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Actuadores hidráulicos, Notas de estudo de Hidráulica

Um resumo sobre as características, aplicações e recomendações sobre actuadores hidráulicos

Tipologia: Notas de estudo

2021

Compartilhado em 15/09/2021

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Capítulo 3 – Actuadores Hidraulicos.
LICENCIATURA EM ENGENHARIA MECANLICENCIATURA EM ENGENHARIA MECANICA E DE TRANSPORTES
DISCIPLINA DE SISTEMAS HIDRAULICOS E PNEUMATICOS
1º Semestre -2020
ICA E DE TRANSPORTES
DISCIPLINA DE SISTEMAS HIDRAULICOS E PNEUMATICOS
1º Semestre -2020
CAPITULO 2 – BOMBAS HIDRAULICAS
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Capítulo 3 – Actuadores Hidraulicos.

LICENCIATURA EM ENGENHARIA MECANLICENCIATURA EM ENGENHARIA MECANICA E DE TRANSPORTES DISCIPLINA DE SISTEMAS HIDRAULICOS E PNEUMATICOS 1º Semestre - ICA E DE TRANSPORTES DISCIPLINA DE SISTEMAS HIDRAULICOS E PNEUMATICOS 1º Semestre - CAPITULO 2 – BOMBAS HIDRAULICAS

Actuador hidráulico

  • Componente que transforma energia hidráulica em energia

mecânica para desenvolvimento de trabalho útil.

  • Podem produzir movimentos lineares, rotativos e

oscilatórios.

  • Podem ser usados para elevação, aperto, abertura,

fechamento, medição, mistura, contrapeso, flexão etc.

  • Encontram aplicação em dispositivos de capotagem, de

transporte, operadores de válvulas, impressoras,

perfuratrizes, braçadeiras etc.

  • Podem ser classificados em Actuadores

Lineares(cilindros hidráulicos) e Actuadores Rotativos.

Cilindro de Dupla Acção

  • Liquido pressurizado entra em duas portas
  • Trabalho pode ser realizado em ambos sentidos
  • Mais usado em aplicações onde há necessidade de grandes deslocamentos.

Componentes

1 – Capa base

2 – Capa de rolamento

3- Barreira do cilindro

4- Pistão

5 – Haste do pistao

Cilindro com Amortecimento

  • Quando o liquido entra pressurizado entra no cilindro o pistao acelera dentro do cilindro.
  • Se aceleração do pistao for mantida poderão embater na capa final e criar um impacto
indesejado.
  • Para evitar e necessário prover de um mecanismo de desaceleração no fim do percurso.
  • Quando se prove o mecanismo de desaceleração do pistão chama-se Cilindro com
Amortecimento
  • Na figura (Próximo Slide) quando o pistão se aproxima da capa final, o embolo entra na porta da
capa e bloqueia o movimento livre do liquido.
  • Nesse instante parte do fluido retido entre o pistão e a capa final pode escapar somente através
de uma restrição ajustável. O movimento restrito causa a desaceleração do pistão.
  • A taxa de desaceleração pode ser controlada através da válvula de agulha.
  • A válvula de retenção permite movimento rápido do fluido durante a etapa de avanço do pistao

Cilindro telescópico

Este tipo cilindro e usado quando há limitação de espaço. Consiste de uma serie de carneiros aninhados em um espalhamento telescopico possibilitando uma longa extensao. Na figura uma vez que o carneiro A possui maior diâmetro no inicio da elevação da carga Quando o carneiro A atinge seu deslocamento máximo, o carneiro B inicia o deslocamento fornecendo força necessária para manter o carregamento. Quando o carneiro B alcança deslocamento máximo, o carneiro C inicia o deslocamento para completar a operação. O retorno pode ser garantido pela gravidade ou liquido pressurizado.

Cilindro Tandem

Dois ou mais pistões funcionam como um corpo rígido onde todos são unidos numa única haste. Estes cilindros são concebidos para estabelecer uma área de contacto maior para uma dada pressão de forma a produzir maior força quando a limitação do diâmetro do cilindro Cilindro Tandem Passante - Dois cilindros de tamanhos diferentes estão montados numa única haste. Os pistões no seu interior efectuam movimentos de avanço e retorno simultaneamente. Este arranjo possibilita aumento de forca uma vez que área de contacto com liquido e aumentada. A desvantagem esta no facto de ocupar maior espaço linear.

Cilindro Tandem Bi Linear - Quando o pistao e haste não estão ligados. A maioria destes cilindros a haste actua no pistao em único sentido.

ACTUADORES ROTATIVOS

  • Convertem energia hidráulica em energia mecânica rotacional ( também chamados de motores hidráulicos)
  • São idênticos em termos construtivos a bombas rotativas. Funcionam com principio inverso
  • Em vez de bombear fluidos os elementos(engrenagens, palhetas, pistões) são movidos por liquido pressurizado.
  • Classificam-se em: 1 - motores hidráulicos rotativos contínuos
    • motores de palhetas, engrenagens e pistões. 2- motores hidráulicos rotativos limitados ( angulo menor que 360)
  • Tipo palhetas e tipo pistões

Actuador de Engrenagens

São dispositivos de deslocamento fixo. Podem ser com engrenagens externa e interna. A figura mostra um actuador de engrenagens em que ambas as engrenagens são accionadas e apenas uma única contem o eixo que produz o torque pretendido. O movimento rotativo e produzido devido a diferenças de pressão que actuam nos lados dos dentes. Quanto maior for a pressão ou tamanho dos dentes. Actuador de Engrenagens tem a vantagem de ser mais barato e simples em termos construtivos. Actuador de Engrenagem tem a desvantagem de apresentar altos vazamentos e torques relativamente baixos.

Actuador de Pistão

Podem ser de deslocamento fixo e não fixo. São mais eficientes e podem operar a altas pressões e produzir altos torques. Podem ser classificados como axial e radial conforme o movimento dos pistões. Actuador de Pistao Axial O funcionamento e idêntico ao das bombas axiais com excepção do sentido do escoamento. O liquido pressurizado força os pistões contra a placa deslizante. Devido a aplicação angular da forca a placa gira e esse giro e transmitido para um eixo Actuador de Pistao Radial Funcionamento idêntico ao das bombas de pistao radial com excepção do sentido do escoamento. O fluido entra na camara de pistões através de um rotor excêntrico. O pistao e forçado radialmente para fora contra o anel portanto produzindo uma forca tangencial a camara de pistões. O torque resultante causa o eixo girar. As vantagens dos actuadores de pistao incluem alta eficiência volumétrica, alto torque, capazes de trabalhar a altas pressões produzindo alta velocidade. As desvantagens incluem custo alto por unidade de potencia, razão potencia peso relativamente menor.

Actuadores Rotativos Limitados

Produzem movimentos rotativos a ângulos limitados geralmente 90o, 180o^ e 270º Existem dois tipos: Palhetas e Pistao Actuador Rotativo Limitado do tipo Palhetas Há dois tipos: Palheta Simples e Palheta Dupla Palheta Simples Consiste de um cilindro, um eixo que suporta uma palheta, uma barreira que limita a rotação da palheta e peças na extremidade que suportam o eixo. O liquido pressurizado entra de lado da palheta forçando seu movimento ate a barreira. Produz rotação ate aproximadamente 280º.

Analise do Torque de Actuador tipo Palheta Limitado. 𝐴 = 𝑅௏ − 𝑅ோ 𝐿 área de contacto da palheta e liquido pressurizado 𝑅ோ - raio do rotor, 𝑅௏- raio ate a ponta da palheta, L largura da palheta 𝐹 = 𝑃 ∗ 𝐴 força hidráulica actuando na palheta torque 𝑇 = 𝑓𝑜𝑟ç𝑎 ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎 𝑥 𝑟𝑎𝑖𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑙ℎ𝑒𝑡𝑎 𝑇 = 𝑃 ∗ 𝑅௏ − 𝑅ோ 𝐿 ∗

deslocamento volumétrico 𝑽𝑫 = 𝝅 𝑹𝒗^ 𝟐^ − 𝑹𝑹^ 𝟐^ L Logo 𝑻 =

Actuador Rotativo Limitado do tipo Pistao Contem um eixo com fuso helicoidal que atravessa um pistao. Uma haste guia que previne a rotação do pistao. Pode-se produzir ângulos maiores e menores que 360 Graus.