Download - 05-Acionamentos - Circuito Hidráulico
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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
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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
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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
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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.