Livro - Acionamentos Hidráulicos e Eletro-Hidráulicos Industriais - Prof. Sinésio Raimundo Gomes

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<< Acionamentos Hidráulicos e Eletro-Hidráulicos Industriais
 - Elaborado  por Sinésio Raimundo Gomes >>.

Neste livro você encontrará diferentes circuitos para acionamentos hidráulicos e eletro-hidráulicos que você deve conhecer e que, com certeza, você precisará em seu dia a dia, seja no teste de admissão em uma empresa, em uma prova de concurso público ou mesmo quando for solicitado para realizar  uma intervenção corretiva, preventiva ou preditiva em uma máquina que possua estes equipamentos.

Tenha sempre em mente que, mesmo que saiba da existência de recursos eletrônicos para o acionamento de circuito eletro-hidráulicos, os acionamentos convencionais sempre existirão e você será cobrado direta ou indiretamente a respeito de seu funcionamento, interpretação e desenvolvimento.

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/09/2020

AV 02 - Guindaste hidráulico - Válvulas de centro fechado e de controle de vazão no circuito

As Válvula direcional de 4/3 vias com centro fechado para o movimento de um atuador, bem como permite que cada atuador individual, no sistema, opere independentemente de um suprimento de força.

As válvulas direcionais de centro fechado são aplicadas em sistemas hidráulicos quando se deseja obter força no repouso dos atuadores, o que é possível através do bloqueio do fluxo que iria para o tanque.
Neste circuito o Guindaste hidráulico deverá movimentar uma carga sobre três eixos através do avanço e recuo de atuadores hidráulico acionado por válvulas de alavanca, com três posições.
A lança, eixo 01, e a coluna, eixo 02, do guindaste são movimentada por atuadores hidráulico de dupla ação. Já a base, eixo 03, é controlada por um oscilador hidráulico que deverá ter redução de fluxo, pra tornar o movimento mais suave.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: Diagrama 09: Exercício 09 - Guindaste para pequenas cargas ;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/02/2017

AV 01 - Retífica Plana - Válvula de ?? no circuito

Uma retífica tem o movimento da mesa realizado por um cilindro hidráulico.

No processo não poderá existir alteração de velocidade em função da resistência oferecida pela peça no momento da usinagem. Por este motivo , as velocidades de avanço e retorno deverão ser compensadas quanto a pressão.

Projetar o esquema de comando hidráulico para o dispositivo descrito acima.

Este Diagrama Hidráulico estará disponíveis no link: Exercício 12 - Retífica Plana

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 24/02/2016

EX 10 - Plataforma Automática - Válvula de sequência no circuito

Exercício 10 - Plataforma Automática

Em um dispositivo , um cilindro de dupla ação está acoplado a uma esteira para executar o transporte de carga de uma plataforma à outra. A esteira é comandada por um motor hidráulico que gira em sentido único. Os movimentos se dão através de uma válvula 4/2 vias , sendo que o motor funcionará somente quando o cilindro estiver totalmente avançado. 

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: Diagrama 10: Exercício 10 - Plataforma Automática.

© Direitos de autor. 2016: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/02/2026

EX 09 - Circuito com Válvula de Contrabalanço - Elevador de carga

Um Elevador de carga deverá transportar volumes de grande peso da linha de produção da plataforma A , para o estoque B ou C. Durante a retirada do material a plataforma deve ficar hidraulicamente fixada.

Quando a válvula direcional direciona o fluxo para o cabeçote traseiro do cilindro, o peso da carga conectado à haste do cilindro provocará uma queda incontrolável. A vazão da bomba não será capaz de manter a prensa.

Para evitar esta situação, uma válvula de pressão normalmente fechada é colocada abaixo da prensa.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: Exercício 08 - Plataforma Elevatória de Cargas ;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 06/03/2017

EX 08 - Circuito com avanço rápido e aproximação controlada - Morsa Hidráulica

Avanço Rápido

Em muitos circuitos hidráulicos, um avanço rápido do cilindro é necessário até que a porção de avanço aproxime-se da área de trabalho. Este circuito é conhecido como um circuito com aproximação rápida e avanço controlado.

Para esta parte do circuito, a válvula direcional foi acionada e o fluxo da bomba é remetido para o cabeçote traseiro do cilindro. O fluxo de óleo da caixa flui livremente pela válvula de desaceleração. O fluido se movimentará através da válvula de controle direcional e voltará para o tanque.

Velocidade do Trabalho

É neste ponto do circuito que o came conectado à ponta da haste do cilindro aciona a válvula de desaceleração.

À medida que o came aciona o rolete, o fluxo através da válvula é gradualmente cortado. Esta válvula permite que uma carga ligada ao pistão do cilindro seja retardada a qualquer ponto do seu percurso, desde que o amortecimento ainda não esteja operando. No restante do percurso, o óleo que sai do lado do cabeçote dianteiro do pistão passará pela válvula de controle de vazão (ajustada à taxa de trabalho necessária), passando pela válvula de controle direcional e de volta ao tanque. Deve ser notado que a válvula limitadora de pressão abriu porque o controle de vazão excedeu à resistência do sistema.

Retorno

Neste croqui, o fluxo da bomba é direcionado através da válvula de controle até a válvula de retenção, a válvula de controle de vazão e a válvula de desaceleração. Pelo fato da válvula de retenção oferecer menor resistência, a maior parte do fluxo passará por ela. O fluido que sai da parte traseira do cilindro é direcionado através da válvula de controle direcional e de volta ao tanque.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 17_02_06 Exercício 06 - Morsa Hidráulica ;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/02/2017

EX 07 - Circuito Regenerativo - Forno de tratamento térmico

O circuito regenerativo que está ilustrado consiste de uma bomba, uma válvula de alívio, uma válvula direcional com um orifício bloqueado e um cilindro 2:1. Com a válvula direcional na posição mostrada, ambos os lados do pistão do cilindro estão sujeitos à mesma pressão. O desequilíbrio de força resultante provoca o avanço da haste.

A descarga de fluido do lado da haste é adicionada ao fluxo da bomba. Visto que, em um cilindro 2:1 a descarga de fluido do lado da haste é sempre a metade do volume que entra do lado traseiro, o único volume que é bombeado pelo fluxo da bomba é a outra metade do volume que entra do lado traseiro. Para calcular a velocidade da haste de um cilindro 2:1 quando este está em regeneração, a seção transversal da haste é usada nos cálculos.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 26_08_07 Ex07: Forno de Tratamento Térmico ;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/02/2017

EX 06 - Controle de fluxo - Silo descarregado com válvula de controle de vazão no circuito

O circuito de controle de entrada do fluxo funciona a partir de uma válvula controladora de vazão.

A função da válvula controladora de vazão é a de reduzir o fluxo da bomba em uma linha do circuito. Ela desempenha a sua função por ser uma restrição maior que a normal no sistema. Para vencer a restrição, uma bomba de deslocamento positivo aplica uma pressão maior ao líquido, o que provoca um desvio de parte deste fluxo para outro caminho. Este caminho é geralmente para uma válvula limitadora de pressão, mas pode também ser para outra parte do sistema.

As válvulas controladoras de vazão são aplicadas em sistemas hidráulicos quando se deseja obter um controle de velocidade em determinados atuadores, o que é possível através da diminuição do fluxo que passa por um orifício.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 26_08_06 EX06 - Silo Descarregador para Veículos;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/02/2017

EX 05 - Parada intermediária - Guincho Articulado com válvulas 4/3 de centro fechado no circuito

A Válvula direcional de 4/3 vias com centro fechado para o movimento de um atuador, bem como permite que cada atuador individual, no sistema, opere independentemente de um suprimento de força.

As válvulas direcionais de centro fechado são aplicadas em sistemas hidráulicos quando se deseja obter força no repouso dos atuadores, o que é possível através do bloqueio do fluxo que iria para o tanque.

EX05 - Elaborar, simular, montar e gerar o diagrama hidráulico com lista de peças e descrição de funcionamento do circuito. 

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 26_08_05 - EX05 - Guincho articulado;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/02/2017

EX 04 - Lógica Retentiva - Máquina de dobrar chapas com válvula direcional de 4/2 vias no circuito

Máquina de dobrar chapas

O funcionamento deste circuito baseia-se no avanço de um atuador de dupla ação, que dobra as peças para dentro do sistema retornando a sua posição inicial. O acionamento do atuador ocorre através de uma alavanca acionada na posição I onde o atuador terá maior força e velocidade e o retorno por meio da mesma alavanca colocada na posição 0.

Solução: Acionamento direto retentivo - Lógica coincidente.

EX04 - Elaborar, simular e gerar o diagrama hidráulico com lista de peças e descrição de funcionamento do circuito. 

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 26_08_04 EX04 - Máquina de dobrar chapas;

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 25/01/2018

EX 03 - Lógica Negada - Porta de Caldeira com válvula direcional de 4/2 vias no circuito

A função de uma válvula direcional de 4 vias é causar o movimento de reversão de um cilindro ou de um motor hidráulico. Para desempenhar esta função, o carretel dirige o fluxo de passagem da bomba para uma passagem do atuador quando ele está em uma posição extrema. Ao mesmo tempo, o carretel é posicionado para que a outra passagem do atuador seja descarregada para o tanque. Desta maneira conseguimos controlar o recuo e avanço do atuador.

Para abrir a porta da caldeira o atuador deve recuar através do acionamento da válvula de alavanca, sendo o acionamento do atuador contrário ao acionamento da válvula. 

Ex03 - Identifique e descreva o funcionamento de cada um dos componente do circuito.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 26_08_03 - EX03 - Porta de Caldeira ;

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 27/01/2020

EX 02 - Lógica Verdadeira - Guincho Hidráulico com válvula direcional de 4/2 vias no circuito

Descrição de Funcionamento: Um Guincho hidráulico deverá descer uma carga através do recuo do um atuador de dupla ação, acionado por uma válvula de alavanca. Para erguer a carga o atuador deve avançar através do acionamento da válvula de alavanca, sendo o acionamento do atuador coincidente com o acionamento da válvula.

EX02 - Sendo a pressão na linha de 40 Kgf/cm2, a vazão de 5 litros por minuto e o atuador de 80 mm de diâmetro, sua haste de 40 mm e 400 milímetro curso, calcule a carga que pode ser elevada e o tempo de avanço. Calcule também a carga que pode ser suportada no recuo do atuador.

 

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 26_08_02 - EX02 - Guincho Hidráulico;

Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 27/02/2020

EX 01 - Pressão e Vazão - Atuador Rotativo com válvula limitadora de pressão no circuito

A pressão máxima do sistema pode ser controlada com o uso de uma válvula de pressão normalmente fechada. Com a via primária da válvula conectada à pressão do sistema e a via secundária conectada ao tanque, o carretel no corpo da válvula é acionado por um nível predeterminado de pressão, e neste ponto as vias primárias e secundárias são conectadas e o fluxo é desviado para o tanque. Esse tipo de controle de pressão normalmente fechado é conhecido como válvula limitadora de pressão.

Numa válvula de controle de pressão, a pressão da mola é usualmente variada pela regulagem de um parafuso que comprime ou descomprime a mola.

EX01 - Através do circuito abaixo determinar a pressão de atuação da válvula, para os valores de pressão dados na tabela. Ajustar a Pressão P1 para 60 bar. Regular P2 ( com V1 Fechada ) através da Válvula limitadora de pressão para os valores dados. Fechar lentamente V1 até o motor hidráulico começar a se movimentar. Anotar o valor da pressão de abertura da limitadora. Repetir o procedimento para todos valores.

Este Diagrama Hidráulico está disponíveis no link: 17_02_01 - Comportamento da Válvula Limitadora de Pressão.

© Direitos de autor. 2017: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/02/2017

Exercícios de Fixação de Hidráulica Aplicada

Link para: 
Apostila de Hidráulica - Parker

Você foi contratado com Auxiliar Técnico em uma Empresa de Fabricação de Painéis Hidráulicos para utilização em Máquina hidráulica onde irá resolver os exercícios de hidráulica propostos na lista abaixo.
Para tanto você deverá elaborar: o Croqui, o Diagrama Hidráulico, a Descrição de Funcionamento e a Lista de Peças do conjunto a ser montada pela equipe técnica segundo as especificações descritas em manual de fabricante.

Lista e Exercícios de Hidráulica Aplicada está disponível nos link:  17_02_001 Exercícios de Hidráulica .

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/01/2018

EX 1.04 - Cálculos de Fluidos e Tubulação

 Durante o desenvolvimento do projeto de um equipamento hidráulico uma etapa muito importante é a “Seleção e Dimensionamento dos Componentes”. Esta atividade tem por objetivo detalhar um pouco mais a fundo as fórmulas e cálculos mais comumente utilizados por projetistas de sistemas hidráulicos e pneumáticos.

Velocidade do fluido através da tubulação: 0,3208 x GPM ÷ Área interna

Exemplo: Qual é a velocidade de 10 GPM passando por uma tubulação de 1/2″ de diâmetro?

GPM = 10

Área interna = 0,304 (veja a nota abaixo)

0,3208 x GPM ÷ Área interna = 0,3208 x 10 ÷ 0,304 = 10,55 pés por segundo (pés/s ou ft/s)

O mesmo cálculo pode ser feito utilizando o Sistema Internacional de Unidades (SI).

O diâmetro externo do tubo permanece o mesmo, independentemente da espessura do tubo. Um tubo para sistemas de ata pressão tem uma parede mais espessa do que um tubo de sistema padrão, então o diâmetro interno do tubo de um sistema de alta pressão é menor do que o diâmetro interno de um tubo de sistema padrão. A espessura da parede e o diâmetro interno dos tubos podem ser encontrados em gráficos prontamente disponíveis.

Tubos de aço para sistemas hidráulicos também mantém o mesmo diâmetro externo, independentemente da espessura da parede.

Os tamanhos das mangueiras indicam o diâmetro interno das mesmas. Uma mangueira de 1/2 “de diâmetro tem um diâmetro interno de 0,50 polegadas, independentemente da classificação de pressão da mangueira.

Tamanhos de tubulação sugeridos:

• As linhas de sucção da bomba devem ser dimensionadas de forma que a velocidade do fluido fique entre 2 e 4 pés por segundo.
• As linhas de retorno de óleo devem ser dimensionadas de forma que a velocidade do fluido fique entre 10 e 15 pés por segundo.
• As linhas de suprimento de pressão média devem ser dimensionadas de forma que a velocidade do fluido fique entre 15 e 20 pés por segundo.
• As linhas de suprimento de alta pressão devem ser dimensionadas de forma que a velocidade do fluido seja inferior a 30 pés por segundo.

Um gráfico muito útil para a analise de dimensionamento de tubulações de sistemas hidráulicos é o Nomograma (ou Nomograph) que pode ser visto acima.

Calculadora on-line disponível em: << https://www.famictech.com >> .
Conversor de unidades on-line disponível em: << https://www.convertworld.com/pt/ >> .

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/01/2026

EX 1.03 - Cálculos Hidráulicos de Motores

Durante o desenvolvimento do projeto de um equipamento hidráulico uma etapa muito importante é a “Seleção e Dimensionamento dos Componentes”. Esta atividade tem por objetivo detalhar um pouco mais a fundo as fórmulas e cálculos mais comumente utilizados por projetistas de sistemas hidráulicos e pneumáticos. 

 Um motor hidráulico é um atuador mecânico que converte energia hidráulica (fluido sob pressão) em energia mecânica rotativa. Ele opera com base no princípio de que o óleo pressurizado por uma bomba faz girar peças internas, gerando torque e rotação contínua.

Nos cálculos serão utilizados unidades "imperiais" que serão convertidas para o sistema internacional que medidas (SI). 

Unidades imperiais e equivalências no sistema internacional de medidas

• Polegada quadrada (in²) é uma unidade de medida de área do sistema imperial, equivalente à superfície de um quadrado com 1 polegada  (2,54 cm) de lado.
• GPM (Gallons Per Minute) significa “Galões Por Minuto” é uma medida de vazão de líquidos imperial britânico (UK), equivalente a aproximadamente 4,546 litros.
• PSI (Pound per Square Inch) é uma unidade de medida de pressão que significa "libra por polegada quadrada": 1 PSI ≈ 6.895 Pascal (Pa) ou 0,06895 bar.
• HP (horsepower) significa “cavalo de potência” que é a unidade de medida de potência de motores e máquinas, equivalente a aproximadamente 745,7 watts.
• in³ (inches³) a polegada cúbica é uma unidade de volume que equivale ao volume de um cubo de uma polegada de lado (exatamente 2,54 centímetros), 1 in³ equivalente a aproximadamente 0,016378 litros.
• GPM* (Gallons Per Minute) significa “Galões Por Minuto” é uma medida de vazão de líquidos americano (US*), equivalente a aproximadamente 3,785 litros.

GPM de fluxo necessário para a velocidade do motor do sistema: Deslocamento do motor x RPM do motor ÷ 231.

Exemplo: Quantos GPM são necessários para acionar um motor de 3,75 polegadas cúbicas a 1.500 rpm?

Deslocamento do motor = 3,75 polegadas cúbicas por revolução

RPM do motor = 1500

Deslocamento do motor x RPM do motor ÷ 231 = 3,75 x 1500 ÷ 231 = 24,35 GPM 

 

Velocidade do motor do sistema com um GPM de entrada: 231 x GPM ÷ Deslocamento do motor de fluido.

Exemplo: Quão rápido um motor de 0,75 polegada cúbica girará com entrada de 6 GPM?

GPM = 6

Deslocamento do motor = 0,75 polegadas cúbicas por revolução

231 x GPM ÷ Deslocamento do motor de fluido = 231 x 6 ÷ 0,75 = 1.848 RPM.

 

Torque do motor com determinado valor de pressão e deslocamento: PSI x Deslocamento do motor ÷ (2 x π).

Exemplo: Quanto torque um motor de 2,5 polegadas cúbicas desenvolve a 2.000 psi?

Pressão = 2.000 psi

Deslocamento do motor = 2,5 polegadas cúbicas por revolução

PSI x deslocamento do motor (2 x π) = 2.000 x 2,5 ÷ 6,28 = 796,19 polegadas libras.

Torque do motor com um determinado valor de GPM, PSI e RPM: GPM x PSI x 36,77 ÷ RPM

Exemplo: Quanto torque um motor desenvolve a 1.200 psi, 1.500 rpm, com entrada de 10 gpm?

GPM = 10

PSI = 1.500

RPM = 1200

GPM x PSI x 36,7 ÷ RPM = 10 x 1.500 x 36,7 ÷ 1200 = 458,75 polegadas libras por segundo

Torque do motor com um determinado valor de potência e RPM: Potência x 63025 ÷ RPM

Exemplo: Quanto torque é desenvolvido por um motor a 12 cavalos e 1750 rpm?

Horsepower = 12

RPM = 1750

Potência x 63025 ÷ RPM = 12 x 63025 ÷ 1750 = 432,17 polegadas libra.

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/01/2026

EX 1.02 - Cálculos Hidráulicos de Cilindros

Durante o desenvolvimento do projeto de um equipamento hidráulico uma etapa muito importante é a “Seleção e Dimensionamento dos Componentes”. Esta atividade tem por objetivo detalhar um pouco mais a fundo as fórmulas e cálculos mais comumente utilizados por projetistas de sistemas hidráulicos e pneumáticos. 

Nos cálculos serão utilizados unidades "imperiais" que serão convertidas para o sistema internacional que medidas (SI). 

Unidades imperiais e equivalências no sistema internacional de medidas

• Polegada quadrada (in²) é uma unidade de medida de área do sistema imperial, equivalente à superfície de um quadrado com 1 polegada  (2,54 cm) de lado.
• GPM (Gallons Per Minute) significa “Galões Por Minuto” é uma medida de vazão de líquidos imperial britânico (UK), equivalente a aproximadamente 4,546 litros.
• PSI (Pound per Square Inch) é uma unidade de medida de pressão que significa "libra por polegada quadrada": 1 PSI ≈ 6.895 Pascal (Pa) ou 0,06895 bar.
• HP (horsepower) significa “cavalo de potência” que é a unidade de medida de potência de motores e máquinas, equivalente a aproximadamente 745,7 watts.
• in³ (inches³) a polegada cúbica é uma unidade de volume que equivale ao volume de um cubo de uma polegada de lado (exatamente 2,54 centímetros), 1 in³ equivalente a aproximadamente 0,016378 litros.
• GPM* (Gallons Per Minute) significa “Galões Por Minuto” é uma medida de vazão de líquidos americano (US*), equivalente a aproximadamente 3,785 litros.

Cálculo da área da extremidade da haste do cilindro em in2 (polegadas quadradas)

Área da extremidade cega – área da haste

Exemplo 1: Qual é a área da extremidade da haste de um cilindro de 6 polegadas de diâmetro que possui uma haste de 3 polegadas de diâmetro?

Obs.: Para facilitação o símbolo  ” será utilizado como abreviação de polegadas.

 Diâmetro do Cilindro = 6 “

O raio do cilindro é metade do diâmetro = 3 “
Raio2 = 3“ x 3” = 9 “

π x Raio2 = 3,14 x 9 = 28,26 in2.

Área da extremidade cega do cilindro = 28,26 in2.

Diâmetro da haste = 3 “

O raio é 1/2 do diâmetro da haste = 1,5 “
Raio2 = 1,5 “x 1,5” = 2,25 “

π x Raio2 = 3,14 x 2,25 = 7,07 in2

Área da extremidade cega – Área da haste = 28,26 – 7,07 = 21,19 in2.

O mesmo cálculo pode ser feito utilizando o Sistema Internacional de Unidades (SI), utilizando a a mesma fórmula. Como cada polegada equivale a 2,5 cm, resulta numa área cega de 136,71  cm2.

Área da extremidade cega do cilindro (em polegadas quadradas): A = PI x (raio do cilindro)2

Exemplo 1: Qual é a área de um cilindro de 6 “de diâmetro?

Diâmetro = 6 “

O raio é 1/2 do diâmetro = 3 “

Raio2 = 3 “x 3” = 9 “ = > 

π x (raio do cilindro)2 => 3,14 x (3)2 = 3,14 x 9 = 28,26 in2

Saída de vazão da extremidade cega do cilindro (GPM): Área da extremidade cega ÷ Área da extremidade da haste x GPM entrada

Exemplo 1: Quantos GPM saem da extremidade cega de um cilindro de 6 “ de diâmetro com uma haste de 3” de diâmetro quando temos 15 galões por minuto colocados na extremidade da haste?

Área da extremidade cega do cilindro = 28,26 in2

Área da extremidade da haste do cilindro = 21,19 in2

Entrada GPM = 15 GPM

Área da extremidade cega ÷ Área da extremidade da haste x GPM entrada = 28,26 ÷ 21,19 x 15 = 20 GPM

Força de saída do cilindro (em libras): Pressão (em PSI) x Área do Cilindro

Exemplo 1: Qual é a força de “empurrar” de um cilindro de 6 “de diâmetro operando a 2.500 PSI?

Área da extremidade cega do cilindro = 28,26 in2

Pressão = 2.500 psi

Pressão x área do cilindro = 2.500 X 28,26 = 70.650 libras

Exemplo 2: Qual é a força de tração de um cilindro de 6 “de diâmetro com uma haste de 3” operando a 2.500 PSI?

Área da extremidade da haste do cilindro = 21,19 in2

Pressão = 2.500 psi

Pressão x área do cilindro = 2.500 x 21,19 = 52.975 libras.

A pressão (símbolo: p) é a força exercida por unidade de área. Formalmente, p = F / A. A unidade no SI para medir a pressão é o pascal (Pa), equivalente a uma força de 1 newton por uma área de 1 metro quadrado. 

Velocidade do cilindro (em polegadas por segundo): (231 x GPM) ÷ (60 x área líquida do cilindro)

Exemplo 1: Quão rápido um cilindro de 6 “de diâmetro com uma haste de 3” de diâmetro se estenderá com 15 GPM de entrada?

GPM = 6

Área líquida do cilindro= 28,26 pol2

(231 x GPM) ÷ (60 x Área líquida do cilindro) = (231 x 15) ÷ (60 x 28,26) = 2,04 polegadas por segundo (pol/s).

Quão rápido ele se retrairá?

Área do cilindro líquido = 21,19  in2

(231 x GPM) ÷ (60 x Área líquida do cilindro) = (231 x 15) ÷ (60 x 21,19) = 2,73 polegadas por segundo.

GPM de fluxo necessário para a velocidade do cilindro: Área do cilindro x comprimento do curso em polegadas ÷ 231 x 60 ÷ Tempo em segundos para um ciclo

Exemplo 1: Quantos GPM são necessários para estender um cilindro de 6 “de diâmetro em 8 polegadas em 10 segundos?

Área do cilindro = 28,26 polegadas quadradas

Comprimento do curso = 8 polegadas

Tempo para 1 curso = 10 segundos

Área x Comprimento ÷ 231 x 60 ÷ Tempo = 28,26 x 8 ÷ 231 x 60 ÷ 10 = 5,88 GPM

Exemplo 2: Se o cilindro tiver uma haste de 3″ de diâmetro, quantos GPM são necessários para retrair 8 polegadas em 10 segundos?

Área do cilindro = 21,19 polegadas quadradas

Comprimento do curso = 8 polegadas

Tempo para 1 curso = 10 segundos

Área x Comprimento ÷ 231 x 60 ÷ Tempo = 21,19 x 8 ÷ 231 x 60 ÷ 10 = 4,40 GPM

Pressão de fluido em PSI necessária para elevar uma carga (em PSI): Libras de força necessárias ÷ Área do cilindro

Exemplo 1: Que pressão é necessária para desenvolver 50.000 libras de força de “empurrar” de um cilindro de 6 “de diâmetro?

Libras da Força = 50.000 libras

Área da extremidade cega do cilindro = 28,26 pol2

Libras de força necessárias ÷ Área do cilindro = 50.000 ÷ 28,26 = 1.769,29 PSI

Exemplo 2: Qual pressão é necessária para desenvolver 50.000 libras de força de tração de um cilindro de 6 “de diâmetro que tem 3” de diâmetro da haste?

Libras da Força = 50.000 libras

Área da extremidade da haste do cilindro = 21,19 polegadas quadradas

Libras de força necessárias ÷ Área do cilindro = 50.000 ÷ 21,19 = 2.359,60 PSI

Calculadora de atuadores on-line disponível em: << https://www.trelleborg.com >> .

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/01/2026

EX 1.01 - Cálculos Hidráulicos de Bombas

Durante o desenvolvimento do projeto de um equipamento hidráulico uma etapa muito importante é a “Seleção e Dimensionamento dos Componentes”. Esta atividade tem por objetivo detalhar um pouco mais a fundo as fórmulas e cálculos mais comumente utilizados por projetistas de sistemas hidráulicos e pneumáticos. 

Bombas hidráulicas: Esses são componentes essenciais que supervisionam a pressurização do fluido hidráulico e seu fluxo subsequente em todo o sistema hidráulico. Para tirar o máximo proveito do seu bomba hidráulica, você precisa entender como calcular algumas de suas principais características de desempenho, como: potência, deslocamento e fluxo.

Você deve também compreender as equivalência de unidades utilizadas nos sistemas hidráulicos.

Unidades imperiais e equivalências no sistema internacional de medidas

• PSI (Pound per Square Inch) é uma unidade de medida de pressão que significa "libra por polegada quadrada": 1 PSI ≈ 6.895 Pascal (Pa) ou 0,06895 bar.
• HP (horsepower) significa “cavalo de potência” que é a unidade de medida de potência de motores e máquinas, equivalente a aproximadamente 745,7 watts.
• GPM (Gallons Per Minute) significa “Galões Por Minuto” é uma medida de vazão de líquidos imperial britânico (UK), equivalente a aproximadamente 4,546 litros.
• in³ (inches³) a polegada cúbica é uma unidade de volume que equivale ao volume de um cubo de uma polegada de lado (exatamente 2,54 centímetros), 1 in³ equivalente a aproximadamente 0,016378 litros.
• GPM* (Gallons Per Minute) significa “Galões Por Minuto” é uma medida de vazão de líquidos americano (US*), equivalente a aproximadamente 3,785 litros.

Exercício 01: Potência necessária para o correto funcionamento de uma bomba: (HP) cavalo-vapor = GPM (Gallons per Minute) x PSI (Pound Square Inch) x 0,0007 (este é um cálculo de ‘regra de geral’).

Exemplo: Quantos HPs (cavalo-vapor) são necessários para acionar uma bomba de 5 GPM (UK) a 1.500 PSI?

Dados: Q = 5 GPM e P = 1500 PSI.

• HP = GPM x PSI x 0,0007 = 5 x 1500 x 0,0007 = 5,25 (HP) cavalo-vapor . 

O mesmo cálculo pode ser feito utilizando o Sistema Internacional de Unidades (SI), utilizando a fórmula: Potência: P = Q × P / 600; onde: P = Potência (geralmente em kW), Q = Taxa de fluxo (geralmente em L/min) e P = Pressão (geralmente em bares). 

No exemplo acima as unidades imperiais foram convertidas para o sistema internacional de medidas: Vazão de 5 GPM = 22,73 L/min, e pressão 1500 PSI = 103,425 Bar. Neste caso, a potência da sua bomba hidráulica em kiloWatts é: 

• Potência =  Q x P / 600 = 22,73 × 103,425 / 600 = 3,92 kW. 

Portanto, a potência da sua bomba é de 3,92 kW (≈ 5,25 HP).

Exercício 02: Deslocamento da bomba necessário para o fluxo de saída em Galões por minutos: Polegadas cúbicas por revolução = 231 x GPM (US) ÷ RPM (Revolutions Per Minute), pois cada galão (US) ocupa uma área de 231 in³.

Exemplo: Qual deslocamento é necessário de uma bomba para produzir 5 GPM a 1.500 RPM? 

Dados: Q = 5 GPM e RPM = 1500.

• fluxo (pol³ / rev) = 231 x GPM ÷ RPM = 231 x 5 ÷ 1500 = 0,77 pol³ por revolução (ciclo) . 

O mesmo cálculo pode ser feito utilizando o Sistema Internacional de Unidades (SI), utilizando a fórmula: Centímetros cúbicos por revolução = 1000 x litros ÷ RPM (Revolutions Per Minute), pois cada litro ocupa uma área de 1000 cm³.

No exemplo acima as unidades imperiais foram convertidas para o sistema internacional de medidas: Vazão de 5 GPM (US) = 18,927 L/min:

• fluxo (cm³ / rev) = 1000 x LPM ÷ RPM = 18,927 ÷ 1500 = 12,618 cm³ por revolução (ciclo) . 

Exercício 03: Fluxo de saída da bomba (em galões por minuto): Galões por minutos = RPM x deslocamento da bomba ÷ 231.

Exemplo: Quanto óleo será produzido por uma bomba de 2,5 polegadas cúbicas operando a 1200 RPM?

Dados: RPM = 1200 e Deslocamento da bomba = 2,5 pol³ (polegadas cúbicas) .

GPM = RPM x Deslocamento da bomba ÷ 231 = 1200 x 2,5 ÷ 231 = 12,99 galões por minuto.

O mesmo cálculo pode ser feito utilizando o Sistema Internacional de Unidades (SI).

Calculadora on-line disponível em: << https://www.famictech.com >> .

Conversor de unidades on-line disponível em: << https://www.convertworld.com/pt/ >> .

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/01/2026