Pneumatica e hidraulica

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1. INTRODUÇÃO À PNEUMÁTICA E HIDRÁULICA

Os sistemas pneumáticos e hidráulicos, por natureza, constituem-se em uma forma de aplicação dos princípios da mecânica dos fluidos compressíveis e incompressíveis que embasam o desenvolvimento de componentes e circuitos. Os conceitos de automação e controle estão intimamente relacionados com a pneumática e a hidráulica, pois esta área tecnológicapossui dispositivos para atuação mecânica rotacional e translacional para uma vastíssima gama de forças, torques, velocidades e rotações, ou seja, dispositivos capazes de atuar nesses tipos de sistemas.
As máquinas e os processos são projetados para cumprir objetivos diversos como produção de peças, embalagens de produtos, transporte entre estações de trabalho, etc. Esses objetivos são alcançados,principalmente, por meio de ações mecânicas que geram movimentos lineares ou rotativos.
A utilização da pneumática e hidráulica é bastante imensa não só na indústria. Na área móbil temos vários exemplos de aplicações, como na figura a seguir:

A figura abaixo representa os diversos campos de aplicação da pneumática e hidráulica:


A seleção da tecnologia para atuação depende de váriospontos, como custo, condições ambientais, confiabilidade, etc. A figura abaixo representa os domínios de utilização dos sistemas hidráulicos (H), conjuntos motor elétrico-fuso (M), pneumática (P) e motor de passo (S), em função da força e velocidade requeridos para uma determinada aplicação.

Os sistemas hidráulicos e pneumáticos são compostos de equipamentos tais como cilindros, motores,válvulas, chaves de fim de curso, sensores, relés, sinalizadores, microcontroladores, etc., inter-relacionados, a fim de que os atuadores (cilindros e motores) executem uma função pré-estabelecida, comandados pelos outros equipamentos descritos.
A pneumática e a hidráulica estão associadas com a geração, transmissão e controle de potências empregando fluidos pressurizados. A vasta gama de campos deaplicação da pneumática e da hidráulica, como direções e freios de automóveis, controles de aeronaves e mineração, demonstra que é muito difícil encontrar um produto manufaturado que não tenha sido afetado por elas em algum estágio de sua distribuição ou produção.

1.1 PRINCÍPIO DE PASCAL

O funcionamento dos sistemas hidráulicos e pneumáticos é fundamentalmente determinado pelas leis que regem ocomportamento dos fluidos confinados, tanto em movimento (variável ou constante) quanto em repouso. A base para a transmissão de energia através dos fluidos é o Princípio de Pascal, o qual estabelece que “se uma força externa for aplicada sobre uma parcela de área de um fluido confinado, a pressão decorrente será transmitida integralmente a todo o fluido e à área do recipiente que o contém”. Esseprincípio pode ser estendido para que sejam demonstradas a transmissão e a multiplicação de forças.

Sempre que esse circuito estiver em equilíbrio, ou seja, os êmbolos estiverem parados, a pressão estará igualmente distribuída em todo o fluido de modo que:

A lei de Pascal é válida quando o peso do próprio fluido é desconsiderado, o que é perfeitamente válido para a maioria dasaplicações em pneumática e hidráulica, e é aplicável para os fluidos compressíveis e incompressíveis desde que se aguarde tempo suficiente para que o equilíbrio da pressão em todo sistema seja atingido.

1.2 SISTEMAS PNEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS – VANTAGENS E LIMITAÇÕES

Pode-se fazer uma análise das características dos sistemas descritos, explicitando as vantagens e as limitações deles.

SistemasPneumáticos

As vantagens e limitações dos sistemas pneumáticos são decorrentes basicamente da compressibilidade e da baixa viscosidade do ar.

Vantagens:
- Matéria prima abundante e de baixo custo;
- Facilidade no transporte e armazenamento de energia;
- Não poluente;
- Resistente a ambientes hostis;
- Segurança;
- Boa velocidade dos atuadores; e
- Autoproteção contra sobrecargas....
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