O que é um cilindro hidráulico e como ele funciona?

Um cilindro hidráulico utiliza fluido pressurizado para gerar força e movimento em linha reta. Você pode encontrar esse dispositivo em muitas máquinas que precisam pressionar, puxar, empurrar ou levantar objetos pesados. Por exemplo, você vê pequenos cilindros hidráulicos Utilizados em empilhadeiras, escavadeiras e compactadores de lixo, esses cilindros também auxiliam no levantamento de edifícios, no processamento de alimentos e no controle de equipamentos agrícolas. São essenciais na construção civil, gestão de resíduos, mineração, metalurgia e agricultura.

Visão geral do cilindro hidráulico

Definição

Algumas pessoas chamam um cilindro hidráulico de atuador hidráulico. Este dispositivo gera força e movimento em linha reta utilizando fluido pressurizado.

• Um cilindro hidráulico é um atuador mecânico. Ele exerce força em uma direção com um único curso.

• Transforma energia hidráulica em movimento mecânico. Isso faz com que o cilindro se mova em linha reta.

• Você pode encontrar cilindros hidráulicos em máquinas como equipamentos de construção, ferramentas de fabricação, elevadores e projetos de engenharia civil.

Os cilindros hidráulicos são especiais porque podem gerar forças muito intensas.

• Esses cilindros geralmente operam com pressões de 1800 a 3000 psi. Alguns podem chegar a 5000 psi.

• A força resulta da multiplicação da pressão pela área interna do cilindro.

• Mesmo cilindros pequenos podem levantar ou empurrar objetos pesados. Por exemplo, um cilindro com diâmetro de 3 polegadas e pressão de 2200 psi pode mover cerca de 15.000 libras. Um cilindro com diâmetro de 5 polegadas pode mover cerca de 43.000 libras.

Dica: Utilize cilindros hidráulicos quando precisar de movimentos fortes e constantes em linha reta.

Propósito

A cilindro hidráulico de aço inoxidável Os cilindros hidráulicos transformam a energia do fluido hidráulico em força. Essa força move o pistão dentro do cilindro. O pistão, por sua vez, move a peça da máquina à qual está conectado. Os cilindros hidráulicos permitem controlar máquinas pesadas com movimentos suaves e precisos. Esses dispositivos são importantes em muitas máquinas porque oferecem alta força a um custo menor. São comuns em sistemas de automação industrial. Seu design robusto e simples facilita o uso. Os cilindros hidráulicos oferecem um baixo custo por unidade de força em comparação com atuadores elétricos.

Como funcionam os cilindros hidráulicos

Princípio

Um cilindro hidráulico transforma a pressão do fluido em movimento linear. Quando se coloca fluido pressurizado no cilindro, ele empurra um pistão. Essa força move o pistão para a frente. O pistão, por sua vez, move a peça da máquina a ele conectada. A força depende da pressão do fluido e do tamanho do pistão.

O princípio de Pascal afirma que a pressão se propaga por todo o fluido. A pressão é a mesma em ambos os pistões. Portanto, p1 é igual a p2. Como p2 é igual a F2 dividido por A2, obtemos (F1/A1 = F2/A2). Isso demonstra como a força e a área interagem em sistemas hidráulicos. Esse princípio funciona se os pistões estiverem nivelados e houver pouco atrito.

Esse princípio permite que cilindros hidráulicos levantem ou empurrem objetos pesados. Basta uma pequena quantidade de pressão do fluido. O movimento permanece suave e fácil de controlar.

Os cilindros hidráulicos possuem diferentes níveis de pressão. Aqui está uma tabela que mostra as faixas de pressão e usos mais comuns:

Etapas da operação

Você pode dividir o funcionamento de um cilindro hidráulico em etapas simples:

1. Inicie o sistemaLigue a bomba hidráulica. A bomba envia fluido pressurizado para o cilindro.

2. O fluido entra no cilindro.O fluido entra por um dos lados do cilindro. Isso faz com que a pressão empurre o pistão.

3. Movimentos do PistãoA pressão empurra o pistão para a frente. A haste do pistão sai e move a peça da máquina.

4. Controle a direçãoAs válvulas alteram o fluxo do fluido. Elas permitem que o pistão se expanda ou retraia.

5. RetrataçãoPara puxar o pistão de volta, o fluido se move para o outro lado. Às vezes, molas ou a gravidade ajudam a trazer o pistão de volta.

6. O ciclo se repeteVocê pode repetir esses passos quantas vezes forem necessárias para o seu trabalho.

Segue abaixo uma tabela que lista as peças importantes e suas funções quando o pistão retorna à posição inicial:

A cilindro hidráulico compacto utiliza esses degraus e peças para proporcionar um movimento firme e firme. Você pode confiar neste sistema para trabalhos pesados, como levantar ou empurrar objetos pesados.

Componentes do cilindro hidráulico

Barril

O cilindro hidráulico é o corpo principal do cilindro. É nessa peça que o fluido pressurizado é armazenado e que o pistão se move. Os fabricantes utilizam materiais resistentes para os cilindros, capazes de suportar alta pressão e desgaste. A maioria dos cilindros é feita de aço-liga de alta resistência ou aço-carbono. Esses materiais conferem ao cilindro robustez e aumentam sua durabilidade. Alguns cilindros possuem revestimento de cromo ou superfície brunida para reduzir o atrito e evitar a corrosão.

O material do cano é importante para a durabilidade. Aqui está uma tabela mostrando as opções mais comuns:

Pistão e biela

O pistão fica dentro do cilindro e se move quando o fluido o empurra. A haste se conecta ao pistão e se projeta para fora do cilindro. Você usa a haste para mover ou levantar objetos. O pistão cria força, e a haste transmite essa força para o exterior.

• O pistão utiliza vedações para impedir que o fluido vaze por ele.

• A haste deve ser forte e lisa para evitar entortamento e reduzir o desgaste.

A maioria das varas utiliza aço carbono, como C45 ou 40Cr, para maior resistência e economia. O aço inoxidável é uma boa opção se você precisa de resistência à corrosão.

Focas

As vedações mantêm o fluido hidráulico dentro do cilindro e impedem a entrada de sujeira. É necessário ter boas vedações para manter a pressão estável e evitar vazamentos. As vedações devem suportar alta pressão e variações de temperatura. Existem diferentes tipos de vedações para diferentes aplicações:

• Selos de limpadorLimpe a haste enquanto ela se move, feita de poliuretano resistente.

• Selos estáticos: Permanecer no lugar, feito de borracha ou metal, resistir a alta pressão.

• Selos rotativosTrabalhar com peças giratórias, feitas de borracha ou PTFE.

As vedações protegem o interior do cilindro e ajudam a prolongar sua vida útil.

Tampas de extremidade

As tampas de extremidade vedam ambas as extremidades do cilindro. Elas são essenciais para evitar vazamentos de fluido. Além disso, guiam a haste do pistão e mantêm tudo no lugar, contribuindo para a resistência do cilindro sob cargas pesadas.

• As tampas de vedação selam o cilindro e mantêm a pressão interna.

• Eles dão suporte à haste e ao pistão, garantindo que se movam em linha reta.

• As tampas das extremidades geralmente têm portas para entrada ou saída de fluido.

As tampas de extremidade adicionam resistência e ajudam o cilindro hidráulico a funcionar com segurança e confiabilidade.

Tipos de cilindros hidráulicos

Ação simples

Os cilindros de ação simples empurram ou levantam em um único sentido. O fluido hidráulico move a haste do pistão para fora. A haste retorna à posição original por meio de uma mola ou pelo peso da carga. Apenas uma porta permite a entrada do fluido. Isso torna os cilindros de ação simples e fáceis de consertar.

Cilindros de ação simples são os mais indicados quando não é necessário fazer força ao puxar.

Segue abaixo uma tabela comparativa entre cilindros de ação simples e outros tipos:

Você vê cilindros de ação simples na construção, mineração, fabricação de coisas, agricultura e carros.

Dupla ação

Os cilindros de dupla ação movem-se nos dois sentidos. O fluido hidráulico empurra a haste do pistão para fora e a puxa de volta. É possível empurrar e puxar com a mesma força. Esses cilindros movem-se mais rápido e com maior precisão.

• Você controla tanto a entrada quanto a saída da vara.

• Cilindros de dupla ação trabalham mais rápido que os de simples ação.

Cilindros de dupla ação são usados ​​na construção, agricultura, fabricação de coisas, movimentação de coisas, navios e elevação de materiais.

Telescópico

Cilindros telescópicos também são chamados de cilindros de múltiplos estágios. Eles proporcionam um longo curso a partir de um tamanho inicial pequeno. Esses cilindros possuem tubos internos. Cada tubo, ou estágio, se estende um após o outro. O tubo maior se move primeiro, seguido pelo próximo, até que todos estejam estendidos. Na retração, o tubo menor se retrai primeiro.

Cilindros telescópicos são ótimos porque proporcionam um curso longo a partir de um tamanho inicial pequeno.

Cilindros telescópicos podem ser encontrados em caminhões basculantes, guindastes, furadeiras, máquinas de coleta de lixo e ferramentas agrícolas. Eles ajudam a levantar ou inclinar objetos pesados ​​em espaços apertados.

Tirante e soldado

Cilindros com tirantes e cilindros soldados são construídos de maneiras diferentes. Os cilindros com tirantes utilizam parafusos longos, chamados tirantes, para mantê-los unidos. Nos cilindros soldados, o corpo do cilindro é unido às tampas das extremidades por soldagem.

1. Os cilindros de ligação possuem parafusos que percorrem o tubo.

2. Os cilindros soldados têm o corpo soldado às duas tampas laterais.

Use cilindros soldados para trabalhos de alta pressão. Eles duram mais e funcionam bem em locais difíceis. Cilindros com tirantes são mais fáceis de consertar e se adaptam a muitas máquinas comuns.

Usos do cilindro hidráulico

Construção

Cilindros hidráulicos são usados ​​na maioria dos canteiros de obras. Eles ajudam a levantar objetos pesados ​​e a mover terra. Máquinas grandes precisam de cilindros hidráulicos para funcionar. Escavadeiras movimentam seus braços graças aos cilindros hidráulicos. Guindastes os utilizam para elevar e abaixar suas lanças. Tratores de esteira, carregadeiras e caminhões basculantes também utilizam cilindros hidráulicos. Quando você precisa mover uma peça pesada suavemente, utiliza um cilindro hidráulico. Essa tecnologia ajuda a moldar terrenos e construir edifícios robustos.

Fabricação

Os cilindros hidráulicos tornam as máquinas mais rápidas e precisas nas fábricas. Cilindros hidráulicos inteligentes conseguem detectar quando precisam de manutenção.

• Você recebe feedback instantâneo sobre a posição do pistão. Isso ajuda a controlar melhor as máquinas.

• Você pode ajustar os movimentos para economizar material e produzir produtos melhores.

• Esses cilindros aproveitam bem a energia e ajudam a evitar avarias repentinas.

• Suas máquinas duram mais e funcionam melhor.

• Máquinas mais rápidas e precisas ajudam você a produzir mais coisas com melhor qualidade e menos paradas.

Dica: Cilindros hidráulicos inteligentes podem otimizar sua fábrica, fazendo com que cada movimento seja relevante.

Agricultura

Os agricultores utilizam cilindros hidráulicos para diversas tarefas na fazenda. Eles ajudam a controlar a água na irrigação e a ajustar a altura dos aspersores.

• Arados e cultivadores usam cilindros hidráulicos para definir a profundidade e o ângulo de trabalho.

• Semeadoras e plantadeiras utilizam cilindros hidráulicos para colocar sementes e fertilizantes no local correto.

• Você terá um melhor controle de suas ferramentas, o que resultará em colheitas melhores e menos desperdício.

Os agricultores confiam nos cilindros hidráulicos para o trabalho árduo do dia a dia. Você pode contar com eles para um trabalho preciso e constante no campo.

Os cilindros hidráulicos utilizam fluido pressurizado para gerar movimentos fortes e lineares. Esses dispositivos possuem componentes simples, sendo os principais o cilindro, o pistão, a haste, as vedações e as tampas. Existem diferentes tipos disponíveis, como cilindros de ação simples, de ação dupla, telescópicos, com tirantes ou soldados. Os cilindros hidráulicos são úteis em diversas áreas, e suas características os tornam adequados para muitas aplicações.

Conhecer os cilindros hidráulicos ajuda você a escolher a ferramenta certa. Se você quiser mais informações ou precisar de ajuda, fale com um especialista.