ESTUDO DA DIN MICA DE ATUADORES HIDR ULICOS COM ATRITO N O LINEAR

ESTUDO DA DINÂMICA DE ATUADORES
HIDRÁULICOS COM ATRITO NÃO LINEAR

Guilherme Canarin
Marcellino
Ryelfi Krás Borges Sessim

O ESTUDO

• Dinâmica de atuadores óleo-hidráulicos com atrito não linear; • Validação do modelo matemático computacional previsto em uma bancada experimental;
• Aplicação: modelagem e controle de máquinas que utilizam sistemas de princípio óleo-hidráulico;

ATUADORES HIDRÁULICOS

• Converter a energia de trabalho em energia mecânica;
• Basicamente Rotativos ou Lineares;
• Simples efeito ou duplo efeito;
• Excelente relação Torque/Dimensão;
• Resposta rápida aos comandos de partida, parada ou inversões de velocidade, sem danos às partes mecânicas;

ATUADORES HIDRÁULICOS

ATRITO

• Força de contato que atua sempre que dois corpos entram

em choque e há tendência ao movimento;
• Depende da componente vertical da força de contato (força normal); • Entre superfícies: Atrito Estático e Dinâmico;
• Uma das principais não linearidades que perturbam o desempenho dos atuadores hidráulicos;

FATORES QUE INFLUENCIAM ATRITO

• Estado de lubrificação da face comum das superfícies;
• Temperatura do sistema;
• Direção do movimento;
• Velocidade do êmbolo;
• Pressões internas das câmaras do cilindro;
• Estado do movimento;

O SISTEMA HIDRÁULICO ADOTADO

O SISTEMA HIDRÁULICO ADOTADO

• Válvula direcional proporcional tipo carretel (spool) de 4 vias, acionada eletricamente por solenoide;
• Cilindro hidráulico de haste dupla (haste passante);
• Demais componentes “padrão” (Conexões e Tubulações, instrumentos...). MODELAGEM MATEMÁTICA

MODELAGEM MATEMÁTICA

RESULTADOS
Parâmetros do Atuador Hidráulico
Parâmetros
ps pr Valor
25×105
1×105

Unidade
Pa
Pa

ks

3.97×10

m /s /V /Pa

V10
V20
A β M g ymáx ymin 2.61×10−4
1.07×10−4
1.6493×10−3
109
150
9.81
0.2
− 0.2

m³ m³ m²
N/m²
kg m/s² m m −8

Parâmetros do Atrito
Parâmetros
Fc

Valor
1055

Unidade
N

Fs

1361

N

σ²

2900

N ⋅s / m

y’s

0.0168

m/s

σ0

2.1×107

N ⋅s

σ1

800

N ⋅s / m

2