CENTRO FEDERAL DE EDUCAO TECNOLGICA DE PELOTAS

CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM AUTOMAO INDUSTRIAL

ACIONAMENTOS HIDRULICOS E PNEUMTICOS

PROF.: CLUDIO MACHADO

CIRCUITO HIDRULICO

(Clculos e descrio do funcionamento)

Ricardo Garcia Jeske

Ricardo Prediger

Pelotas, 14 de dezembro de 2007.

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INTRODUO

Este relatrio tem como objetivo geral apresentar um esquema hidrulico e

demonstrar os clculos utilizados para a determinao dos componentes, assim como as

especificaes tcnicas dos mesmos e por fim explicar o seu funcionamento.

As simulaes foram efetuadas no software Automation Studio 5.0

MODELO

ESPECIFICAO

Cilindro A Cilindro B

Fora de avano: 100.000 N Fora de avano: 500.000 N

Fora de recuo: 5.000 N Velocidade de recuo: 0,1 m/s

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DETERMINAO DOS CILINDROS

Inicialmente analisou-se a fora de avano do Cilindro B, por ser a de maior

intensidade.

O modelo escolhido foi o Cilindro Hidrulico Tipo CDT3/CGT3, por tratar-se

do modelo mais simples disponvel e consequentemente o mais barato.

Presso Nominal: 160 bar

Presso Esttica de teste: 240 bar

Para no expor o cilindro ao seu limite mximo, os clculos foram feitos com

80% de sua capacidade.

Presso Nominal 20% = Presso de Operao = 128 bar

A

FP

2000.1001

m

Nbar

A

N

m

N 000.500000.800.12

2

2

000.800.12

000.500m

N

NA -> 20390625,0 mA

262,390 cmA

Analisando a tabela, a maior rea disponvel de 216,314 cmA

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Foi escolhido ento o Cilindro Hidrulico Tipo CDH2/CGH2, por fornecer

mbolo com a rea necessria.

Presso Nominal: 250 bar

Presso Esttica de teste: 375 bar

Presso Nominal 20% = Presso de Operao = 200 bar

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Cilindro A

Fora de avano: 100.000 N

Fora de recuo: 5.000 N

A

FP

2000.1001

m

Nbar

A

N

m

N 000.100000.000.20

2

2

000.000.20

000.100m

N

NA -> 2005,0 mA

250cmA

Analisando a tabela, 226,50 cmAa

263,30 cmAb

bbaa ApApF ..

A presso de recuo pode ser considerada sendo barp 5,0

2

2

2 003063,0.50000005026,0.000.100 mm

NmpN a

2005026,0

15,153.100

m

Npa -> Papa 55,19927009

barpa 27,199

5

Cilindro B

Fora de avano: 500.000 N

Velocidade de recuo: 0,1 m/s

A

FP

2000.1001

m

Nbar

A

N

m

N 000.500000.000.20

2

2

000.000.20

000.500m

N

NA -> 2025,0 mA

2250cmA

Analisando a tabela, 247,254 cmAa

275,131 cmAb

bbaa ApApF .. barp 5,0

2

2

2 013175,0.50000025447,0.000.500 mm

NmpN a

2025447,0

75,658.500

m

Npa -> Papa 71,19674568

barpa 75,196

6

7

Bomba

Retorno com V = 0,1 m/s -> Analisando a tabela, min

1,79L

Q

No h bomba no catlogo que fornea essa vazo.

Ento,

bombasL

L

Q 2min

55,392

min1,79

Seguindo o mesmo critrio utilizado para os atuadores, usamos este valor como

sendo 80% da capacidade de vazo da bomba. Portanto,

%80min

55,39

%100

L

X

min

4375,49L

Q Cada Bomba

O modelo escolhido foi a Bomba de Engrenamento externo Tipo AZPZ,

Srie 1x, por atender a vazo e presso necessria.

Analisando a tabela, min

6,48L

Q 200bar e 1750rpm

8

9

A vazo, Rot

cmQ

3

9,25 , com V = 1750 rpm

9025,0

3333 mmcmdmm

311 dmL

LPMQ 325,45 LPM Litros por Minutos

Como sero utilizados 2 motores,

LPMQ 325,45*2

LPMQTotal 65,90

Vlvulas Limitadoras de Presso

VCP-NF (Vlvula Controladora de Presso Normalmente Fechada)

Optou-se pela Vlvula Limitadora de Presso Pilotada Tipo DB(W)...W65

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Vlvulas Limitadoras de Vazo

VCV (Vlvula Controladora de Vazo)

Optou-se pela Vlvula estranguladora da vazo com retorno livre Tipo MK

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Vlvula Direcional

O circuito possui uma VCD 4/3 CF (Vlvula de Controle Direcional, 4 vias e 3

posies, Centro Fechado).

O tipo escolhido foi a Vlvula Direcional 4/3 e 4/2 Acionamento Manual Tipo

4WMM16

Modelo escolhido

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ANLISE DO FUNCIONAMENTO

1 Caso:

Inicialmente foi feita a anlise com a VCD fechada.

Nesta situao, somente as vias em vermelho esto com presso, pois a posio

em que se encontra a VCD impede a passagem do leo para as demais vias.

A VCP-NF 01 acionada automaticamente com a prpria presso elevada,

evitando o rompimento das mangueiras, assim como tambm os motores. Ela foi

dimensionada e regulada de tal forma que no permita que a presso nas vias ultrapasse

250bar.

Quando a presso atinge um valor prximo a 240bar, a VCP_NF 01 acionada e

faz com que o leo que est sendo bombeado retorne para o reservatrio.

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2 Caso:

Ao se mover a VCD para a esquerda, faz-se com que o fluxo de leo se desloque

para as demais vias representadas em vermelho.

A haste do Cilindro A move-se com presso constante de aproximadamente

200bar.

A VCP-NF 02 impede que o fluxo de leo se desloque para o Cilindro B antes

que a haste do Cilindro A tenha chegado ao final de curso. Isto se d porque ela foi

regulada para ser acionada automaticamente quando a presso chegar prximo a 215bar.

A presso s chegar a tal valor quando cessar o movimento no Cilindro A, pois

como mencionado anteriormente, o movimento se d com presso constante de

aproximadamente 200bar.

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3 Caso:

Dando seqncia ao movimento anterior, quando a haste do Cilindro A chega ao

fim de curso, a presso se eleva e ento a VCP-NF 02 acionada.

O deslocamento da haste no Cilindro B se d com presso constante de

aproximadamente 215bar.

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E por fim, nesta situao, cessados todos movimentos, a presso se estabiliza em

todas as mangueiras, aqui representadas em vermelho.

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4 Caso:

Agora se deslocou a VCD para o outro lado. Neste momento, o fluxo de leo

direcionado para o Cilindro A e para o Cilindro B. Mas no Cilindro A o

movimento de recuo se d mais rapidamente, pois no h nada que limite a vazo do

leo at a cmara do cilindro. J no Cilindro B, a vazo do leo limitada pela VCV,

que regulada de forma a controlar a vazo de leo a qual ser direcionada at o

cilindro, controlando assim a velocidade de recuo.