Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos: Guia Completo

Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos: Um Guia Completo

A escolha entre um sistema pneumático e hidráulico depende da aplicação, principalmente da potência necessária. Os sistemas hidráulicos, baseados nas propriedades do óleo, têm como principal vantagem a capacidade de transmitir altas energias com elevado rendimento, devido ao uso de um fluido incompressível. Existem dois tipos de movimento: linear e rotativo.

Componentes elétricos de interface em sistemas hidráulicos precisam operar com correntes elevadas (eletroválvulas) e comutar óleo em altas pressões. Estes fatores podem ser desvantagens em projetos, optando-se por sistemas pneumáticos quando tecnologicamente viável.

Duas classes de aplicação em hidráulica:

• Hidráulica industrial ou estacionária
• Hidráulica móvel

Pneumática

Os componentes pneumáticos dividem-se em três classes, de acordo com sua função:

• Conversão de energia
• Transmissão de energia
• Controle de energia

Tipos de componentes pneumáticos:

• Cilindros pneumáticos
• Motores pneumáticos
• Válvulas

Conversão de energia: O compressor converte energia mecânica em pneumática.

Transmissão de energia: Componentes que condicionam o ar, como filtros para remoção de impurezas.

Controle de energia: Válvulas que redirecionam a potência pneumática, regulando caudal e pressão do ar.

Ar Comprimido

Componentes essenciais: compressores e reservatórios.

Produção de ar comprimido:

• Central: um compressor distribui ar para toda a empresa.
• Individual: um compressor por máquina.

A compressão do ar aumenta sua temperatura e transforma a umidade em vapor. Ao resfriar, o vapor condensa em água.

Cilindros Pneumáticos

Tipos: ação simples e ação dupla (com sistema de amortecimento para cargas pesadas ou altas velocidades).

Cilindros de ação simples: Um elemento mecânico (mola ou gravidade) movimenta o cilindro em um sentido.

Cilindros de ação dupla: O ar comprimido movimenta o êmbolo em ambas as direções, com melhor controle e força igual em ambos os lados.

Alguns atuadores pneumáticos:

• Cilindros pneumáticos sem haste
• Cilindros pneumáticos telescópicos
• Músculos, cilindros anti-giro
• Garras
• Geradores de vácuo

Motores Pneumáticos

Recomendados para ambientes explosivos, com velocidade e binário reguláveis. Movimentos: circular de vaivém e circular contínuo.

Válvulas

Responsáveis pelo redirecionamento da potência pneumática e regulação de caudal e pressão do ar.

Válvulas Direcionais

Redirecionam o fluxo de ar e possuem diferentes tipos de comando. Parâmetros:

• Número de orifícios
• Número de posições
• Natureza do comando

Válvulas de Bloqueio

Bloqueiam a passagem de ar em uma direção, permitindo a passagem na direção oposta com mínima queda de pressão.

Válvula Alternadora (ou de Comando Duplo)

Possui duas entradas (E1 e E2) e uma saída (A).

Válvula Tipo Célula “E”

O ar sai em A somente quando há ar em ambas as entradas E1 e E2 (função lógica E).

Ilhas de Válvulas

Sistemas terminais de válvulas para controle complexo, com construção modular e interfaces pneumáticas e elétricas.

Circuitos Pneumáticos Típicos: Válvulas 2/2 vias, 3/2 vias e 5/3 vias.

Hidráulica

Segue o princípio de Pascal e possui três classes de componentes:

• Conversão de energia
• Transmissão de energia
• Controle de energia

Conversão de energia: Responsável pela conversão de energia mecânica em hidráulica (bombas).

Transmissão de energia: Condicionam o fluxo do óleo.

Controle de energia: Redirecionam a potência hidráulica (válvulas, dispositivos de comando e regulação de bombas).

Bomba Hidráulica

Transforma energia mecânica em hidráulica, aspirando líquido de uma fonte para um destino. O caudal depende da cilindrada e a pressão depende das forças de oposição.

Principais tipos de bombas:

• Engrenagens internas e externas
• Palhetas
• Êmbolos axiais e radiais

Bombas de Engrenagens: Econômicas, com óleo forçado para a saída quando os dentes engrenam.

Bombas de Palhetas: Usadas em máquinas industriais com regime contínuo e alta pressão (máquinas-ferramenta, injetoras de plástico, etc.).

Bombas de Êmbolos Axiais: As mais usadas em aplicações industriais.

Motor Hidráulico

Transforma energia hidráulica em movimento rotativo. Velocidade depende do caudal de óleo e binário depende da pressão.

Cilindros Hidráulicos

Componente mais utilizado na hidráulica, com êmbolo ou pistão que se desloca dentro de um cilindro, movimentado pelo óleo.

Motor Oscilante: Produz movimentos de rotação abaixo de uma revolução.

Acumuladores: Reservatório de energia para compensar fugas e variações volumétricas.

Válvulas Limitadoras de Pressão: Impedem o aumento da pressão no sistema acima de um valor predefinido.

Válvulas Reguladoras de Pressão (Redutoras de Pressão): Mantêm a pressão de saída constante.

Válvulas de Sequência: Abrem quando o circuito atinge uma determinada pressão.

Válvulas Fluxométricas: Controlam o caudal de óleo (estranguladoras e reguladoras).