo de baixa pressão ou óleo usado (são chamados de tubulações de retorno). Mangueiras, tubos, conexões de tubos são as partes da tubulação de energia fluida.