Aula 05 - Elementos de Trabalho em Instalações Hidráulica

Os atuadores hidráulicos convertem a energia de trabalho em energia mecânica. Eles constituem os pontos onde toda a atividade visível ocorre, e são uma das principais coisas a serem consideradas no projeto da máquina. Os atuadores hidráulicos podem ser divididos basicamente em dois tipos: lineares e rotativos.

Atuador linear ou cilindro hidráulico

Figura 01 - Atuadores lineares

Por se tratar de um atuador, a função básica de um cilindro hidráulico é transformar força, potência ou energia hidráulica em força, potência ou energia mecânica. O cilindro hidráulico é composto de diversas partes. A figura 01 define bem os diferentes elementos que, unidos, compõe esse equipamento.

Componentes do Atuador Linear: 1. Êmbolo; 2. Vedação do êmbolo; 3. Haste; 4. Guia da haste; 5. Vedação da haste; 6. Anel raspador; 7. Flange dianteiro; 8. Conexão; 9. Cilindro; 10. Câmara da haste.

Os Cilindros hidráulicos transformam trabalho hidráulico em energia mecânica linear, a qual é aplicada a um objeto resistivo para realizar trabalho. Um cilindro consiste de uma camisa de cilindro, de um pistão móvel e de uma haste ligada ao pistão. Os cabeçotes são presos ao cilindro por meio de roscas, prendedores, tirantes ou solda (a maioria dos cilindros industriais usa tirantes). Conforme a haste se move para dentro ou para fora, ela é guiada por embuchamentos removíveis chamados de guarnições. O lado para o qual a haste opera é chamado de lado dianteiro ou "cabeça do cilindro". O lado oposto sem haste é o lado traseiro. Os orifícios de entrada e saída estão localizados nos lados dianteiro e traseiro.

Tabela 01 - Força de Avanço Teórico e Volume do Fluido Deslocado

Através do curso do cilindro, a energia de trabalho hidráulica é aplicada à área do seu pistão. É preciso conhecer qual é a pressão que deve ser aplicada no cilindro de certo tamanho para se desenvolver uma dada força na saída.

Pela fórmula abaixo poemos calcular a força que o atuador desenvolve. Pressão = Força / Área.

Como a área de um círculo é 78.54% da área de um quadrado, cujos lados têm o comprimento igual ao do diâmetro do círculo (D).

Atuadores Rotativos

Figura 02 - Atuador rotativo ou motor hidráulico

Atuadores rotativos são mecanismos compactos, simples e eficientes. Eles produzem um torque alto e requerem pouco espaço e montagem simples. De um modo geral aplicam-se atuadores em indexação

de ferramental de máquina, operações de dobragem, levantamento ou rotação de objetos pesados, funções de dobragem, posicionamento, dispositivos de usinagem, atuadores de leme, etc.

A energia hidráulica fornecida para um motor hidráulico é convertida em mecânica sob a forma de torque e rotação.

Os Componentes do Atuador Rotativo são: 1. Sede com dutos de ligação; 2. Engrenagem interna; fixa; 3. Engrenagem externa; 4. União universal e 5. Eixo de saída.

Construtivamente, o motor assemelha-se a uma bomba, excetuando-se, evidentemente, a aplicação que é inversa uma da outra. Existem casos, inclusive, em que o equipamento pode trabalhar ora como bomba, ora como motor hidráulico.
Osciladores Hidráulicos

Figura 03 - Oscilador hidráulico

O oscilador hidráulico Convertem energia hidráulica em movimento rotativo, sob um determinado número de graus. O oscilador hidráulico é um atuador rotativo com campo de giro limitado. Um tipo muito comum de atuador rotativo é chamado de atuador de cremalheira e pinhão.
Esse tipo especial de atuador rotativo fornece um torque uniforme em ambas as direções e através de todo o campo de rotação. Nesse mecanismo, a pressão do fluido acionará um pistão que está ligado à cremalheira que gira o pinhão. Unidades de cremalheira e pinhão do tipo standard podem ser encontradas em rotações de 90, 180, 360 graus ou mais. As variações dos atuadores de cremalheira e pinhão podem produzir unidades com saídas de torque de até 60 x 104 kgf.m.
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© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/03/2015