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- od o o ma, VOLUME I E SISTEMAS HIDRÁULICOS 2º EDIÇÃO Ficha Técnica Titulo Autor Tradução de Capa Arranjo Gráfico e fotocomposição Impressão Capa Montagem e Acabamento Direitos adquiridos para a Língua Portuguesa. Reserva Propriedade Literária Sistemás Hidráulicos Mário William Valdez Licensiado em Eng * Mecânica Anabela Martins Robalo Pedro Navarro Gabinete Técnico Edições M.V. RANK XEROX Mirasete, Artes Gráficas, Lda. MOBIL Ol. PORTUGAL, LDA Eleror my. o Estrada de Benfica, 705-5º Esq. 1500 Lisboa / Portugal Tel, 7849909 - 7605100 Fax 7605100 e cr ea] ir] a o a al ST) DT a! as! ml ol a) imo [o RENO) J 1 ta LA Dedico o mer livro com respeito e gratidão Aos meus ilustres ex-colegas Professor Engº Manusl José Lopes da Silva (Catedrático da Univ. Nova) Professor Dr. Jaime Martins Ferreira (Geólogo) Aos leitores, a minha confiança — RR f — o . - e o “. mo caca. ló PREFÁCIO Algumas considerações. O presente livro cesthase q Engenheiros. Arquitectos, Mecánicos especializados em Equipamentos de Movimentação de Terras e de Cargas, Estudantes ce Engenharia Mecânica e de Electrotécria. que escolham esta via pora aperisiçoarem os seus conhecimentos bésicos de Sistemas Hidrêulicos, nos seus princípios é nas suas aplicações. Não foi intenção do autor ao publicar o presente livro, proporcionar uma matéria de ensino, de carácter didático e pedagógico, relativo a Sistemas Hidráulicos e suas aplicações, longe disso, mas. sim procurar implantar o estudo desta matéria nos mais diferentes campos das tecnologias de utilização, através de uma cuidadosa leitura pela via expestmental, a fim de poderem os estudantes, no seu interesse, coordenar ídeios, e através delas adeuiirem uma sólida formação técnica, que os poderá ajudar a uma interpretação desta ciência, numa tecnologia de ponta, a adquirir neste fipo de especialidade, e Inovar uma série de soluções, de acordo com as suas capacidades de planecr. neste campo da engenheria, com as mais diferentes aiplicações dos conhecimentos adquiridos. Diga-se que o autor estabeleceu ao escrever este livro, um pré-requisito, para compreensão desta matéria, o da preparação dos estudantes, numa linguagem técnica, acessivel, e de carácter descritivo. Este primeiro volume, poderá preencher uma lacuna importante no campo dos Sistemas Hidráulicos, e poderá abrir as portas à elaboração de um programa no domínio da engenharia mecénica. principalmente dirigido à elaboração de material disciplinar, de modo a que os estudantes, em cursos superiores, possam observar as mais diferentes tecnologias utilizados nesta ciência, e que encontram neste livro as verdadeiras respostas és suas dúvidas, objectivamente, pelo texto e pelas figuras que o ilustram, ao nível da compreensão. A formação profissional dos técnicos é cada vez mais dificil, dada a exiguidade dos conhecimentos adquiridos, de acordo com a falta de informação. sendo este facto mais relevante em estudantes de engenharia. Gio escolherem as suas carreiras motivados pelo desejo de "criarem". O sucesso deste livro está no instinto de análise de quem o Iê, e de permitir a recolha do maior número de elementos indispensáveis, para que a resposta no seu primeiro problema possa ser objectiva. O autor não criou nada de novo, tudo o que está inserido neste livro, de corécter técnico ou prático, aprendeu com técnicos altamente especializados, nos estágios que efectuou nas mais diferentes unidades industriais, que frequentou. Dicididamente, a fonte de riqueza dos conhecimentos adquiridos. permitiu-lhe « abordagem da informação técnica, implantando-a com uma visão geral, eriativa, possibilitando assim a formação a estudantes de engenharia, no campo dos Sistemas Hidráulicos. É de conhecimento geral, que as máquinas se alimentam de energia. O leitor terá oportunidade de adauirk um certo número de qualificações, se com a sua atenção e espirito de análise, utilizar o texto deste livro, como elemento de formação, que ihe permitirá uma longa lista de capacidades e atributos. com um espirito anoíítico, baseado numa necessidade de procura de conhecimentos e elementos, que são fonte de energia pera uma bos capacidade de anáiise e aprendizagem. O autor tem a certeza, que para a resolução de problemas de ecrácter analíico, é necessário possuir uma sólida base de qualificações de carácter técnico, Na introdução a este livro, e com base num principio axomáfico, que um problema tem que ser posto antes de poder ser resolvido, a metologia mocema adoptado. teve necessidade de identificar à introdução à Hidráulica, de um modo descritivo, com a identificação ilustrada dos orgãos que compõem euslquer circulto hicróulico. Por eutro lado, existem informações de carácter técnico, que identificam os diferentes orgãos que compõem os diferentes tipos de bombas hidráulicos, cilindros hidráuticos, bloco de válvulas, eto. Os Circuitos Hidráulicos, Principal e Auxiliar de um Sistema Hidráulico, devem ser definidos em termos de funcionamento, de acorio com as suas coracterísticas, através de esquemas referenciados. A exempliicação de um Circuito Hidráulico, deve fazer-se airavés de equipamentos, que os utilizem, nomeadamente as máquinas. OQ autor está certo, que o objectivo e q utilidade do presente livro são garante do seu sucesso. Finalizando, o autor pensa ter feito um trabalho válido de divulgação e anália. neste volume, e que caberá ser apreciado pelos técnicos, de acordo com as suas naturais exigências, cai mi ei md oi od cd mé ti od ci mi td mó o cê od vó mó a - Distribuição do fluido Figura 9 - Corte através dos careios Figura 10 - Vista em corte, mostrando o caudal do fluído dentro de uma bomba de secção simples Figura 11 .. - Vista em corte de uma bomba de secção dupla mostrando o fluído Figura 12... - Placas isoladoras ustdas nas bembas de cametos reversíveis Figura 13 - Distribuição da pressão de uma bomba reversível Flgura 14 - Distribuição de pressão Figura 15 - Plagas isoladoras nas bombas de earreto uni-direccional Figure 16 - Distribuição da alta pressão Figura Y7 - Flanges para as bombas uni direcciónais e reversíveis Figura 18 - Placa die pressão de uma bomba direcional Figura 19 Bombas de palhetas Bombas de êmbolo ou pistão .. Bombas de pistão [cabeça inclinável) .... vista em corte de uma bomba hidráulico de cabeça inclinávet Matores de caretos . Motores de pistão .. Averias nes bombas Aeração ou cevitação Desgaste abrasivo causado por perticules metélices Falta de óleo . Danas causados por objectos metálicos . instalação incorecta ... Cilindros hidráulicos Êmbolos hidráulico: 28 n 31 32 32 3 a 35 E 3 ag 4 42 42 “3 “4 EE = oe é ed é el od osimdi4iodiadioicdi=diõios iad cdiwd cia (o Tm E E [en cosa ns ce a e e oa .ccac]cuma| p-— r + po o 140 142 14,3 Té. 16.1 16.2 16,3 TM 16.5 16.51 16.6 167 18.1 182 19. Bloco de válvulas . Circuitos de bloco de válvulas Circuito paralelo "A” Circuito Tanden "B” Funcionamento do circuito Hamworthy ... Correto “D' Hamworthy Carreto "y" de compensação Correto “P' Hamworthy . válvulas de descarga principal válvulas de descarga auxiliares Creuito hidráulico principal... Circuito hidráulico auxiliar Generalidades: esquema de circuito hidráulico auxiliar .. Esquema circuito hidráulico auxihar. Escavadera hidráulica de rasto ... Avarias e soluções relativas co circuito hidráulico quodiiar Escavadores hidráulicas Corpo completo de uma escavadora hidráulica ee rasto Dimensões .. Componentes de uma escavadora hicróulica de rasto Esquema geométrico de abertura de valas por escavadoras hiciráulicas de rasto Perfil de abertura de uma vala por uma escavadora hidráulica de rasto Retroescavadora de braço curto Esquema de trabalho e cotas. Abre valais die limpeza de braço curto Esquema de trabalho e cotas . Operação de abertura de valas por uma escavadora hidráulica de rasto Factores reconhecidos Moatoniveladoras .. Ajustamento para obter o aleanee máximo da lâmina .. Posições de lâmina . Ajustamento dos torres Posição para amontoação Corpo completo de uma motoniveladora Afinação da cremalheira (círculo)... Empilhadores Generalidades .. Corpo Complete ee um Empilhador Mastro é Quadro Porta-Gartos Acessórios 47 48 4” 52 54 56 57 5 al ó3 7 72 72 73 74 75 76 77178 79 8 82/84 85/86 87 89/92 INTRODUÇÃO À HIDRAULICA A introdução aos sistomas hidrzuticos tem como fim auxitiar 04 técnicos, L ? com ou sem experiência, a comprrendes, de mancina perfeita, a constução e 04 principios de funcionamento dos componentes, bem como a sua Anter- | | acção num cixcuito completo. L 1. Sistema Hidriutico Base L | Antes de examinar os circuitos hidrâuticos individuais, E necessânio considerar o circuito etemento e compreender a razão para aplicação ea função dos componentes que constituem o cireuito. 7 O sistema hidrzutico 2 a aplicação de um gluldo sob pressão para t obter movimento ou força, ou ambos, num ponto desejado, É um cincui- £o muito simples e é constituido pelos seguintes oxgãos: - Uteo L ? - Depósito - Bomba ] | - Cilândros hidnãuticos ou motor “- - Bloco de vitvulas L | - Filtro - Vátuuta de descarga principal N Se 11 1.3 Bteo E o primeiro e mais importante gluldo, o qual É contido num sia- tema de tubagem é usado para obter movimento e força. Podem ser utitizados diversos fluidos nos sistemas hidrqulicos que variam desde aq agua, dbens varios aib fluidos muito especi- ais. O gluido mais comum de todos E, sem duvida, o GLeo que deve sex neginado nos sistemas hidrâuticos. Deposito Deve haver um reserva deste Gteo, além da quantidade necessâria para encher a tubagem do sistema. Esta reserva de cleo deve estar contida num depósito ou neserva- tório o qual deve ter ôbeo suficiente para a operação total do dlstema e componentes e, atim disso, deve sex suficiente para manter « temperatura num vator de Limite aceitável. Não devemos esquecer que a negrigenação do dfeo & ou pode ser con- seguida atraves das paredes do deposito e, por este motivo, o de- pôsito deve ter, um tamanho adequado e estar constantemente ates- tado ao nivel conecto, Loto permite que o dteo passe para as paredes do deposito ponte do seu cator antes de ser necircutado. Deste modo, se o tamanho do depósito estiver reduzido ao minimo, pode sex necessâtio ga- zex passar o DLeo pox dispositivos extra de negrigeração agim de manter à temperatura num nivel aceitável, Bomba Paxa gazer o Gteo hidrâutico circular É necessârio impulsionã-Lo no circuito e, por vezes, tambêm & necessario pressurizar o ôteo. Para egectuar esta operação de uma mancina egiciante, deve nã ser instatado no sistema um orgão « que se dá o nome de bom- ba hidniutica. Esta bomba tem de ser accicnada a partir de uma fonte externa e o seu aecionamento devera ser geito pon um motor, geratmente dieser. mm mo im mm e e ia O e e e e ig o o a i A vetocidado & qual à bomba E accionada neguta a vefocidade a que o Lema gunciona, Deste modo, quanto mais napidamente a bomba gôr acctonada, mais na- pidamente o sistema junciona. Não esquecer que o fluxo afecta a vekocidade do sistema, A poségão da bomba em notação ao depósito É também muto importante, sendo a posição ideal da bomba, por debaixo do nível do ôteo no de- posito. Tato assegura o gotmecimento permanente de uma pressão de ôteo na admissão da bomba. Se houvesse falta de dLeo, isso daria oti gem a consequente danificação da bomba. Oxa, quando o ôLeo não enche temporariamente o espaço exiado dentro da bomba durante a notação, verigica-se sobrevetocidade da bomba de- vido & Gatta de Dteo, o que acetera o desgaste das peças moveis. Deve dizer-se que os modetos de bombas mais comuns ou corrente nos circuitos hidnauticos são às do tipos - earretos - palhetas, figuras que adianto descreveremos. Cilindros hidhauticos e Motores 0 Seo hidrâutico cincuta pelo cireulto sob a influência da bomba, Para transformar este fluxo em trabalho E necessânio converter o jlu- xo do fluido em movimento mecânico. Para tal, instatam-se no eincuito cilindros hidrmuticos ou motores hidrâuticos, ou ambos. Desta goma se obtem movimento Linear pelos cilindros hidrauticos e movimento no- ativo pelos motores. Vide giguna auxiliar siim r.T=—ãõ—sõlõmw cia] cw uw f om mo O E Po RR O Re a a ssa... aim: [e + 1.5 Bêoco de Valvulas Para se obter o movimento mecânico hã que controlar o fluxo do dLeo para dentro e para gora dos cilindros hidriuticos ou motores, o que. de consegue Anstatando um bloco de vatvutas no cincuito o que pet, te o dineccionamento de fluxo do Gleo de um componente para outro ou a sua inversão atravês de um componente individual. Vidê figura auvitiar Filtro Em qualquer sistema hidriutico hã sempre q possibitidade de sujida- de ou de presença de particutas metâticas no GLeo, devido ao desgas Xe normal das peças mbveis, Estas particulas, se deixadas no óleo, iriam rapidamente bloquear as condutas de Dfeo estreitas vu originar desgaste adicional por atrito, E, portanto, necessario retirar estas particulas, Para tal, Anconpora-se um giltro no circuito, Vide figura auxiliar: | 18 2. OLEO HIDRÁULICO Deve desempenhar certas funções vitais dentro do sistema e, pontan- to, deve conter as seguintes propriedades, quer naturatmente, quer pet£o uso de aditivos: al Capacidade de tubnigicação E a capacidade do ôteo para tubrigicar as pegas môveis dentro do sásfema, como por exemplo, as que se encontram em bombas, moto- nes, vãtuutas e cilindros hidhâuticos. b Resistência da Peticuta do Úteo E a resistência que tem a pelicuta do BLeo contra a rotura em condições de pressão extremas, Particutarnmente, nas bombas há- dráuticas existem supengicies de contacto de meta? com metal que estão sujeitas a altas pressies e, como É obuio, no caso de noiy na da pelleuta do Gteo existentes entre estas supergicios,o des- gaste das mesmas zoxã Lugar de mancixa rápida com a possivel gr pagem da bomba, e] Viscosidade Connecta E a capacidade que tem o Geo para minimizar dernames e fugas pa na assegura um suxo facil a volta do circuito. 46 valvulas utilizadas nos sistemas hidniuticos são maquinadas se gundo totenâncias muito estreitas, tanto assim que à utiLização de vedantos noxmais E impraticâvel e, portanto, a viscosidade do óleo propriamente dito é utitizada como um vedante. Um GLeo demasiado espesso não cireutaria facilmente no circuito €, deste modo, setia necessâria mais potência da bomba; por outho tado, se o oleo fôr demasiado fluido, dã origem a probtemas ne- suttantes de possíveis gugas, as quais seriam agravadas com o au- mento da temperatura do oLeo. e oo e) cds qi é ol mi um mé cia cuia iq 
