Saiba comocilindros hidráulicostrabalhe, explore os principais projetos e encontre a solução certa para o seu sistema
Os cilindros hidráulicos, também chamados de “aríetes hidráulicos”, obtêm energia do fluido hidráulico pressurizado, geralmente óleo hidráulico. Eles são constituídos por um cilindro, dentro do qual um pistão conectado a uma haste se move para frente e para trás. O cano é fechado em ambas as extremidades: uma extremidade é a parte inferior do cilindro (também conhecida como extremidade da tampa) e a outra é a cabeça do cilindro, de onde sai a haste do pistão. O pistão possui anéis deslizantes e vedações e divide o interior do cilindro em duas câmaras - a câmara inferior (extremidade da tampa) e a câmara lateral da haste do pistão (extremidade da haste). A pressão hidráulica atua sobre o pistão para produzir trabalho e movimento linear.
Flanges, munhões e/ou manilhas são fixados ao corpo do cilindro. A haste do pistão também possui peças de montagem para conectar o cilindro hidráulico ao objeto ou componente da máquina que ele empurra.
Um cilindro hidráulico é o atuador, ou “motor”, parte de um sistema hidráulico – às vezes chamado de “músculos” – que facilita levantar, abaixar, mover ou “travar” cargas pesadas. A parte “geradora” do sistema é a bomba hidráulica, que envia um fluxo fixo ou regulado de óleo para a parte inferior do cilindro para mover a haste do pistão para cima. O pistão empurra o óleo hidráulico da outra câmara de volta ao reservatório. Se assumirmos que a pressão do óleo na câmara da haste do pistão é quase zero, a força na haste do pistão é igual à pressão no cilindro hidráulico multiplicada pela área do pistão (F=PA).
O pistão se move para baixo quando o óleo é bombeado para a câmara lateral da haste do pistão, e o óleo hidráulico da área do pistão flui de volta para o reservatório sem pressão. A pressão na câmara da área da haste do pistão é (Força de tração) dividida por (Área do pistão – Área da haste do pistão).
Também conhecidos como ‘macacos hidráulicos’ ou ‘atuadores’, os cilindros hidráulicos transformam a energia do fluido em energia mecânica. Ao contrário dos motores hidráulicos, que produzem movimento rotativo, os cilindros hidráulicos realizam movimento linear (translatório) – por isso também são chamados de “motores lineares”.
Utilizados em altas pressões, os cilindros hidráulicos geram grandes forças e movimentos precisos. É por isso que são feitos de materiais fortes como o aço, que podem resistir às grandes forças envolvidas.
Existem dois tipos principais de construção de cilindros hidráulicos usados na indústria: tirantes e cilindros de corpo soldado. Outros projetos de cilindros comuns incluem cilindros hidráulicos telescópicos, de êmbolo, diferenciais, de refasagem, de ação simples e de dupla ação.
A maioria dos cilindros hidráulicos são de dupla ação: óleo pressurizado pode ser aplicado em qualquer lado do pistão para permitir o movimento em ambas as direções. Cilindros de ação simples às vezes são usados quando o peso da carga é usado para retornar o cilindro à sua posição fechada.
Os cilindros hidráulicos oferecem mais flexibilidade em design e estrutura ao transferir força entre dois pontos diferentes. Cilindros de diferentes tamanhos permitem criar um sistema que pode puxar, empurrar e levantar pesos. Curvas e cantos podem ser incluídos no projeto do sistema, o que é útil se houver restrições de espaço.
No entanto, os cilindros hidráulicos só devem ser usados para empurrar e puxar linearmente. Nenhum momento fletor ou carga lateral deve ser transferido para a haste do pistão ou para o cilindro. Por esta razão, idealmente, um cilindro deve ser conectado usando uma única manilha com um rolamento autocompensador de esferas. Isso permite que o cilindro se mova e se ajuste a qualquer desalinhamento entre ele e a carga que está empurrando.
O comprimento total de um cilindro hidráulico é a soma do curso, da espessura do pistão, da espessura do fundo e da cabeça e do comprimento das conexões. Muitas vezes, esse comprimento não cabe na máquina. Nesses casos, a haste do pistão também é usada como cilindro do pistão e uma segunda haste do pistão é adicionada.
Estes são chamados de cilindros hidráulicos telescópicos. Se um cilindro de haste normal for de estágio único, os cilindros telescópicos são unidades de vários estágios com 2, 3, 4, 5 ou até 6 estágios. Em geral, os cilindros hidráulicos telescópicos são muito mais caros que os cilindros normais. A maioria dos cilindros telescópicos são de ação simples (somente de pressão). Os cilindros telescópicos de dupla ação devem ser especialmente projetados e fabricados. Você pode encontrar mais informações técnicas na seção “COMO FUNCIONAM OS CILINDROS” abaixo.
Os cilindros hidráulicos tipo tirante usam hastes de aço roscadas de alta resistência para segurar as duas tampas das extremidades no cilindro do cilindro. Este método de construção é mais comumente visto em aplicações de fábricas industriais. Cilindros de furo pequeno geralmente têm 4 tirantes, enquanto cilindros de furo grande podem precisar de até 16 ou 20 tirantes para manter as tampas no lugar sob as enormes forças produzidas.
A National Fluid Power Association (NFPA) padronizou as dimensões dos cilindros de tirantes hidráulicos. Isto significa que cilindros de diferentes fabricantes podem ser trocados nas mesmas montagens. Os cilindros tipo tirante podem ser completamente desmontados para manutenção e reparo.
Podemos fornecer cilindros hidráulicos padrão e personalizados, incluindo cilindros hidráulicos de tirante, para atender à sua aplicação, requisitos e parâmetros operacionais específicos. Basta preencher nosso Formulário de projeto de cilindro personalizado e um de nossos engenheiros hidráulicos entrará em contato com você rapidamente.
Os cilindros hidráulicos de corpo soldado não possuem tirantes. O cano é soldado diretamente nas tampas; as portas são soldadas ao cano; e a sobreposta da haste dianteira geralmente é rosqueada ou aparafusada ao cilindro do cilindro. Isto permite que o conjunto da haste do pistão e as vedações da haste sejam removidos para manutenção.
Os cilindros com corpo soldado têm várias vantagens em relação aos cilindros tipo tirante: eles têm um corpo mais estreito e geralmente um comprimento total mais curto, fazendo com que se encaixem melhor em espaços apertados de máquinas. Os cilindros soldados não falham devido ao estiramento do tirante em altas pressões e cursos longos. O design soldado também facilita a personalização. Recursos especiais – como portas especiais, montagens personalizadas e coletores de válvulas – podem ser facilmente adicionados ao corpo do cilindro. O corpo externo liso dos cilindros soldados também possibilita o projeto de cilindros telescópicos de vários estágios.
Os cilindros hidráulicos de corpo soldado são amplamente utilizados no mercado de equipamentos hidráulicos móveis, como equipamentos de construção (incluindo escavadeiras e tratores) e equipamentos de manuseio de materiais (empilhadeiras e portas elevatórias). Eles também são usados na indústria pesada, como guindastes, plataformas de petróleo e grandes veículos off-road na mineração acima do solo.
