Conceito Básico de Cilindro Hidráulico

O conceito intuitivo de um circuito hidráulico com um cilindro e um motor consiste em transformar o torque e rotação do motor (bomba) em pressão vazão hidráulica que é posteriormente transformada de volta em torque e velocidade do cilindro. A razão principa para conversão em energia hidráulica é pela conveniência de transferir energia para uma localidade. O fluido pressurizado flui facilmente por caminhos irregulares chegando ao ponto onde é convertido de volta em torque e velocidade.

Considere as setas em azul um fluxo entregue a um cilindro hidráulico causando que este estenda. “A” é área da seção transversal do cilindro, esta mesma área entrega uma força “F” à haste do cilindro, que se move uma distância “X” (em mm por exemplo).

A) A distância “X” movida é relacionada ao volume de fluido entregue ao cilindro:

Onde:

x = distância (mm)

V = volume (mm3)

A = área (mm2)

B) A força está relacionada à pressão desenvolvida na extremidade do pistão (área “A”):

Onde:

F = força (N)

P = pressão (N/mm2)

A = área (mm2)

(N/mm2 também pode ser chamado de MPa (Mega Pascal))

C) Trabalho e Potência:

O trabalho do cilindro é realizar uma tarefa mecânica, como levantar, empurrar ou puxar algo.

Seja Trabalho (W) = Força x distância:

Onde:

P = pressão (N/mm2)

A = área (mm2)

V = volume (mm3)

A potência é uma medida da taxa na qual o trabalho está sendo realizado pelo sistema, ou seja, a rapidez com que a energia está sendo transferida. A potência é o trabalho sobre o tempo:

Onde:

P = pressão (N/mm2)

V = volume (mm3)

t =  tempo (s)

Se utilizarmos as seguintes unidades para esta fórmula:

P = pressão (N/m2)

V = volume (m3)

t =  tempo (s)

Obtêm-se: (N/m2) * (m3) / (s)  = N*m/s

Sendo desta forma N*m/s  o mesmo que 1 Watt, que é a unidade de potência do Sistema Internacional de Unidades (SI). É equivalente a um joule por segundo.

Fontes:

-Cundiff,S. FLUID POWER CIRCUITS and CONTROLS: Fundamentals and Applications. Virginia USA: Virginia Polytechnic Institute and State University Blacksburg, 2002.

Deixe um comentário

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *