Mecatrônica livro

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Presidente da Rep??blica Lu?¡z In?ício Lula da Silva Ministro do Trabalho e Emprego Luiz Marinho Secret?írio de Pol?¡ticas P??blicas de Emprego – SPPE Rem?¡gio Todeschini Diretor do Departamento de Qualifica?º?úo Profissional – DQP Ant??nio Almerico Biondi Lima Coordenadora-Geral de Qualifica?º?úo Profissional – CGQUA Tatiana Scalco Silveira Coordenador-Geral de Certifica?º?úo e Orienta?º?úo Profissional – CGCOP Marcelo Alvares de Sousa Coordenador-Geral de Empreendedorismo Juvenil Misael Goyos de Oliveira

?® copyright 2006 – Minist?®rio do Trabalho e Emprego Secretaria de Pol?¡ticas P??blicas de Emprego – SPPE Departamento de Qualifica?º?úo DEQ Esplanada dos Minist?®rios, Bloco F, 3?? andar, Sala 306 CEP:70059-900 Bras?¡lia DF Telefones: (0XX61) 317-6239 / 317-6004 FAX: (0XX61) 224-7593 E-mail: qualificacao@mte.org.br

Tiragem: 500 exemplares (Venda Proibida) Elabora?º?úo, Edi?º?úo e Distribui?º?úo: CATALISA – Rede de Coopera?º?úo para Sustentabilidade S?úo Paulo – SP www.catalisa.org.br E-mail: catalisa@catalisa.org.br

Entidade Conveniada: Instituto Educa?º?úo e Pesquisa Data Brasil R. Moreira Cezar, 2715 – Sala 2B – Centro – Caxias do Sul – RS

Ficha Catalogr?ífica: Obs.: Os textos n?úo refletem necessariamente a posi?º?úo do Minist?®rio do Trabalho e Emprego

Qualifica?º?úo Profissional – Apostila Mecatr??nica ?À SP – Julho de 2006 ?À Este material did?ítico se destina ?á Qualifica?º?úo Profissional e n?úo ?á forma?º?úo T?®cnica.

1 ÔÇô INTRODU?ç?âO ?Ç MECATR?öNICA …………………………………………………….. 17

O que ?® Mecatr??nica …………………………………………………………………. 17

Tend?¬ncias de Mercado ……………………………………………………………… 19

Gest?úo de manufatura ……………………………………………………………….. 19

AFINANDO ALGUNS CONCEITOS ………………………………………………………. 20

do profissional de mecatr??nica ……………………………………………………… 22

do profissional de mecatr??nica? ……………………………………………………. 22

COMPET?èNCIAS SOCIAIS E PESSOAIS ………………………………………………… 22

Compet?¬ncias t?®cnicas ………………………………………………………………. 23

TECN?ôLOGO EM MECATR?öNICA ………………………………………………………. 23

T?ëCNICO EM MECATR?öNICA …………………………………………………………. 25

Olhando para o futuro ……………………………………………………………….. 26

A INFORMA?ç?âO FLUINDO ENTRE A AUTOMA?ç?âO E OS SISTEMAS CORPORATIVOS ………….. 27

2 ÔÇô TECNOLOGIA MEC?éNICA ……………………………………………………………… 28

Propriedades dos materiais ………………………………………………………….. 28

PROPRIEDADES F?ìSICAS …………………………………………………………….. 29

PROPRIEDADES QU?ìMICAS …………………………………………………………… 31

FUNDINDO METAIS …………………………………………………………………. 31

OBTEN?ç?âO DO FERRO GUSA …………………………………………………………. 32

USANDO O FORNO ………………………………………………………………….. 33

TRANSFORMANDO O FERRO-GUSA EM FERRO FUNDIDO …………………………………. 34

CLASSIFICANDO OS DIVERSOS TIPOS DE FERRO FUNDIDO ……………………………… 35

Fabrica?º?úo do a?ºo ……………………………………………………………………. 37

MELHORANDO AS PROPRIEDADES DO A?çO …………………………………………….. 40

COMO MELHORAR A RESIST?èNCIA DOS METAIS ……………………………………….. 42

CONHECENDO OS DIFERENTES TRATAMENTOS T?ëRMICOS ……………………………….. 44

O QUE S?âO TENS?òES INTERNAS? ……………………………………………………. 44

O QUE ?ë RECOZIMENTO PLENO? …………………………………………………….. 45

VANTAGENS DO TRATAMENTO T?ëRMICO DO A?çO ………………………………………. 46

CONHECENDO OS DIFERENTES TRATAMENTO TERMOQU?ìMICO …………………………… 49

CEMENTA?ç?âO ………………………………………………………………………. 50

Cobre …………………………………………………………………………………… 51

OBTENDO O COBRE …………………………………………………………………. 51

Bronze ………………………………………………………………………………….. 53

O Alum?¡nio ……………………………………………………………………………… 55

CONHECENDO AS LIGAS DE ALUM?ìNIO ……………………………………………….. 57

O Lat?úo …………………………………………………………………………………. 59

LIGAS DE COBRE E N?ìQUEL …………………………………………………………. 59

COMBATENDO A CORROS?âO …………………………………………………………. 60

METALIZA?ç?âO …………………………………………………………………………. 61

PINTURA …………………………………………………………………………… 61

Introdu?º?úo ?á hidr?íulica ………………………………………………………………. 62

DEFINI?ç?âO DE PRESS?âO …………………………………………………………….. 64

CONSERVA?ç?âO DE ENERGIA …………………………………………………………. 64

TRANSMISS?âO DE ENERGIA HIDR?üULICA ……………………………………………… 64

VANTAGENS DO ACIONAMENTO HIDR?üULICO ………………………………………….. 65

?ôLEO HIDR?üULICO …………………………………………………………………. 65

PRESS?âO NUMA COLUNA DE FLUIDO ………………………………………………….. 66

A PRESS?âO ATMOSF?ëRICA ALIMENTA A BOMBA ………………………………………… 66

AS BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO CRIAM O FLUXO …………………………….. 67

COMO ?ë CRIADA A PRESS?âO …………………………………………………………. 67

FLUXOS PARALELOS …………………………………………………………………. 68

FLUXO DE S?ëRIE …………………………………………………………………… 68

QUEDA DE PRESS?âO ATRAV?ëS DE UMA RESTRI?ç?âO (ORIF?ìCIO) …………………………. 68

A PRESS?âO INDICA A CARGA DE TRABALHO ……………………………………………. 69

A FOR?çA ?ë PROPORCIONAL ?Ç PRESS?âO E ?Ç ?üREA ………………………………………. 69

CALCULANDO A ?üREA DO PIST?âO …………………………………………………….. 69

VELOCIDADE DE UM ATUADOR ………………………………………………………. 70

VELOCIDADE NA TUBULA?ç?âO ………………………………………………………… 70

PROCEDIMENTO PARA SE DETERMINAR AS DIMENS?òES DA TUBULA?ç?âO …………………… 71

TUBULA?ç?âO E SUAS ESPECIFICA?ç?òES ………………………………………………… 71

TRABALHO E ENERGIA ………………………………………………………………. 72

POT?èNCIA NUM SISTEMA HIDR?üULICO ……………………………………………….. 72

TORQUE …………………………………………………………………………… 73

PRINC?ìPIOS DE PRESS?âO ……………………………………………………………. 73

COMO ?ë CRIADA A PRESS?âO …………………………………………………………. 74

PRESS?âO ATMOSF?ëRICA ……………………………………………………………… 74

BAR?öMETRO DE MERC?ÜRIO ………………………………………………………….. 74

MEDINDO O V?üCUO ………………………………………………………………… 75

RESUMO DAS ESCALAS DE PRESS?âO E V?üCUO …………………………………………. 75

PRINC?ìPIOS DE FLUXO ………………………………………………………………. 75

COMO MEDIR O FLUXO ……………………………………………………………… 76

VAZ?âO E VELOCIDADE ………………………………………………………………. 76

FLUXO E QUEDA DE PRESS?âO ……………………………………………………….. 76

O FLUIDO PROCURA UM N?ìVEL ………………………………………………………. 76

FLUXO LAMINAR E TURBULENTO ……………………………………………………… 76

O PRINC?ìPIO DE BERNOULLI ………………………………………………………… 77

SIMBOLOGIA HIDR?üULICA …………………………………………………………… 77

SELE?ç?âO DE FLUIDOS ………………………………………………………………. 79

?ôLEOS MINERAIS …………………………………………………………………… 79

FLUIDOS DE BASE SINT?ëTICA ……………………………………………………….. 79

REQUISITOS DE QUALIDADE …………………………………………………………. 80

SELE?ç?âO DE UM FLUIDO HIDR?üULICO ………………………………………………… 81

PESO ESPEC?ìFICO ………………………………………………………………….. 81

VISCOSIDADE ……………………………………………………………………… 81

VISCOS?ìMETRO UNIVERSAL SAYBOLT ………………………………………………… 82

PROBLEMAS DE VISCOSIDADE ……………………………………………………….. 84

?ìNDICE DE VISCOSIDADE ……………………………………………………………. 84

VALOR LUBRIFICANTE ………………………………………………………………. 85

PONTO M?ìNIMO DE FLUIDEZ ………………………………………………………… 85

OXIDA?ç?âO E CONTAMINA?ç?âO ………………………………………………………… 85

CONTROLES DE FLUXO ……………………………………………………………… 86

TIPOS DE CONTROLES DE FLUXO …………………………………………………….. 86

CONTROLES DE PRESS?âO ……………………………………………………………. 89

V?üLVULA DE ALIVIO DE PRESS?âO HIDR?üULICA ………………………………………… 89

V?üLVULA REDUTORA DE PRESS?âO …………………………………………………….. 91

V?üLVULAS DE SEQ?£?èNCIA …………………………………………………………… 92

ACUMULADORES ……………………………………………………………………. 93

ACUMULADORES HIDR?üULICOS ………………………………………………………. 94

TIPOS DE ACUMULADORES …………………………………………………………… 94

ACUMULADOR DE GRAVIDADE OU DE PESO ……………………………………………. 95

ACUMULADOR DE MOLA ……………………………………………………………… 95

ACUMULADOR A G?üS OU A AR ……………………………………………………….. 96

ACUMULADOR SEM SEPARADOR ………………………………………………………. 96

ACUMULADOR COM PIST?âO SEPARADOR ……………………………………………….. 97

ACUMULADOR COM ELEMENTO SEPARADOR DE DIAFRAGMA ………………………………. 98

ACUMULADOR DE BEXIGA ……………………………………………………………. 98

FILTRO DE ENTRADA OU DE RESERVAT?ôRIO …………………………………………… 99

4 – PNEUM?üTICA …………………………………………………………………………… 100

Introdu?º?úo ?á Pneum?ítica …………………………………………………………… 100

DESENVOLVIMENTO DA T?ëCNICA DO AR COMPRIMIDO …………………………………. 101

LIMITA?ç?òES DA PNEUM?üTICA ………………………………………………………. 103

RELA?ç?âO CUSTO/BENEF?ìCIO ……………………………………………………….. 103

UNIDADE DE MEDIDA E FUNDAMENTOS F?ìSICOS ……………………………………… 106

PREPARA?ç?âO DO AR COMPRIMIDO …………………………………………………… 106

CILINDROS DE A?ç?âO DUPLA COM EXECU?ç?âO ESPECIAL ………………………………. 113

C?üLCULOS DOS CILINDROS …………………………………………………………. 118

CONSUMO DE AR DO CILINDRO …………………………………………………….. 120

CONEX?òES DO CILINDRO ………………………………………………………….. 121

V?üLVULAS DE COMANDO – DIMENSIONAMENTO ……………………………………… 122

Circuitos Pneum?íticos e Hidr?íulicos ………………………………………………. 127

CONCEITO ………………………………………………………………………… 127

Caso de automa?º?úo n??. 1 …………………………………………………………… 129

Caso de automa?º?úo n??. 2 …………………………………………………………… 131

Simbologia pneum?ítica b?ísica ……………………………………………………… 133

5 – ELETRICIDADE B?üSICA ……………………………………………………………… 134

Atom?¡stica …………………………………………………………………………….. 134

MOL?ëCULAS E LIGA?ç?òES QU?ìMICAS ………………………………………………… 134

ESTRUTURA DOS ?üTOMOS ………………………………………………………….. 135

EL?ëTRONS, PR?ôTONS, N?èUTRONS, CARGAS EL?ëTRICAS ………………………………… 135

ESTABILIDADE DOS ?üTOMOS ……………………………………………………….. 136

EL?ëTRONS DE VAL?èNCIA, ?ìONS ……………………………………………………… 136

LIGA?ç?âO I?öNICA ………………………………………………………………….. 137

LIGA?ç?âO AT?öMICA (LIGA?ç?âO COVALENTE) …………………………………………… 137

LIGA?ç?âO MET?üLICA ………………………………………………………………… 137

PADR?òES EL?ëTRICOS E CONVEN?ç?òES ………………………………………………… 138

PREFIXOS M?ëTRICOS ……………………………………………………………….. 139

CARGAS EL?ëTRICAS ………………………………………………………………… 140

TENS?âO EL?ëTRICA – LEI DE COULOMB ……………………………………………… 140

LINHAS DE FOR?çA DO CAMPO EL?ëTRICO E FORMAS DO CAMPO ………………………… 141

SEPARA?ç?âO DAS CARGAS E TENS?âO EL?ëTRICA ………………………………………… 141

PRODU?ç?âO DE TENS?âO EL?ëTRICA ……………………………………………………. 142

TENS?âO NORMALIZADA …………………………………………………………….. 143

UNIDADE E S?ìMBOLO DA TENS?âO EL?ëTRICA ………………………………………….. 143

TIPOS DE TENS?òES EL?ëTRICAS ……………………………………………………… 143

MEDIDA DE TENS?âO EL?ëTRICA ……………………………………………………… 144

A CORRENTE EL?ëTRICA …………………………………………………………….. 144

LEIS B?üSICAS DA CORRENTE EL?ëTRICA CONT?ìNUA ……………………………………. 145

UNIDADE E S?ìMBOLO DA CORRENTE EL?ëTRICA ……………………………………….. 145

TIPOS DE CORRENTE EL?ëTRICA ……………………………………………………… 146

PERIGOS DA CORRENTE EL?ëTRICA …………………………………………………… 146

CONDUTORES E ISOLANTES EL?ëTRICOS ……………………………………………… 147

CARGA EL?ëTRICA ………………………………………………………………….. 148

POTENCIAL EL?ëTRICO ……………………………………………………………… 151

CORRENTE EL?ëTRICA ………………………………………………………………. 152

POT?èNCIA E ENERGIA EL?ëTRICA …………………………………………………….. 155

RESISTORES E C?ôDIGOS DE CORES …………………………………………………. 155

LEIS DE OHM …………………………………………………………………….. 160

POT?èNCIA EL?ëTRICA ……………………………………………………………….. 162

LEI DE KIRCHHOFF ………………………………………………………………… 162

Circuitos el?®tricos ……………………………………………………………………. 163

CIRCUITOS EL?ëTRICOS B?üSICOS ……………………………………………………. 163

TENS?âO EM CIRCUITO PARALELO ……………………………………………………. 166

RESIST?èNCIA EL?ëTRICA NO CIRCUITO EM PARALELO ………………………………….. 167

C?üLCULO DA RESIST?èNCIA EQUIVALENTE …………………………………………….. 167

VANTAGENS DO CIRCUITO EM PARALELO SOBRE O CIRCUITO EM S?ëRIE: ……………….. 168

CORRENTE EL?ëTRICA NO CIRCUITO EM PARALELO …………………………………….. 168

CIRCUITO EL?ëTRICO MISTO ………………………………………………………… 168

O FUTURO DA ELETRICIDADE ………………………………………………………. 170

6 ÔÇô ELETR?öNICA …………………………………………………………………………… 171

Eletr??nica Anal??gica e Digital ………………………………………………………. 172

Vantagens da eletr??nica digital ……………………………………………………. 174

CONVERS?âO DE BASE BIN?üRIA PARA A BASE DECIMAL ………………………………… 175

?üLGEBRA BOOLEANA ……………………………………………………………….. 176

CIRCUITOS COMBINACIONAIS ……………………………………………………… 179

Circuitos Seq??enciais ……………………………………………………………….. 187

Conversores Digitais/Anal??gicos e Anal??gicos/Digitais …………………………. 192

CONVERS?âO DIGITAL/ANAL?ôGICA PARA SEQ?£?èNCIA DE BYTES. ……………………….. 192

PORTAS L?ôGICAS ………………………………………………………………….. 200

7 ÔÇô MICROCONTROLADORES E MICROPROCESSADORES ………………………… 202

Microcontroladores …………………………………………………………………… 202

SOFTWARE ………………………………………………………………………… 204

HARDWARE ……………………………………………………………………….. 205

No?º?Áes de computador ……………………………………………………………… 205

MEM?ôRIA ……………………………………………………………………………… 207

Dispositivos de entrada e sa?¡da ……………………………………………………. 208

SISTEMAS B?üSICOS DE UM MICROPROCESSADOR ……………………………………… 209

L?ôGICA DE PROGRAMA?ç?âO …………………………………………………………. 210

PROGRAMAS ……………………………………………………………………….. 211

O que ?® um diagrama de blocos? ………………………………………………….. 214

SIMBOLOGIA ………………………………………………………………………. 214

Constantes, vari?íveis e tipos de dados. …………………………………………. 215

CONSTANTES ……………………………………………………………………… 215

VARI?üVEIS ……………………………………………………………………….. 216

ESTRUTURA DE DECIS?âO E REPETI?ç?âO ………………………………………………. 220

Arquivos de dados …………………………………………………………………… 226

CONCEITOS B?üSICOS ………………………………………………………………. 226

MACRO-FLUXO …………………………………………………………………….. 229

SIMBOLOGIA ………………………………………………………………………. 231

LINGUAGEM C …………………………………………………………………………. 232

FUNDAMENTOS DA LINGUAGEM C …………………………………………………… 232

LINGUAGENS DE PROGRAMA?ç?âO …………………………………………………….. 232

LINGUAGENS DE BAIXO E ALTO N?ìVEL ………………………………………………. 233

LINGUAGEM C ……………………………………………………………………. 234

HIST?ôRICO ……………………………………………………………………….. 235

CONJUNTO DE CARACTERES …………………………………………………………. 235

DIRETIVAS DE COMPILA?ç?âO ………………………………………………………… 236

9 – REDE DE COMUNICA?ç?âO ……………………………………………………………. 238

Evolu?º?úo dos sistemas de computa?º?úo …………………………………………… 238

Evolu?º?úo das arquiteturas ………………………………………………………….. 240

Redes de computadores …………………………………………………………….. 243

Par?ómetros de compara?º?úo ………………………………………………………… 244

CUSTO …………………………………………………………………………… 245

RETARDO DE TRANSFER?èNCIA ………………………………………………………. 245

DESEMPENHO ……………………………………………………………………… 246

CONFIABILIDADE ………………………………………………………………….. 246

MODULARIDADE …………………………………………………………………… 247

COMPATIBILIDADE …………………………………………………………………. 247

SENSIBILIDADE TECNOL?ôGICA ……………………………………………………… 248

10 ÔÇô ROB?ôTICA ……………………………………………………………………………. 249

CONCEITOS BASICOS DE UM ROB?ö ……………………………………………….. 249

SENSORIAMENTO E PROGRAMA?ç?âO …………………………………………………… 250

CLASSIFICA?ç?âO ……………………………………………………………………. 251

REGI?âO DE TRABALHO DE UM ROB?ö …………………………………………………. 254

ACIONAMENTOS DE ROB?öS …………………………………………………………. 254

Programa?º?úo de rob??s industriais …………………………………………………. 256

PROGRAMA?ç?âO GESTUAL ……………………………………………………………. 256

PROGRAMA?ç?âO TEXTUAL ……………………………………………………………. 257

Gera?º?Áes de linguagens de programa?º?úo de rob??s ……………………………… 257

LINGUAGENS DE SEGUNDA GERA?ç?âO ………………………………………………… 258

ESTRUTURA DA LINGUAGEM DE PROGRAMA?ç?âO DE ROB?öS ……………………………… 258

CONSTANTES E VARI?üVEIS …………………………………………………………. 260

COMANDOS DE MOVIMENTO ………………………………………………………… 261

DEFINI?ç?òES DE PONTOS NO ESPA?çO DE TRABALHO …………………………………… 261

C?üLCULOS E OPERA?ç?òES ……………………………………………………………. 263

CONTROLE DO PROGRAMA ………………………………………………………….. 263

SUB-ROTINAS …………………………………………………………………….. 264

COMUNICA?ç?òES E PROCESSAMENTOS DE DADOS ……………………………………… 264

COOPERA?ç?âO DO ROB?ö COM EQUIPAMENTOS TECNOL?ôGICOS EXTERNOS ………………… 265

SENSORES: OS OLHOS DA MECATR?öNICA INDUSTRIAL* ………………………………. 269

11 – COMANDO NUM?ëRICO COMPUTADORIZADO ………………………………….. 272

Construindo um Sistema Inteligente ………………………………………………. 273

TECNOLOGIA CNC ………………………………………………………………… 274

A IHM (INTERFACE HOMEM M?üQUINA) …………………………………………….. 276

Controles flex?¡veis ……………………………………………………………………. 277

M?íquinas controladas numericamente ……………………………………………. 279

Trocadores de ferramentas …………………………………………………………. 281

CICLOS DE USINAGEM …………………………………………………………….. 282

PROGRAMA?ç?âO – LINGUAGEM ISO ………………………………………………….. 282

CNC MCS : INSTRU?ç?òES B?üSICAS DE PROGRAMA?ç?âO ………………………………. 285

PROGRAMA?ç?âO ISO (C?ôDIGOS G) …………………………………………………… 293

12 – CONTROLADORES L?ôGICOS PROGRAM?üVEIS ………………………………… 297

Fases hist??ricas ………………………………………………………………………. 297

Vantagens do uso de controladores l??gicos program?íveis …………………. 298

Funcionamento do CLP ……………………………………………………………… 299

ESTRUTURA INTERNA DO CLP ……………………………………………………… 300

M?ôDULOS OU INTERFACES DE ENTRADA ……………………………………………… 303

M?ôDULOS ESPECIAIS DE ENTRADA ………………………………………………….. 305

M?ôDULOS OU INTERFACES DE SA?ìDA ……………………………………………….. 305

Capacidade de um CLP ……………………………………………………………… 307

Linguagens de Programa?º?úo ……………………………………………………….. 307

STEP 5 …………………………………………………………………………… 307

INTERCAMBIALIDADE ENTRE REPRESENTA?ç?òES ………………………………………… 308

ESTRUTURA DA LINGUAGEM ………………………………………………………… 308

SISTEMA ÔÇ£BUSÔÇØ …………………………………………………………………… 308

EXECU?ç?âO DAS INSTRU?ç?òES ……………………………………………………….. 308

S?¡mbolos de linguagens de programa?º?úo …………………………………………. 309

LISTA DE INSTRU?ç?òES (AWL) OU (STL) ………………………………………….. 310

LISTA DE INSTRU?ç?òES (DIN) ……………………………………………………… 310

………………………………………………………………………………….. 310

DISPOSITIVOS DE PROGRAMA?ç?âO ……………………………………………………. 311

SOLU?ç?òES ATRAV?ëS DO CLP ……………………………………………………….. 311

PROGRAMAS DE CONTROLADORES PROGRAM?üVEIS ……………………………………… 311

SOFTWARE LADDER DIAGRAM ………………………………………………………. 312

ESTRUTURA DE UMA INSTRU?ç?âO LADDER ……………………………………………. 312

NO?ç?òES B?üSICAS DE REPRESENTA?ç?âO ……………………………………………….. 313

13 – DESENHO T?ëCNICO …………………………………………………………………. 316

ELABORANDO UM DESENHO T?ëCNICO ………………………………………………… 317

O QUE ?ë GEOMETRIA DESCRITIVA ………………………………………………….. 318

PROJE?ç?âO ORTOGONAL ……………………………………………………………… 318

O QUE ?ë CUBO DE REFER?èNCIA …………………………………………………….. 320

O QUE S?âO PROJE?ç?òES EM PERSPECTIVA? …………………………………………… 321

?éngulos ………………………………………………………………………………… 323

O QUE S?âO LINHAS ISOM?ëTRICAS? …………………………………………………. 324

O QUE S?âO EIXOS ISOM?ëTRICOS? ………………………………………………….. 325

CORTE TOTAL ……………………………………………………………………… 325

O QUE ?ë CORTE TOTAL …………………………………………………………….. 327

O QUE ?ë CORTE PARCIAL …………………………………………………………… 328

conhe?ºa as refer?¬ncias t?®cnicas mais importantes …………………………….. 329

FORMATOS DE PAPEL (Ref.: NBR 10068) …………………………………………. 331

LEGENDA (Ref.: NBR 10068) ………………………………………………………… 331

ESCALAS (Ref.: NBR 8196) ………………………………………………………… 333

LINHAS (Ref.: NBR 8403) ……………………………………………………………. 333

COTAGEM (Ref.: NBR 10.126/1987) ………………………………………………. 335

14 ÔÇô METROLOGIA E INSTRUMENTA?ç?âO …………………………………………….. 338

Um breve hist??rico das medidas …………………………………………………… 338

Padr?òes Ingleses …………………………………………………………………….. 341

Padr??es Brasileiros …………………………………………………………………… 341

M?ÜLTIPLOS E SUBM?ÜLTIPLOS DO METRO …………………………………………….. 342

Metrologia Cient?¡fica e Industrial ………………………………………………….. 344

ESTRUTURA INTERNACIONAL DA METROLOGIA CIENT?ìFICA ……………………………. 344

ACORDOS INTERNACIONAIS RELACIONADOS AOS PADR?òES DE MEDI?ç?âO …………………. 345

EQUIVAL?èNCIA INTERNACIONAL DE PADR?òES DE MEDI?ç?âO NACIONAIS …………………. 345

METROLOGIA LEGAL ……………………………………………………………….. 346

Instrumenta?º?úo ÔÇô aparelhos de medi?º?úo …………………………………………. 347

PAQU?ìMETRO ……………………………………………………………………… 348

PRINCIPAIS TIPOS E USOS …………………………………………………………. 349

PRINC?ìPIO DO N?öNIO ……………………………………………………………… 350

Micr??metro ……………………………………………………………………………. 352

PRINC?ìPIO DE FUNCIONAMENTO …………………………………………………….. 353

NOMENCLATURA …………………………………………………………………… 354

PRINCIPAIS USOS …………………………………………………………………. 355

Calibradores …………………………………………………………………………… 357

TIPOS DE CALIBRADOR …………………………………………………………….. 357

VERIFICADORES …………………………………………………………………… 360

DIMENS?òES ………………………………………………………………………. 361

C?üLCULO DA RESOLU?ç?âO …………………………………………………………… 364

LEITURA DO GONI?öMETRO …………………………………………………………. 365

O REL?ôGIO COMPARADOR …………………………………………………………… 365

REL?ôGIO COMPARADOR ELETR?öNICO …………………………………………………. 368

Mult?¡metro …………………………………………………………………………….. 368

Volt?¡metro ……………………………………………………………………………… 369

Amper?¡metro ………………………………………………………………………….. 369

Oscilosc??pio …………………………………………………………………………… 370

Rugosidade ……………………………………………………………………………. 371

CONCEITOS B?üSICOS ………………………………………………………………. 373

SUPERF?ìCIE GEOM?ëTRICA …………………………………………………………… 373

SUPERF?ìCIE REAL ………………………………………………………………….. 373

SUPERF?ìCIE EFETIVA ………………………………………………………………. 374

PERFIL GEOM?ëTRICO ……………………………………………………………….. 374

PERFIL REAL ………………………………………………………………………. 374

PERFIL EFETIVO …………………………………………………………………… 375

PERFIL DE RUGOSIDADE ……………………………………………………………. 375

COMPOSI?ç?âO DA SUPERF?ìCIE ……………………………………………………….. 375

CRIT?ëRIOS PARA AVALIAR A RUGOSIDADE ……………………………………………. 377

SISTEMAS DE MEDI?ç?âO DA RUGOSIDADE SUPERFICIAL ………………………………… 378

Controles Trigonom?®tricos ………………………………………………………….. 378

MEDI?ç?âO DE ENCAIXE RABO-DE-ANDORINHA ………………………………………… 380

Termos mais utilizados em Metrologia …………………………………………….. 383

SIGLAS …………………………………………………………………………. 386

15 ÔÇô ORGANIZA?ç?âO E NORMAS ………………………………………………………… 388

O que ?® Normaliza?º?úo ……………………………………………………………….. 388

Comit?¬s T?®cnicos de Normaliza?º?úo ……………………………………………….. 389

ABNT ……………………………………………………………………………. 389

SINMETRO ………………………………………………………………………… 390

Qualidade ……………………………………………………………………………… 393

A EVOLU?ç?âO DO CONCEITO DE QUALIDADE …………………………………………. 393

A NECESSIDADE DE PADRONIZA?ç?âO ………………………………………………… 394

A ISO ………………………………………………………………………………….. 395

A ISO S?ëRIE 9000 …………………………………………………………….. 395

OS ELEMENTOS DA ISO S?ëRIE 9000 ……………………………………………… 397

O SISTEMA DE DOCUMENTA?ç?âO ……………………………………………………. 398

OS BENEF?ìCIOS DA ISO 9000 ……………………………………………………. 402

MANUAL DA QUALIDADE ……………………………………………………………. 404

O Sistema KANBAN …………………………………………………………………… 405

O Sistema Just In Time* ……………………………………………………………. 409

FUNDAMENTOS E CARACTER?ìSTICAS …………………………………………………. 410

OBJETIVOS PRINCIPAIS DO JUST IN TIME …………………………………………. 410

EDUCA?ç?âO E TREINAMENTO ………………………………………………………… 411

O JIT E OS CUSTOS DE PRODU?ç?âO ……………………………………………….. 411

16 ÔÇô MANUTEN?ç?âO INDUSTRIAL ………………………………………………………. 414

A manuten?º?úo e a vida de uma m?íquina …………………………………………. 415

Hist??rico e evolu?º?úo da manuten?º?úo ……………………………………………… 415

CONSERVA?ç?âO OU MANUTEN?ç?âO? …………………………………………………… 415

Crit?®rios que valorizam a manuten?º?úo ……………………………………………. 416

A fun?º?úo manuten?º?úo ………………………………………………………………. 417

OS DIFERENTES SETORES QUE PRATICAM A MANUTEN?ç?âO …………………………….. 418

O t?®cnico de manuten?º?úo ………………………………………………………….. 418

ALGUMAS OBSERVA?ç?òES SOBRE A PROFISS?âO T?ëCNICO EM MANUTEN?ç?âO ……………….. 419

A manuten?º?úo corretiva …………………………………………………………….. 420

A?ç?òES DE MANUTEN?ç?âO CORRETIVA: …………………………………….. 420

DEFINI?ç?òES DE MANUTEN?ç?âO CORRETIVA ……………………………………………. 421

EVOLU?ç?âO DA MANUTEN?ç?âO CORRETIVA ……………………………………………… 422

manuten?º?úo preventiva …………………………………………………………….. 423

Evolu?º?úo do conceito de manuten?º?úo ……………………………………………. 425

Manuten?º?âo preventiva total (TPM) ……………………………………………… 426

MANUTEN?ç?âO AUT?öNOMA ………………………………………………………….. 427

EFEITOS DA TPM NA MELHORIA DOS RECURSOS HUMANOS …………………………… 428

Falhas em M?íquinas …………………………………………………………………. 429

ORIGEM DOS DANOS ………………………………………………………………. 429

AN?üLISE DE FALHAS EM M?üQUINAS …………………………………………………. 429

CARACTER?ìSTICAS GERAIS DOS DANOS E DEFEITOS ………………………………….. 430

Ferramentas de aperto e desaperto ………………………………………………. 431

FERRAMENTAS …………………………………………………………………….. 431

ALICATES …………………………………………………………………………. 435

Rolamentos ……………………………………………………………………………. 437

APLICA?ç?âO DE ROLAMENTOS ………………………………………………………… 438

COMO VERIFICAR AS CONDI?ç?òES DE UM ROLAMENTO …………………………………. 438

INSPE?ç?âO DE ROLAMENTOS EM M?üQUINAS …………………………………………… 440

PROCEDIMENTOS PARA DESMONTAGEM DE ROLAMENTOS ……………………………….. 441

Lubrifica?º?úo Industrial ………………………………………………………………. 442

Lubrificantes ………………………………………………………………………….. 443

CLASSIFICA?ç?âO DOS ?ôLEOS QUANTO ?Ç ORIGEM ………………………………………. 443

APLICA?ç?òES DOS ?ôLEOS ……………………………………………………………. 443

Graxas …………………………………………………………………………………. 445

TIPOS DE GRAXA ………………………………………………………………….. 445

Lubrificantes s??lidos …………………………………………………………………. 445

Aditivos ………………………………………………………………………………… 446

Lubrifica?º?úo de mancais de rolamento ……………………………………………. 447

LUBRIFICA?ç?âO COM GRAXA …………………………………………………………. 447

LUBRIFICA?ç?âO COM ?ôLEO ………………………………………………………….. 447

INTERVALOS DE LUBRIFICA?ç?âO ……………………………………………………… 447

LUBRIFICA?ç?âO DOS MANCAIS DOS MOTORES …………………………………………. 447

LUBRIFICA?ç?âO DE ENGRENAGENS FECHADAS …………………………………………. 447

LUBRIFICA?ç?âO DE ENGRENAGENS ABERTAS …………………………………………… 448

LUBRIFICA?ç?âO DE M?üQUINAS-FERRAMENTA …………………………………………… 448

Planejamento e Controle da Manuten?º?úo – P.C.M. ……………………………… 449

PLANEJAMENTO DO TRABALHO ………………………………………………………. 450

C?üLCULO DO SERVI?çO ……………………………………………………………… 450

PROGRAMA DOS SERVI?çOS ………………………………………………………….. 450

PLANEJAMENTO DE PESSOAL ………………………………………………………… 450

OR?çAMENTO ………………………………………………………………………. 451

DESEMPENHO ……………………………………………………………………… 451

FERRAMENTAS …………………………………………………………………….. 451

MATERIAIS E PE?çAS DE REPOSI?ç?âO …………………………………………………. 452

EQUIPAMENTOS, M?üQUINAS E INSTALA?ç?òES …………………………………………. 452

MANUTEN?ç?âO PREVENTIVA E DE ROTINA (MP E MR) ……………………………….. 452

MANUTEN?ç?âO CORRETIVA (MC) ………………………………………………….. 453

Comiss?úo executiva de pe?ºas de reposi?º?úo ……………………………………… 453

RESPONSABILIDADE E ATRIBUI?ç?òES DA COMISS?âO …………………………………… 454

OFICINAS DE MANUTEN?ç?âO ………………………………………………………… 454

MEMBROS EFETIVOS DA COMISS?âO EXECUTIVA ………………………………………. 455

PROCEDIMENTOS ………………………………………………………………….. 455

17 ÔÇô SEGURAN?çA NO TRABALHO ………………………………………………………. 456

O que ?® Seguran?ºa do Trabalho …………………………………………………… 456

Acidente no trabalho ………………………………………………………………… 458

Onde atua o profissional de Seguran?ºa do Trabalho ……………………………. 459

O QUE FAZ O PROFISSIONAL DE SEGURAN?çA DO TRABALHO …………………………… 459

Comiss?úo Interna de Preven?º?úo de Acidentes – CIPA ………………………….. 461

CAMPANHAS DE SEGURAN?çA ………………………………………………………… 462

Normas ………………………………………………………………………………… 464

18 – GEST?âO E QUALIDADE …………………………………………………………….. 466

A qualidade na empresa …………………………………………………………….. 466

BUSCANDO MELHORIA DE PRODUTIVIDADE E EXCEL?èNCIA ……………………………… 466

Gest?úo pela qualidade ………………………………………………………………. 467

QUANTO SE DEVE INVESTIR EM QUALIDADE PARA SE TER MENORES CUSTOS? ………….. 472

AN?üLISE DOS RESULTADOS DE INVESTIMENTOS EM QUALIDADE ……………………….. 472

PADRONIZA?ç?âO E FORMALIZA?ç?âO DE ROTINAS E PROCESSOS …………………………… 472

VALORIZA?ç?âO DO AMBIENTE DE TRABALHO …………………………………………… 476

Pr?ítica japonesa com sotaque brasileiro …………………………………………. 478

O QUE S?âO OS 5S’S? …………………………………………………………….. 479

M?®todo de Solu?º?úo de problemas …………………………………………………. 481

O CICLO PDSA …………………………………………………………………… 481

19 ÔÇô MATEM?üTICA APLICADA ………………………………………………………….. 483

Introdu?º?úo ……………………………………………………………………………. 483

AS OPERA?ç?òES ……………………………………………………………………. 483

Fra?º?Áes e n??meros decimais ……………………………………………………….. 486

OPERA?ç?òES COM FRA?ç?òES ………………………………………………………….. 488

ADI?ç?âO E SUBTRA?ç?âO DE FRA?ç?òES ………………………………………………….. 488

MULTIPLICA?ç?âO DE FRA?ç?òES ……………………………………………………….. 489

O INVERSO DE UM N?ÜMERO ………………………………………………………… 490

AS PORCENTAGENS ………………………………………………………………… 491

Potencia?º?úo …………………………………………………………………………… 491

Raiz quadrada ………………………………………………………………………… 493

Equa?º?úo do Primeiro Grau …………………………………………………………… 494

Equa?º?úo do Segundo Grau …………………………………………………………. 496

Tri?óngulos e trigonometria ………………………………………………………….. 497

A DIAGONAL DO QUADRADO ………………………………………………………… 498

A TRIGONOMETRIA DO TRI?éNGULO RET?éNGULO ………………………………………. 499

N??meros Complexos ………………………………………………………………….. 502

REPRESENTA?ç?âO GR?üFICA …………………………………………………………… 504

FORMA TRIGONOM?ëTRICA ………………………………………………………….. 505

F?ôRMULAS DE MOIVRE …………………………………………………………….. 505

20 – INFORM?üTICA ……………………………………………………………………….. 506

Introdu?º?úo ?á inform?ítica ……………………………………………………………. 506

O c?®rebro eletr??nico ………………………………………………………………… 507

O COMPUTADOR …………………………………………………………………… 507

OS DISCOS ………………………………………………………………………. 508

Microsoft Windows XP ………………………………………………………………. 508

INTRODU?ç?âO ………………………………………………………………………. 508

INICIALIZANDO O WINDOWS XP …………………………………………………… 509

ENCERRAR O WINDOWS XP ………………………………………………………… 509

?üREA DE TRABALHO (DESKTOP) …………………………………………………….. 510

BOT?âO INICIAR …………………………………………………………………… 510

REL?ôGIO …………………………………………………………………………. 510

MOVENDO A BARRA DE TAREFAS …………………………………………………….. 510

PAINEL DE CONTROLE ……………………………………………………………… 510

TRABALHANDO COM O MICROSOFT WORDPAD ……………………………………….. 511

WINDOWS EXPLORER ………………………………………………………………. 512

COPIAR, RECORTAR E COLAR ARQUIVOS ……………………………………………… 513

Outlook Express ………………………………………………………………………. 514

RESPONDENDO UMA MENSAGEM …………………………………………………….. 515

ENVIANDO MENSAGENS COM ARQUIVO EM ANEXO …………………………………….. 515

WORD (versa?Á 2000) ………………………………………………………………… 516

INICIAR O EDITOR DE TEXTOS ……………………………………………………… 516

CONFIGURAR AMBIENTE DE TRABALHO ………………………………………………. 516

FORMATANDO FONTES ……………………………………………………………… 517

ALINHAMENTO DO TEXTO …………………………………………………………… 518

COR DA FONTE ……………………………………………………………………. 518

ABRIR DOCUMENTO/SALVAR/SALVAR COMO ………………………………………….. 518

NUMERA?ç?âO E MARCADORES ……………………………………………………….. 519

SELECIONANDO, COPIANDO E COLANDO PARTES DO TEXTO ……………………………. 520

TECLAS DE ATALHO ………………………………………………………………… 520

LOCALIZANDO TEXTOS E PALAVRAS ………………………………………………….. 520

SUBSTITUINDO TEXTOS E PALAVRAS ………………………………………………… 521

M?ÜLTIPLAS COLUNAS ………………………………………………………………. 523

TABELAS ………………………………………………………………………….. 523

AUTOFORMATA?ç?âO DE TABELAS ……………………………………………………… 524

ALTERAR LARGURA DE LINHAS E COLUNAS DAS TABELAS ………………………………. 524

ACRESCENTAR E EXCLUIR LINHAS DA TABELA ………………………………………… 525

ACRESCENTAR OU EXCLUIR COLUNAS DA TABELA ……………………………………… 525

FORMATAR BORDAS DA TABELA ……………………………………………………… 526

ORDENA?ç?âO DE DADOS EM UMA TABELA …………………………………………….. 526

INSERIR FIGURAS …………………………………………………………………. 526

MODIFICAR A FIGURA. …………………………………………………………….. 527

INSERINDO AUTOFORMAS …………………………………………………………… 527

TRABALHANDO COM WORD ART …………………………………………………….. 528

EXCEL ………………………………………………………………………………….. 528

PLANILHAS ELETR?öNICAS …………………………………………………………… 528

CARREGANDO O EXCEL 7 ………………………………………………………….. 529

A TELA DE TRABALHO ……………………………………………………………… 529

MOVIMENTANDO-SE PELA PLANILHA …………………………………………………. 530

USANDO TECLAS …………………………………………………………………… 531

USANDO A CAIXA DE DI?üLOGO ……………………………………………………… 531

USANDO O MOUSE …………………………………………………………………. 532

INSERINDO OS DADOS ……………………………………………………………… 533

ENTRADA DE N?ÜMEROS …………………………………………………………….. 533

ENTRADA DE TEXTOS ………………………………………………………………. 534

ENTRADA DE F?ôRMULAS ……………………………………………………………. 535

A AUTO-SOMA ……………………………………………………………………. 536

ALTERA?ç?âO DO CONTE?ÜDO DE UMA C?ëLULA ………………………………………….. 536

SALVANDO UMA PLANILHA ………………………………………………………….. 537

CARREGANDO UMA PLANILHA ……………………………………………………….. 538

FORMATA?ç?âO DE C?ëLULAS ………………………………………………………….. 539

SELE?ç?âO DE FAIXAS ……………………………………………………………….. 539

SELECIONANDO COM O MOUSE ……………………………………………………… 539

SELECIONANDO COM O TECLADO ……………………………………………………. 540

DESMARCANDO UMA FAIXA …………………………………………………………. 540

FORMATA?ç?âO DE TEXTOS E N?ÜMEROS ……………………………………………….. 540

FORMATA?ç?âO DE N?ÜMEROS …………………………………………………………. 540

ALTERA?ç?âO DA LARGURA DAS COLUNAS ………………………………………………. 541

ALTERANDO A LARGURA DA COLUNA COM O MOUSE …………………………………… 541

ALTERANDO A LARGURA DA COLUNA POR MEIO DA CAIXA DE DI?üLOGO ………………….. 541

APAGANDO O CONTE?ÜDO DE UMA OU MAIS C?ëLULAS ………………………………….. 542

CRIANDO GR?üFICOS ……………………………………………………………….. 542

IMPRESS?âO DA PLANILHA …………………………………………………………… 545

FECHANDO A PLANILHA ATUAL ………………………………………………………. 545

CRIA?ç?âO DE UMA NOVA PLANILHA …………………………………………………… 546

ABANDONANDO O EXCEL 7 ……………………………………………………….. 546

POWER POINT ………………………………………………………………………… 546

ABRINDO UMA APRESENTA?ç?âO EXISTENTE ……………………………………………. 546

EDITANDO A APRESENTA?ç?âO ………………………………………………………… 549

INTERNET EXPLORER ……………………………………………………………….. 572

O QUE ?ë A INTERNET? ……………………………………………………………. 572

WORLD WIDE WEB (WWW) ……………………………………………………… 572

ENDERE?çOS ELETR?öNICOS ………………………………………………………….. 572

O PROGRAMA INTERNET EXPLORER ………………………………………………….. 573

O correio eletr??nico ………………………………………………………………….. 575

QUANTO AO ENVIO E RECEBIMENTO DE MENSAGENS …………………………………. 579

21 ÔÇô T?ëCNICAS DE REDA?ç?âO …………………………………………………………… 580

Introdu?º?úo ……………………………………………………………………………. 580

A palavra da comunica?º?úo …………………………………………………………. 581

EXPRESSIVIDADE ………………………………………………………………….. 581

SIMPLICIDADE …………………………………………………………………….. 581

G?¬neros ……………………………………………………………………………….. 583

NARRA?ç?âO ………………………………………………………………………… 583

DESCRI?ç?âO ……………………………………………………………………….. 584

DISSERTA?ç?âO ……………………………………………………………………… 584

Processo de Reda?º?úo ……………………………………………………………….. 585

Fortalecendo id?®ias ………………………………………………………………….. 586

Apresenta?º?úo da reda?º?úo ………………………………………………………….. 587

Iniciando a reda?º?úo ………………………………………………………………….. 588

22 ÔÇô INGL?èS T?ëCNICO ……………………………………………………………………. 590

Gram?ítica ÔÇô principais diferen?ºas entre ingl?¬s e portugu?¬s …………………… 590

ADJECTIVE-NOUN ORDER …………………………………………………………… 590

PREPOSITIONS …………………………………………………………………….. 593

COMMON EXPRESSIONS ……………………………………………………………. 596

Pronouns ………………………………………………………………………………. 596

Simple Present ……………………………………………………………………….. 600

Simple Past ……………………………………………………………………………. 601

VERBOS REGULARES: ……………………………………………………………… 601

VERBOS IRREGULARES ……………………………………………………………… 602

INTERROGATIVE FORM ……………………………………………………………… 602

NEGATIVE FORM ………………………………………………………………….. 602

O PASSADO DO VERBO TO BE …………………………………………………….. 603

Present Continuous Tense ………………………………………………………….. 603

Simple Future …………………………………………………………………………. 605

Adverbs ……………………………………………………………………………….. 606

POSI?ç?âO DOS ADV?ëRBIOS ………………………………………………………….. 609

T?®cnicas de leitura ………………………………………………………………….. 611

Gloss?írio de termos t?®cnicos em Mecatr??nica …………………………………… 614

Vocabul?írio em Mecatr??nica ……………………………………………………….. 615

23 ÔÇô RELA?ç?òES INTERPESSOAIS ………………………………………………………. 637

Comunica?º?úo …………………………………………………………………………. 637

A COMUNICA?ç?âO NAS EMPRESAS ……………………………………………………. 637

ALGUNS CANAIS QUE ATRAPALHAM A COMUNICA?ç?âO ………………………………….. 637

FLUXOS DE COMUNICA?ç?âO …………………………………………………………. 638

PLANEJAMENTO DAS A?ç?òES DE COMUNICA?ç?âO ………………………………………… 639

POSTURAS ………………………………………………………………………… 639

SOBRE AS DIFEREN?çAS ENTRE AS PESSOAS: OUTRO M?ëTODO DE AVALIA?ç?âO ……………. 640

CARACTERIZA?ç?âO DOS ESTILOS DE COMUNICA?ç?âO ……………………………………. 641

Como tornar a comunica?º?úo mais eficiente ……………………………………… 643

DEZ RAZ?òES PORQUE FALHAMOS EM NOS COMUNICAR …………………………………. 645

Valores e Atitudes ……………………………………………………………………. 646

Motiva?º?úo: o segredo do sucesso ………………………………………………… 647

Trabalho em equipe ………………………………………………………………….. 648

Marketing Interpessoal para administrar relacionamentos ……………………… 649

A postura adequada para um profissional ……………………………………….. 651

A criatividade no trabalho ………………………………………………………….. 651

Cidadania e ?®tica no trabalho ……………………………………………………… 653

A Consci?¬ncia da Coopera?º?úo ……………………………………………………… 654

As Quatro Atitudes ………………………………………………………………….. 657

O QUE ?ë MECATR?öNICA A Mecatr??nica pode ser definida como a integra?º?úo sin?®rgica das tecnologias das ?íreas de mec?ónica, eletr??nica, computa?º?úo e controle inteligente com vistas ao projeto e automa?º?úo de equipamentos e processos: um sistema interligado de planejamento e produ?º?úo, de engenharia de produto, processo, suporte e marketing, voltados para a produ?º?úo de bens manufaturados.

Assim, o profissional de Mecatr??nica tem uma qualifica?º?úo h?¡bri- da em eletrot?®cnica, eletr??nica, mec?ó- nica e inform?ítica, que vem sendo de- mandada pelo parque industrial, envol- vendo a montagem e manuten?º?úo corretiva e preventiva de sistemas in- tegrados eletroeletr??nicos, eletro- pneum?íticos, eletro-hidr?íulicos e me- c?ónicos destinados a equipamentos e processos de manufatura. A Mecatr??nica e a rob??tica s?úo consideradas aspectos tecnol??gicos de base para a inicia?º?úo aos novos e crescentes recursos da automa?º?úo nos processos industriais.

A mecatr??nica ?® um ramo recente da engenharia que procura incorporar aos sistemas mec?ó- nicos os avan?ºos proporcionados pela microeletr??nica e pela computa?º?úo.

Recentemente o termo mecatr??nica tornou-se muito popular, juntando as no?º?Áes mecanis- mo e eletr??nica. A no?º?úo mecanismo subentende ?írea de mec?ónica; a no?º?úo eletr??nica subentende ?¬xitos da microeletr??nica e inform?ítica, que deram possibilidades de criar os microcomputadores de alta produtividade.

A mecatr??nica, como uma ?írea t?®cnica, ?® desenvolvida ?á base de eletromec?ónica. A eletromec?ónica est?í baseada nas no?º?Áes de mecanismo e eletr??nica tamb?®m. Todavia, comparan- do eletromec?ónica e mecatr??nica, ?® necess?írio ter em vista os diferentes n?¡veis da tecnologia correspondentes aos termos. A eletromec?ónica foi desenvolvida ap??s o desenvolvimento dos

jetromotores do tipo corrente cont?¡nua e corrente alternada e ap??s o de componentes eletr??nicos, que podem ser usados para controlar esses motores. Tais componentes eletr??nicos s?úo tiristores e transistores, cujas propriedades podem ser usadas para realizar a parte de pot?¬ncia do sistema de controle. O desenvolvimento dos amplificadores operacionais deu a possibilidade de projetar os esquemas eletr??nicos com pequeno tamanho, para executar a transforma?º?úo complexa dos sinais anal??gicos.

A sinergia entre mec?ónica, eletr??nica e computa?º?úo ocorre naturalmente em um sistema mecatr??nico. Sensores eletro-eletr??nicos coletam informa?º?Áes a respeito das condi?º?Áes ambientais ou de opera?º?úo do sistema mec?ónico, as quais s?úo processadas em alta velocidade em microprocessadores, gerando a?º?Áes de controle que atuam sobre o sistema. Incorporando a capa- cidade de receber e processar informa?º?Áes, os sistemas mec?ónicos tornam-se capazes de se ade- quar, automaticamente, a diferentes condi?º?Áes de opera?º?úo.

Historicamente a aplica?º?úo dos computadores digitais para controle na ?írea da eletromec?ónica teve, como resultado, aspectos positivos. Numa primeira fase, a utiliza?º?úo de computadores foi limitada devido ao alto custo e baixa confiabilidade. Mas em 1971, com o resultado dos ?¬xitos na ?írea da microeletr??nica, foi criado o primeiro microprocessador de quatro ÔÇ£bitsÔÇØ pela firma INTEL (EUA), que recebeu o n??mero 4004. Como resultado desse nascimento, come?ºou a utiliza?º?úo em larga escala dos computadores ?á base de microprocessadores para controle de v?írias m?íquinas industriais.

Hoje, no mercado, h?í muitos modelos de microprocessadores de oito, dezesseis e trinta e dois ÔÇ£bitsÔÇØ que t?¬m produtividade de at?® alguns milh?Áes de opera?º?Áes por segundo. Foram projetados microprocessadores digitais para processamento dos sinais anal??gicos de alta freq???¬ncia. Dessa maneira, por causa dos ?¬xitos na ?írea da microeletr??nica, muitas fun?º?Áes de controle em sistemas eletromec?ónicos podem ser realizadas por microprocessador digital em tempo real.

O desenvolvimento dos componentes semicondutores de pot?¬ncia criou a oportunidade para que se iniciasse a proje?º?úo de conversores de energia el?®trica para v?írios atuadores, ou seja, motores. Foram desenvolvidos os sensores de alta precis?úo (1 ?Ám e 1″). Esses sensores possuem sa?¡da digital e podem ser ligados ao computador, ou seja, ao microprocessador diretamente. Hoje o controle ?á base de computador ?® usado freq??entemente.

Na concep?º?úo comum, rob?? ?® uma m?íquina feita de lata, que tem corpo (m?úos, bra?ºos e pernas), fala, anda e faz v?írias atividades inteligentes, bastando acionar um bot?úo. Para a mecatr??nica, rob??s s?úo processos controlados por computador que possuem certo grau de inteli- g?¬ncia e autonomia. Um carro com piloto autom?ítico ou um bra?ºo mec?ónico utilizado em uma grande f?íbrica entram nessa concep?º?úo.

TEND?èNCIAS DE MERCADO A automa?º?úo industrial no Brasil ocupa lugar de destaque pelas suas implica?º?Áes s??cio-eco- n??micas no que diz respeito ao conjunto da sociedade brasileira.

A imperiosa necessidade de as ind??strias modernizarem-se, visando atender ?á crescente competitividade gerada pela globaliza?º?úo da economia, tem exercido forte press?úo sobre os demais setores econ??micos.

H?í, hoje, a clara consci?¬ncia de que modernizar-se ?® condi?º?úo vital para a perman?¬ncia das empresas no mercado. Essa moderniza?º?úo ?® caracterizada pela ado?º?úo de novas formas de gest?úo e de produ?º?úo, com a finalidade de reduzir custos, melhorar a qualidade e aumentar a satisfa?º?úo dos clientes.

A automa?º?úo industrial ?® respons?ível pela dissemina?º?úo de modernas t?®cnicas de gest?úo e produ?º?úo, uma vez que elas contribuem para a diminui?º?úo de custos, prazos de entrega, perdas de insumos, estoques intermedi?írios e downtime.

Al?®m disso, contribuem ainda para o aumento da qualifica?º?úo da m?úo-de-obra, da qualidade do produto e de seu n?¡vel tecnol??gico, da adequa?º?úo do fornecedor a novas especifica?º?Áes, da capacidade de produ?º?úo, da flexibilidade do processo e da disponibilidade de informa?º?Áes.

O mercado de mecatr??nica hoje ?® influenciado pelo seguinte contexto: ?À Ampliou-se o foco no cliente; conseq??entemente, ocorreu segmenta?º?úo de mercado;

?À Cont?¡nua internacionaliza?º?úo e crescimento das corpora?º?Áes, aliados ?á consolida?º?úo da pr?ítica de fornecimento global;

?À Enorme desenvolvimento da tecnologia da informa?º?úo e grande velocidade de difu- s?úo tecnol??gica.

GEST?âO DE MANUFATURA O novo cen?írio econ??mico refletiu-se diretamente na manufatura. Modelos de produ?º?úo ba- seados nos ganhos de escala e padroniza?º?úo hoje s?úo questionados e suplantados; o setor industri- al ?® levado a um novo patamar de complexidade, dado a gama bem mais ampla de produtos que o mercado passa a demandar.

A gest?úo da manufatura ?® desafiada ao desenvolvimento de um novo modelo, que leva ao surgimento de novas filosofias de gest?úo de manufatura e a um enorme aprimoramento do conhe- cimento j?í existente. A fun?º?úo ÔÇ£Produ?º?úoÔÇØ, como definido na escola estruturalista de Administra?º?úo, passa a ser reconhecida como tendo um papel fundamental no sucesso das corpora?º?Áes, passando a ser mais bem designada como fun?º?úo ÔÇ£ManufaturaÔÇØ.

Muito da fun?º?úo produ?º?úo ou manufatura ser al?ºada ?á condi?º?úo de tornar-se estrat?®gica na organiza?º?úo, foi devido ao enorme crescimento econ??mico japon?¬s ocorrido nas d?®cadas de 60, 70 e 80.

Modelo japon?¬s: ?À Baseado em melhoria ?À Adapta?º?úo a um estilo de manufatura de menores lotes focados na customiza?º?úo, atrav?®s da m?íxima diversifica?º?úo.

M?®todos utilizados: ?À Just in time ?À Lean manufacturing Sendo estes estudados e reputados como a base e suporte principal da estrat?®gia de m?íxi- ma diversifica?º?úo dos produtos e segmenta?º?úo de mercados

AFINANDO ALGUNS CONCEITOS Manufatura – Estabelecimento industrial que tem por fun?º?úo a fabrica?º?úo de produtos a partir da composi?º?úo de mat?®rias-primas e/ou produtos semi-acabados. Por ser classificada em Manufa- tura seriada ou Manufatura em batelada.

Just In Time – Modelo de produ?º?úo criado no Jap?úo, que consiste em integrar componentes (fabricados por diferentes fornecedores) para a fabrica?º?úo de produtos finais no exato momento em que ser?úo necess?írios para a montagem. Isso possibilita a diminui?º?úo de ac??mulo de estoques e mat?®rias-primas, diminuindo-se os custos de produ?º?úo.

Lean Manufacturing – Surgiu na Toyota no Jap?úo p??s-Segunda Guerra Mundial e tem como filosofia a expurga?º?úo dos desperd?¡cios no processo organizacional de uma companhia. No in?¡cio, muitas empresas enxergavam apenas a ?írea de produ?º?úo como foco para a aplica?º?úo do Lean Manufacturing. Hoje se define como a filosofia Toyota aplicada a todas as dimens?Áes dos neg??cios

de uma organiza?º?úo. O Pensamento Enxuto ?® uma filosofia operacional ou um sistema de neg??cios, uma forma de especificar valor, alinhar na melhor seq???¬ncia as a?º?Áes que criam valor, realizar essas atividades sem interrup?º?úo toda vez que algu?®m solicita e realiz?í-las de forma cada vez mais eficaz. Em outras palavras: fazer cada vez mais com cada vez menos – menos esfor?ºo humano, menos equipamento, menos tempo e menos espa?ºo – e, ao mesmo tempo, aproximar-se perma- nentemente de oferecer aos clientes exatamente o que eles desejam no tempo certo. Tamb?®m ?® uma forma de tornar o trabalho mais satisfat??rio, oferecendo feedback imediato sobre os esfor?ºos para transformar desperd?¡cio em valor. ?ë uma forma de criar novos trabalhos em vez de simples- mente destruir empregos em nome da efici?¬ncia. Mas trabalho que efetivamente agregam valor. Eliminam-se desperd?¡cios e n?úo empregos.

?À Produtividade ?À Velocidade – redu?º?úo de lead time em todo o processo ?À Flexibilidade ?À Acuracidade Como conseq???¬ncia, temos: ?À Redu?º?úo dos custos totais ?À Melhoria da qualidade ?À Elimina?º?úo de tempos de troca Troca r?ípida: ?ë o conjunto de t?®cnicas que permitem estudar e realizar as opera?º?Áes de troca de ferramentas e setup em tempos reduzido.

Benef?¡cios: ?À Flexibilidade : as empresas podem produzir as necessidades do cliente sem as despesas de excesso de estoques;

?À Entregas mais r?ípidas : lotes de produ?º?úo menores significam lead times meno- res e menor tempo de atendimento;

?À Melhor qualidade: menores estoques, em caso de defeitos, significam menos pe?ºas com defeitos;

?À Maior produtividade : tempos menores de setup significam menos tempo parado, o que significa maior produtividade do equipamento.

CAMPOS DE ATUA?ç?âO DO PROFISSIONAL DE MECATR?öNICA Gerenciar, projetar e produzir produtos inteligentes baseados em microcontroladores e siste- mas de controle s?úo atividades de quem atua na ?írea de mecatr??nica. O profissional tem como campo de trabalho essencialmente as ind??strias de base (sider??rgicas, aciarias), a ind??stria de manufatura do segmento metal-mec?ónico, das montadoras de autom??veis, das f?íbricas de autope?ºas e evidentemente tamb?®m o florescente segmento de servi?ºos (projetos, consultorias). Nestes se- tores o engenheiro mecatr??nico pode cuidar da gest?úo fabril/empresarial, da organiza?º?úo, do proje- to, da fabrica?º?úo e tamb?®m da manuten?º?úo em atividades relacionadas com processos e com a automa?º?úo industrial.

A palavra de ordem nessa profiss?úo ?® automatizar, o que significa tornar processos de produ- ?º?úo mais eficientes, econ??micos, precisos e com maior qualidade do produto final.

?ë papel desse engenheiro, por exemplo, desenvolver o circuito de seguran?ºa interna de um pr?®dio, programando os hor?írios em que as luzes devem acender, onde ficam e como se alternam as c?ómeras de v?¡deos, em que pontos devem ser colocar os alarmes e como tudo isso deve funcio- nar com apenas alguns comandos.

Quanto maior a automa?º?úo no cotidiano das pessoas, mais importante se torna seu trabalho. Por isso o mercado da mecatr??nica, no Brasil e no mundo, est?í em franca expans?úo.

O QUE A IND?ÜSTRIA ESPERA As exig?¬ncias profissionais da ?írea de mecatr??nica prop?Áem desafios no sentido de se adquirir compet?¬ncias sociais e t?®cnicas. Abaixo, segue quadro com as compet?¬ncias b?ísicas para um bom desempenho no trabalho, bem como as quest?Áes essenciais de cada compet?¬ncia: DESAFIOS Conhecimento do trabalho Responsabilidade Foco na melhoria cont?¡nua Comportamento de l?¡der e motiva?º?úo Habilidade de ensinar e aprender Comprometimento/engajamento QUEST?âOESSENCIAL de que forma posso contribuir para o trabalho?

COMPET?èNCIAS SOCIAIS E PESSOAIS No campo das compet?¬ncias sociais e pessoais necess?írias ao profissional de mecatr??nica, s?úo requisitos importantes:

?Àhabilidade em negocia?º?úo ?À capacidade de ouvir ?À trabalho em equipe ?À falar em p??blico ?À pr??-atividade ?À organiza?º?úo ?À resolu?º?úo de conflitos ?Àl?¡ngua estrangeira ?Àauto-aprendizado ?Àsolu?º?úo de problemas ?À capacidade de express?úo ?Àdetermina?º?úo

COMPET?èNCIAS T?ëCNICAS TECN?ôLOGO EM MECATR?öNICA O tecn??logo em mecatr??nica deve adquirir compet?¬ncias t?®cnicas de modo a poder desem- penhar diversas fun?º?Áes na ?írea de automa?º?úo industrial, dentre as quais podemos citar: ?À Projetista de equipamentos automatizados;

?À Pesquisa, desenvolvimento e de doc?¬ncia dentro de ambientes industriais e/ou acad?¬micos.

Tal capacita?º?úo, proporcionada pelo dom?¡nio dos conhecimentos, habilidades e atitudes ad- quiridos, acrescida das caracter?¡sticas pessoais, dever?í permitir-lhe a an?ílise, interpreta?º?úo e adap- ta?º?úo das poss?¡veis solu?º?Áes que a ci?¬ncia e a tecnologia colocam ?á sua disposi?º?úo para: ?À Elaborar projetos e efetuar montagens de sistemas integrados eletroeletr??nicos, eletropneum?íticos, eletrohidr?íulicos e mec?ónicos, empregados em equipamentos e pro- cessos automatizados, testando seu funcionamento de acordo com padr?Áes estabeleci- dos e normas. Espec?¡ficas;

?À Aplicar diagn??stico de falhas para localiza?º?úo de defeitos em m?íquinas e equipamentos automatizados, empregando instrumentos e aparelhos de teste;

?À Reparar e/ou substituir elementos mec?ónicos e eletroeletr??nicos em equipamentos e sistemas automatizados;

?À Integrar equipes multiprofissionais com vistas ao projeto de implementa?º?úo, atualiza- ?º?úo e manuten?º?úo de equipamentos e sistemas automatizados.

?À Desenvolver produtos, utilizando recursos de computa?º?úo gr?ífica (CAD) em microcomputadores e esta?º?Áes de engenharia, procedendo ?á gera?º?úo dos respectivos programas de usinagem (CAM) e enviando-os ?ás m?íquinas a comando num?®rico computadorizado (CNC – DNC) e ?á m?íquina de medi?º?úo tridimensional a CNC (CAT);

?À Especificar, programar, operar, implantar e orientar a utiliza?º?úo de m?íquinas CNC e sistemas flex?¡veis de manufatura (FMS);

?À Controlar, de acordo com os graus de toler?óncia estabelecidos, a qualidade de produtos em processos de usinagem, empregando t?®cnicas, instrumentos e aparelhos espec?¡ficos;

?À Coordenar grupos de trabalho e assistir tecnicamente profissionais da ?írea de manuten- ?º?úo de equipamentos e sistemas automatizados, zelando e responsabilizando-se pela higiene e seguran?ºa;

?À Especificar materiais, componentes, equipamentos e sistemas integrados a serem ad- quiridos, emitindo os competentes pareceres t?®cnicos;

?À Desenvolver projetos de automa?º?úo de equipamentos e processos manufaturados via controladores program?íveis (CLP);

?À Desenvolver tecnologia e pesquisa na ?írea de mecatr??nica/automa?º?úo da manufatura, visando melhoria da produ?º?úo;

?À Atuar na ?írea de produ?º?úo-piloto, ensaios, desenvolvimento e pesquisa de produtos e processos manufaturados;

?À Localizar, recuperar, tratar, propagar e utilizar informa?º?Áes t?®cnicas, por meio de acesso ?á base de dados nacionais e internacionais;

T?ëCNICO EM MECATR?öNICA Eis as fun?º?Áes principais de um t?®cnico em mecatr??nica: ?À Montar, a partir de projetos, sistemas integrados eletroeletr??nicos, eletropneum?íticos, eletrohidr?íulicos e mec?ónicos, empregados em equipamentos e processos de manufa- tura, testando seu funcionamento de acordo com padr?Áes estabelecidos e normas es- pec?¡ficas;

?À Identificar defeitos em m?íquinas e equipamentos microprocessados, empregando t?®c- nicas, instrumentos e aparelhos mec?ónicos e eletroeletr??nicos de teste;

?À Reparar e/ou substituir elementos mec?ónicos e eletroeletr??nicos em equipamentos e sistemas automatizados;

?À Integrar equipes multiprofissionais com vistas ?á implementa?º?úo, atualiza?º?úo e manu- ten?º?úo de equipamentos e sistemas automatizados;

?À Desenvolver desenhos de produtos utilizando recursos de computa?º?úo gr?ífica (CAD) em microcomputadores e esta?º?Áes de engenharia, procedendo ?á gera?º?úo dos respectivos programas de usinagem (CAM) e enviando-os ?ás m?íquinas de comando num?®rico computadorizado (CNC – DNC) e ?á m?íquina de medi?º?úo tridimensional ?á CNC (CAT);

?À Controlar, de acordo com os graus de toler?óncia estabelecidos, a qualidade de produtos em processos de usinagem, empregando t?®cnicas, instrumentos e aparelhos espec?¡ficos;

?À Assistir tecnicamente profissionais da ?írea de manuten?º?úo de equipamentos e sistemas automatizados, zelando e responsabilizando-se pela higiene e seguran?ºa;

?À Fazer a especifica?º?úo de materiais, componentes, equipamentos e sistemas integrados a serem adquiridos, emitindo pareceres t?®cnicos;

?À Programar, operar e desenvolver algoritmos de controle para controladores program?íveis (CLP), utilizados no controle de motores, servomecanismos e sistemas automatizados.

OLHANDO PARA O FUTURO H?í muito tempo as empresas v?¬m procurando por solu?º?Áes que efetivamente possam con- verter dados espalhados em diversos sistemas do ch?úo de f?íbrica em informa?º?Áes compartilhadas pelos sistemas corporativos.

Esses sistemas corporativos, por outro lado, t?¬m evolu?¡do sistematicamente com o surgimento de novos m??dulos respons?íveis pelo tratamento de determinadas fun?º?Áes.

Desde a primeira aplica?º?úo de sistemas de computa?º?úo na manufatura, v?írios caminhos t?¬m sido experimentados para capturar e converter dados em informa?º?Áes para seus usu?írios. H?í dois fatores que tornam esta necessidade importante. O primeiro ?® a necessidade de integra?º?úo dos v?írios sistemas de ch?úo de f?íbrica com as informa?º?Áes gerenciais chaves de modo a desenvolver um caminho que autom?ítica e eficientemente facilitar?í a extra?º?úo das informa?º?Áes de produ?º?úo importantes que servir?úo para a tomada de decis?úo da corpora?º?úo. Isto prover?í a base para as otimiza?º?Áes dos sistemas Supply-Chain.

Supply Chain System – ?ë o sistema de gest?úo que abrange todas as ?íreas de uma empresa, desde os seus sistemas de forecast (previs?úo de vendas), marketing, sistemas financeiros, Supri- mentos, Recursos Humanos etc., bem como integra a outros sistemas pertinentes ao seu neg??cio, como CRM (Customer Relationship Management), cuja fun?º?úo ?® o de integrar o cliente ?á sua cadeia de valor e o Sistema de Gerenciamento de Fornecedores, respons?íveis pelas parcerias estrat?®gicas de fornecimento de materiais.

O segundo, e igualmente importante fator, ser?í o de prover o pessoal de opera?º?úo com r?ípido acesso ?ás informa?º?Áes de que necessitam, para a tomada de decis?Áes em seu n?¡vel de responsabilidade.

Tradicionalmente, na grande maioria das grandes companhias, os Sistemas de Gest?úo de Planejamento dos Recursos de toda a Corpora?º?úo (ERP – Enterprise Resources Planning) est?úo instalados e em funcionamento, integrando todas as ?íreas administrativas, cont?íbeis, comerciais, e por outro lado, sistemas automatizados que ajudam na produ?º?úo de seus produtos com a respon- sabilidade de execut?í-la com qualidade e produtividade cada vez maiores.

O que se percebe agora, sob a vis?úo dessa nova estrat?®gia, ?® que existe um elo ausente nessas companhias. Esse elo permitiria a liga?º?úo entre os sistemas ERP e o ch?úo de f?íbrica, trazen- do vantagens imensas nos quesitos de tomadas de decis?Áes.

A grande dificuldade nessa integra?º?úo, at?® um tempo atr?ís, era a de conciliar a tecnologia dispon?¡vel no momento com a grande diversidade de fabricantes e fornecedores desses sistemas automatizados e o pouco conhecimento das empresas da ?írea de automa?º?úo com sistemas de informa?º?úo.

A INFORMA?ç?âO FLUINDO ENTRE A AUTOMA?ç?âO E OS SISTEMAS CORPORATIVOS Como a?º?úo estrat?®gica, algumas empresas de automa?º?úo come?ºam a estabelecer focos estrat?®gicos no desenvolvimento de sistemas de informa?º?úo, orientados aos neg??cios da f?íbrica e produ?º?úo; outras a fazem por interm?®dio de grandes parcerias com empresas de gest?úo corporativa.

Independentemente da forma, o importante ?® a detec?º?úo de que esse espa?ºo est?í sendo investigado e estabelecido por agentes dos mercados que est?úo acostumados com um dos campos de atua?º?úo, os quais est?úo propensos a colaborar para o entendimento do conjunto. Isso ir?í propi- ciar importante valor agregado para os neg??cios dos clientes.

Atualmente os sistemas de gest?úo corporativa costumam tratar a f?íbrica como linhas de produ?º?úo com capacidade infinita, produzindo quantidades e produtos que est?úo sendo demanda- dos. Esse conceito implica que a f?íbrica ir?í executar esse produto no prazo estimado pelos planejadores de produ?º?úo. Por conseq???¬ncia, consideram-se capacidades de produ?º?úo, muitas vezes, ou muito abaixo ou muito acima do que realmente a f?íbrica pode produzir. Outras vezes n?úo otimizam suas vendas, justamente pelo pragmatismo desse conceito, tratando as vendas alicer?ºadas somente pelo custo de produto e n?úo de forma sist?¬mica, como o faz, por exemplo, a teoria das restri?º?Áes na sua vis?úo de detec?º?úo de gargalos, em uma forma mais sincronizada com todos os neg??cios do cliente.

Para quem trabalha na ind??stria, ?® importante conhecer os materiais empregados nos pro- cessos produtivos, principalmente os met?ílicos, que s?úo largamente utilizados devido ?ás suas propriedades mec?ónicas. As propriedades mec?ónicas est?úo intimamente relacionadas ?á estrutura, a qual, por sua vez, depende da composi?º?úo qu?¡mica e das condi?º?Áes de fabrica?º?úo das ligas. Conhe- cer essas propriedades permite entender o comportamento das ligas quando sujeitas ?ás cargas de servi?ºo. Al?®m disso, ?® poss?¡vel escolher as ligas mais adequadas para cada condi?º?úo de servi?ºo.

PROPRIEDADES DOS MATERIAIS Quando queremos fabricar qualquer produto, n?úo basta apenas conhecer a tecnologia de como fabric?í-lo. Se n?úo soubermos bem como cada material se comporta em rela?º?úo ao processo de fabrica?º?úo e ao modo como a pe?ºa ?® usada, corremos o risco de usar um material inadequado. Para funcionarem corretamente, os produtos precisam ser fabricados com materiais que atendam ?ás exig?¬ncias t?®cnicas ao uso e ao processo de fabrica?º?úo. Os materiais est?úo agrupados em duas fam?¡lias: ?À Materiais met?ílicos ferrosos e n?úo-ferrosos;

Essa divis?úo entre met?ílicos e n?úo-met?ílicos existe em fun?º?úo das propriedades desses materiais.

?À materiais met?ílicos: ?À t?¬m plasticidade, pois podem ser podem ser deformados sem se ?À N?úo met?ílicos: ?À s?úo, na maioria dos casos, maus condutores de calor e eletricidade.

Veja alguns exemplos de classifica?º?úo de materiais met?ílicos e n?úo-met?ílicos: MATERIAIS MET?üLICOS N?âO-MET?üLICOS Ferrosos N?úo-Ferroso Naturais Sint?®ticos A?ºo Alum?¡nio Madeira Vidro Ferro Fundido Cobre Asbesto Cer?ómica Zinco Couro Pl?ístico Magn?®sio Borracha Chumbo Estanho Tit?ónio Existem v?írias caracter?¡sticas importantes que podem ser consideradas ao se estudar os materiais: Dureza, impermeabilidade, elasticidade, condu?º?úo de calor, etc. . Essas caracter?¡sticas de cada material s?úo chamadas de ÔÇ£propriedadesÔÇØ. Cada uma dessas propriedades est?í relacionada ?á natureza das liga?º?Áes que existem entre os ?ítomos de cada material, seja ele met?ílico ou n?úo met?ílico.

Podemos dividir as propriedades da seguinte forma: PROPRIEDADES F?ìSICAS S?úo propriedades que determinam o comportamento do material em todas as circunst?óncias do processo de fabrica?º?úo e de utiliza?º?úo. Nele, tem-se as propriedades t?®rmicas, as propriedades mec?ónicas e as propriedades el?®tricas.

Propriedades t?®rmicas As propriedades t?®rmicas est?úo relacionadas ao comportamento dos materiais quando s?úo submetidos a varia?º?Áes de temperatura. Alguns metais, de acordo com a sua utiliza?º?úo ou fabrica- ?º?úo, precisam ser resistentes a temperaturas elevadas. ?ë o caso das brocas utilizadas em furadeiras e das l?óminas de corte. Ao serem utilizados, esses materiais enfrentam altas temperaturas geradas por atrito.

O ponto de fus?úo ?® uma propriedade relacionada ?á temperatura em que o material passa do estado s??lido para o estado l?¡quido. Dentre os materiais met?ílicos, o ponto de fus?úo ?® uma propri- edade fundamental para determinar sua utiliza?º?úo.

A dilata?º?úo t?®rmica ?® uma propriedade faz com que os materiais tenham um acr?®scimo de tamanho quando a temperatura sobe. Em fun?º?úo disso, grandes estruturas de concreto como pr?®-

dios e viadutos, s?úo erguidos com pequenos v?úos ou folgas entre as lajes, para que elas possam se acomodar nos dias de muito calor.

O ponto de ebuli?º?úo ?® a temperatura em que o material passa do estado l?¡quido para o estado gasoso. O exemplo mais conhecido de ponto de ebuli?º?úo ?® o da ?ígua que se transforma em vapor a 100??C.

Propriedades mec?ónicas S?úo propriedades que surgem quando o material est?í sujeito a esfor?ºos de natureza mec?ó- nica. Essas propriedades determinam a capacidade que o material tem para transmitir ou resistir aos esfor?ºos que lhe s?úo aplicados.

A resist?¬ncia mec?ónica ?® a mais importante dessas propriedades, pois permite que o mate- rial seja capaz de resistir ?á a?º?úo de esfor?ºos como a tra?º?úo e a compress?úo. Essa propriedade ?® determinada pela atra?º?úo existentes entre as part?¡culas que comp?Áem o material. Quando as liga- ?º?Áes covalentes unem um grande n??mero de ?ítomos, como no caso do carbono, a dureza do material ?® grande.

A elasticidade ?® determinada pela capacidade que o material tem de se deformar, quando submetido a um esfor?ºo, e de voltar ?á forma original quando o esfor?ºo termina. Os metais utilizados para a fabrica?º?úo de molas s?úo um bom exemplo.

Um material pode tamb?®m ter plasticidade. Isso quer dizer que, quando submetido a um esfor?ºo, ele ?® capaz de se deformar e manter essa forma quando o esfor?ºo desaparece. Essa propriedade ?® importante para os processos de fabrica?º?úo de chapas, na extrus?úo e para a fabrica- ?º?úo de tubos, por exemplo. Isso se aplica para materiais como o a?ºo, o alum?¡nio e o lat?úo. A plasticidade pode-se apresentar no material como maleabilidade e como ductilidade.

A dureza ?® a resist?¬ncia do material ?á penetra?º?úo, ?á deforma?º?úo pl?ística permanente, ao desgaste. Fragilidade tamb?®m ?® uma propriedade segundo a qual o material apresenta baixa resis- t?¬ncia aos choques. O vidro, por exemplo, ?® duro e bastante fr?ígil.

Propriedades el?®tricas A condutividade el?®trica ?® uma das propriedades que os metais t?¬m. O cobre, por exemplo, ?® um excelente condutor de eletricidade. ?ë por isso que os fios el?®tricos usados em sua casa s?úo fabricados com cobre.

A resistividade ?® a resist?¬ncia que o material oferece ?á passagem da corrente el?®trica. Essa propriedade est?í presente nos mat?®rias que s?úo maus condutores de eletricidade.

PROPRIEDADES QU?ìMICAS As propriedades qu?¡micas se manifestam quando o material entra em contato com outros materiais ou com o ambiente. Elas surgem na forma de presen?ºa ou aus?¬ncia de resist?¬ncia ?á corros?úo, aos ?ícidos, ?ás solu?º?Áes salinas. O alum?¡nio, por exemplo, ?® um material que, em contato com o ambiente, resiste bem ?á corros?úo.

FUNDINDO METAIS Na ind??stria, os metais s?úo utilizados de diversas formas, de acordo com as suas respectivas propriedades. Em muitos casos, ?® necess?írio preparar o metal para que ele seja aplicado em diferentes situa?º?Áes. ?ë o caso do ferro fundido e do a?ºo. Esses metais n?úo s?úo encontrados na natureza. Na verdade, para que eles existam ?® necess?írio que o homem os fabrique.

Os metais podem estar puros na natureza, como o ouro, por exemplo, ou sob a forma de minerais, que s?úo combina?º?Áes de metais com outros elementos formando ??xidos, sulfetos, hidratos, carbonos. Quando o mineral cont?®m uma quantidade de metal e de impurezas que compensa a explora?º?úo econ??mica, ela recebe o nome de min?®rio. O lugar onde esses min?®rios aparecem em maior quantidade ?® chamado de jazida.

Mas a gente n?úo usa o min?®rio do jeito que ele sai da jazida. ?ë o caso do ferro: ?® preciso prepar?í-lo para que ele fique adequado para ser empregado como mat?®ria-prima. A principal fun- ?º?úo da prepara?º?úo do min?®rio de ferro ?® torn?í-lo adequado ao uso do alto-forno. O que a gente faz durante esse processo depende da qualidade do min?®rio de que se disp?Áe. Por exemplo, nas jazidas do Brasil h?í grande quantidade de min?®rio de ferro em p??. Isso significa que cerca de 55 % do min?®rio ?® encontrado em peda?ºos que medem menos de 10 mm. Como o alto-forno, equipamento onde se produz o ferro-gusa, s?? trabalha com peda?ºos entre 10 e 30 mm, isso se tornou um problema. Por?®m, o aumento das necessidades mundiais de a?ºo trouxe condi?º?Áes econ??micas para se desenvolver processos que permitem a utiliza?º?úo desse tipo de min?®rio: esses processos s?úo a sinteriza?º?úo e a pelotiza?º?úo.

Sinteriza?º?úo: primeiro s?úo obtidos blocos feitos com part?¡culas de min?®rio de ferro, carv?úo mo?¡do, calc?írio e ?ígua. Esses materiais s?úo misturados at?® se obter um aglomerado. Depois, essa mistura ?® colocada sobre uma grelha e levada a um tipo especial de equipamen- to que, com a queima de car- v?úo, atinge uma temperatu- A partir disso, as part?¡culas de ferro derretem superfici- almente, unem-se umas ?ás outras e acabam formando

um s?? bloco poroso. Enquanto ainda est?í quente, esse bloco ?® quebrado em peda?ºos menores chamados s?¡nter.

Pelotiza?º?úo: o min?®rio de ferro ?® mo?¡do bem fino e depois umedecido para formar um aglomerado. Em seguida, o aglomerado ?® colocado em um tipo de moinho em forma de tam- bor. Conforme esse tambor gira, os aglomerados v?úo sendo unidos at?® se transformarem em pelotas. Depois disso, essas pelotas s?úo submetidas ?á secagem e queima para endurecimento.

OBTEN?ç?âO DO FERRO GUSA Depois que o min?®rio de ferro ?® beneficiado, ele vai para o alto-forno para se transformar em ferro-gusa. O ferro-gusa ?® a mat?®ria-prima para a fabrica?º?úo do a?ºo e do ferro fundido. O ferro- gusa ?® um material duro e quebradi?ºo, formado por uma liga de ferro e carbono, com alto teor de carbono e um pouco de sil?¡cio, mangan?¬s, f??sforo e enxofre.

Para obt?¬-lo, s?úo necess?írios alguns materiais, como os fundentes, os desoxidantes, os desfosforizantes (materiais que ajudam a eliminar as impurezas) e os combust?¡veis.

O fundente ?® o material que ajuda o min?®rio de ferro a se fundir. O calc?írio ?® io material utilizado para esse processo. Esse material ?® uma rocha constitu?¡da por carbonato de c?ílcio que, por sua vez, ?® uma combina?º?úo de c?ílcio com carbono e oxig?¬nio.

?ë preciso, tamb?®m, eliminar as impurezas que os min?®rios cont?¬m. Para isso, existem mate- riais que ajudam a elimin?í-las. Assim, por exemplo, a cal ?® usada como fundente, ou seja, torna l?¡quida a esc??ria (impurezas) do ferro-gusa. O min?®rio de mangan?¬s ajuda a diminuir os efeitos nocivos do enxofre, que ?® uma impureza que torna o a?ºo mais fr?ígil. Esse min?®rio ?® tamb?®m um desoxidante, isto ?®, elimina o oxig?¬nio que contamina o a?ºo.

Os combust?¡veis s?úo muito importantes na fabrica?º?úo do ferro-gusa, pois precisam ter um alto poder cal??rico. Isso quer dizer que t?¬m de gerar muito calor e n?úo podem contaminar o metal obtido. Dois tipos de combust?¡veis s?úo usados: o carv?úo vegetal e o carv?úo mineral.

O carv?úo vegetal ?® considerado um combust?¡vel de alta qualidade, em fun?º?úo de suas propri- edades e seu elevado grau de pureza. Suas duas grandes desvantagens s?úo o preju?¡zo ao ambiente (desflorestamento) e a baixa resist?¬ncia mec?ónica, muito importante no alto-forno, porque o com- bust?¡vel fica embaixo da carga e tem que ag??entar todo o seu peso.

O carv?úo mineral gera o coque, que ?® outro tipo de combust?¡vel usado no alto-forno. Para que ele tenha bom rendimento, deve apresentar um elevado teor cal??rico e alto teor de carbono, al?®m de apresentar grande resist?¬ncia ao esmagamento para resistir ao peso da coluna de carga.

O coque e o carv?úo vegetal t?¬m mais duas fun?º?Áes: gerar g?ís redutor ou agir diretamente na redu?º?úo, e assegurar a permeabilidade ?á coluna de carga. Isto quer dizer que eles permitem que o calor circule com facilidade atrav?®s da carga.

Juntando-se essas mat?®rias-primas dentro do alto-forno, obt?®m-se o ferro-gusa, a partir do qual se fabrica o a?ºo e o ferro fundido.

USANDO O FORNO Uma grande dificuldade para a fabrica?º?úo do ferro-gusa ?® a necessidade de obter altas temperaturas para permitir a absor?º?úo adequada do carbono. O homem levou muitos anos para desenvolver uma t?®cnica adequada para esse processo. O desenvolvimento de fornos cada vez mais adequados permitiu um aumento na produ?º?úo do a?ºo, introduziu novos processos de fabrica- ?º?úo (trefila?º?úo e lamina?º?úo), criou novos produtos e novas necessidades.

Hoje, um alto-forno pode ter at?® 35 metros de altura. Fica dentro de um complexo industrial chamado usina sider??rgica e ?® o principal equipamento utilizado na metalurgia do ferro. Sua produ- tividade di?íria gira em torno de 8.000 toneladas.

O alto-forno ?® constru?¡do de tijolos e envolvido por uma carca?ºa protetora de a?ºo. Todas as suas partes internas s?úo revestidas com tijolos chamados ÔÇ£refrat?íriosÔÇØ, para suportar grandes temperaturas sem derreter. Tr?¬s zonas fundamentais caracterizam o alto-forno: ?À o fundo, chamado cadinho ?À a rampa ?À a se?º?úo superior, chamada cuba O cadinho ?® o lugar onde o gusa l?¡quido ?® depositado. A esc??ria, que se forma durante o processo, flutua sobre o ferro que ?® mais pesado. No cadinho h?í dois furos: o furo de corrida, aberto de tempos em tempos para que o ferro l?¡quido escoe, e o furo para o escoamento da esc??ria. Como a esc??ria flutua, o furo para seu escoamento fica acima do furo de corrida. Assim, sobra espa?ºo para que uma quantidade razo?ível de ferro seja acumulada entre as corridas.

Na rampa, acontecem a combust?úo e a fus?úo. Para facilitar esses processos, entre o cadinho e a rampa ficam as ventaneiras, que s?úo furos distribu?¡dos uniformemente por onde o ar pr?®- aquecido ?® soprado sob press?úo.

A cuba ocupa mais ou menos dois ter?ºos da altura total do alto-forno. ?ë nela que ?® colocada, alternadamente e em camadas sucessivas, a carga, composta de min?®rio de ferro, carv?úo e os fundentes (cal, calc?írio).

Quando o min?®rio de ferro, o coque e os fundentes s?úo introduzidos na parte superior da rampa, algumas coisas acontecem: ?À Os ??xidos de ferro sofrem redu?º?úo, ou seja, o oxig?¬nio ?® eliminado do min?®rio de ferro;

Esses processos s?úo rea?º?Áes qu?¡micas provocadas pelas altas temperaturas obtidas dentro do forno. Enquanto o g?ís redutor, resultante da combust?úo, sobe, a carga s??lida vai descendo. A partir dessa movimenta?º?úo, surgem tr?¬s zonas dentro do alto-forno: ?À A zona onde ocorre o pr?®-aquecimento da carga e a redu?º?úo, ou a elimina?º?úo do oxig?¬nio, dos ??xidos de ferro;

Enquanto o min?®rio, o agente redutor (coque ou carv?úo vegetal) e os fundentes (calc?írio ou dolomita) descem, os ??xidos de ferros sobem, sendo eliminados. Isso acontece como resultados da queima de coque (basicamente carbono) com o oxig?¬nio do ar quente (em torno de 1.000??C) que ?® soprado pelas ventaneiras, e que escapam da zona de combust?úo.

Enquanto o coque vai se queimando, a carga desce para ocupar os espa?ºos vazios. Esse movimento de descida vai se espalhando lateralmente pela carga, at?® atingir toda a largura da cuba.

As rea?º?Áes de redu?º?úo, carboneta?º?úo e fus?úo geram dois produtos l?¡quidos: a esc??ria e o ferro-gusa, que s?úo empurrados para os lados, pelos gases que est?úo subindo e escorrem para o cadinho, de onde saem pelo furo de corrida (gusa) e pelo furo de esc??ria.

Quando sai do alto-forno, o gusa (com teor de carbono entre 3,0 e 4,5 %) pode seguir um desses dois caminhos: pode ir para a fundi?º?úo, onde ?® utilizado na fabrica?º?úo de pe?ºas de ferro fundido, ou pode ir para a aciaria, onde ?® misturado com sucata de a?ºo, ou eventualmente com outros metais, para se transformar em a?ºo, uma liga ferrosa com um teor de carbono inferior a 2,0%.

TRANSFORMANDO O FERRO-GUSA EM FERRO FUNDIDO Os ferros fundidos s?úo fabricados a partir do ferro-gusa. S?úo ligas de ferro e carbono que cont?®m teores elevados de sil?¡cio. Para que essa transforma?º?úo seja poss?¡vel, ?® necess?írio que se utilize dois tipos de fornos: o forno el?®trico e o forno cubilot. No forno el?®trico, o processo ?® seme- lhante ao de produ?º?úo do a?ºo.

Com o forno cubilot ?® diferente. Nesse tipo de forno, o coque serve como combust?¡vel. Ele trabalha com ferro-gusa, sucata de a?ºo, ferro-sil?¡cio e ferro-mangan?¬s. O calc?írio serve para sepa-

rar as impurezas. O funcionamento obedece o princ?¡pio da contracorrente, em que a carga met?ílica e o coque descem, ao passo que os gases sobem.

CLASSIFICANDO OS DIVERSOS TIPOS DE FERRO FUNDIDO Para se obter o ferro fundido ?® necess?írio uma liga composta por tr?¬s elementos: ferro, carbono (2 a 4,5%) e sil?¡cio (1 a 3%). ?ë poss?¡vel acrescentar outros materiais com o objetivo de conferir alguma propriedade especial ?á liga b?ísica. Nesse caso, se obt?®m o chamado o ÔÇ£ferro fundido ligadoÔÇØ.

De acordo com a quantidade de cada elemento utilizado, com a forma como o material ?® tratado termicamente e com o processo de resfriamento aplicado a ele, o ferro fundido produ- zido pode ser male?ível, nodular, cinzento ou branco. Vamos conhecer como classificar cada tipo de ferro fundido.

Para classificar o ferro fundido em cinzento ou branco ?® necess?írio observar a apar?¬ncia da fratura do material depois que ele resfriou. O que determina a apar?¬ncia ?® a forma como o carbono se apresenta depois que a massa met?ílica ?® solidificada. E ele se apresenta sob duas formas: como cementita (Fe3C) ou como grafita, que todos conhecemos como mat?®ria-prima utilizada na produ?º?úo de l?ípis.

No ferro fundido cinzento, o carbono aparece sob a forma de grafita, em flocos ou l?ómi- nas. Esse tipo de liga ferrosa apresenta um teor maior de sil?¡cio (at?® 2,8%), j?í que o sil?¡cio favorece a decomposi?º?úo da cementita em ferro e grafita. Outro fator que auxilia na forma?º?úo da grafita ?® o resfriamento lento.

O ferro fundido cinzento ?® normalmente utilizado na fabrica?º?úo de autom??veis, m?íquinas agr?¡colas, industriais e de mec?ónica pesada. Isso acontece porque o ferro fundido cinzentos tem a vantagem ser facilmente usinado, al?®m de oferecer excelente capacidade de amortecer vi- bra?º?Áes.

A forma?º?úo do ferro fundido branco ?® diferente. Ela acontece no processo de solidifica?º?úo, quando n?úo ocorre a forma?º?úo da grafita e todo o carbono fica na forma de carboneto de ferro (ou cementita). ?ë isso que confere uma cor clara a esse material. Nesse caso, os teores de carbono e de sil?¡cio precisam ser baixos, ao mesmo tempo que a velocidade de resfriamento ?® maior. ?ë poss?¡vel adicionar cromo, o molibd?¬nio ou van?ídio como elementos estabilizadores dos carbonetos. Nesse caso, temos ÔÇ£ferro fundido branco ligadoÔÇØ, que oferece uma dureza superior.

O ferro fundido branco ?® mais duro e apresenta uma consider?ível resist?¬ncia ?á compres- s?úo, desgaste e abras?úo. Essas virtudes s?úo mantidas mesmo em altas temperaturas. Isso faz

com que esse material seja ideal para a fabrica?º?úo de m?íquinas de minera?º?úo, moagem, por exemplo, situa?º?Áes que exigem materiais de alta resist?¬ncia.

O ferro fundido male?ível cont?®m oferece uma alta resist?¬ncia mec?ónica e alta fluidez no estado l?¡quido. Por isso ele ?® utilizado na produ?º?úo de pe?ºas complexas e finas. Para produzir o ferro fundido male?ível ?® preciso submeter o ferro fundido branco a um tratamento t?®rmico, por v?írias horas. Esse tratamento faz com que as pe?ºas fabricadas com esse material sejam bas- tante resistentes a choques e deforma?º?Áes. Dependendo das condi?º?Áes de tratamento t?®rmico, o ferro pode apresentar o n??cleo preto ou branco.

O ferro fundido male?ível de n??cleo preto ?® muito utilizado usado na fabrica?º?úo de pe?ºas de autom??veis, como suportes de molas, bielas e caixas de dire?º?úo, al?®m de conex?Áes para tubula?º?Áes hidr?íulicas e industriais. Na fabrica?º?úo desse tipo de ferro fundido, o material passa por um tratamento t?®rmico em atmosfera neutra. Nesse processo, a cementita se decomp?Áe em ferro e carbono. O carbono gera uma grafita compacta, diferente da forma laminada dos ferros fundidos cinzentos.

O ferro fundido male?ível de n??cleo branco ?® ideal para a fabrica?º?úo de determinados tipos de pe?ºas automobil?¡sticas, como corpos de mancais e flanges de tubos de escapamento. Ele pode ser facilmente soldado. Suas caracter?¡sticas s?úo parecidas com as de um a?ºo de baixo carbono. Para fabricar esse material, a liga passa por um tratamento t?®rmico em atmosfera oxidante. O carbono ?® retirado por um processo de descarboneta?º?úo. Nesse caso, n?úo se forma grafita.

J?í o ferro fundido nodular ?® utilizado na fabrica?º?úo de pe?ºas de sistema de transmiss?úo de autom??veis, caminh?Áes e tratores, al?®m de virabrequins, mancais, cubos de roda e caixas de diferencial. Esse tipo de ferro fundido ?® obtido com a adi?º?úo de elementos como o magn?®sio na massa met?ílica ainda l?¡quida. Sua estrutura acaba apresentando part?¡culas arredondadas de grafita. Para garantir maior ductilidade, tenacidade, resist?¬ncia mec?ónica, resist?¬ncia ?á corro- s?úo e usinabilidade, pode-se aplicar tratamentos t?®rmicos espec?¡ficos. Por causa disso e do menor custo de processamento, esse material est?í substituindo alguns tipos de a?ºos e de ferros fundidos male?íveis na maioria de suas aplica?º?Áes.

Veja abaixo um resumo das caracter?¡sticas de cada tipo de ferro fundido: Tipo de Ferro Fundido Propriedades Produtos Ferro fundido cinzento Boa usinabilidade. Blocos e cabe?ºotes de motor, Capacidade de amortecer carca?ºas e plat??s de vibra?º?Áes embreagem, discos e tambores de freio; suportes, bases e barramentos de m?íquinas industriais

Tipo de Ferro Fundido Propriedades Ferro fundido branco Dureza e fragilidade. Elevada Resist?¬ncia ao desgaste e ?á Ferro fundido male?ível Alta resist?¬ncia mec?ónica e Resist?¬ncia ao choque e ?ás deforma?º?Áes.

Ferro fundido nodular Ductilidade, tenacidade, usinabilidade. Resist?¬ncia mec?ónica e ?á corros?úo Produtos Equipamentos de manuseio de revestimentos de moinhos Suportes de molas, caixas de dire?º?úo, cubos de roda; cone- x?Áes para tubula?º?Áes hidr?íuli- cas e industriais. Suportes de barras de tor?º?úo, corpos de mancais, flanges para tubos de escapamento Mancais, virabrequins, caixas de diferencial, carca?ºas de transmiss?úo, caixas sat?®lites para autom??veis, caminh?Áes e tratores

Os produtos de ferro fundido seguem as normas da ABNT (Associa?º?úo Brasileira de Normas T?®cnicas). Nos cat?ílogos, esses produtos s?úo apresentados de acordo com designa?º?Áes ou especifica?º?Áes dessas normas.

FABRICA?ç?âO DO A?çO Para que o ferro gusa se transforme em a?ºo, ?® preciso que ele passe por um processo de oxida?º?úo – combina?º?úo do ferro e das impurezas com o oxig?¬nio ÔÇô que faz com que a concentra?º?úo de carbono e das impurezas seja reduzida a valores ideais.

A fabrica?º?úo do a?ºo ?® uma t?®cnica utilizada desde os tempos antigos. Eram t?®cnicas rudimen- tares, mas, a partir de muitas pesquisas, criaram-se diversas formas de transformar o ferro gusa em a?ºo. Essa transforma?º?úo depende de algumas rea?º?Áes e modifica?º?Áes qu?¡micas com o ferro gusa. Essas rea?º?Áes e modifica?º?Áes s?úo sempre as mesmas. O que muda ?® o ambiente onde essas rea?º?Áes acontecem e a maneira como elas s?úo provocadas. Para isso s?úo necess?írio tipos variados de fornos.

Levou muito tempo at?® que se descobrisse a forma ideal de realizar essa transforma?º?úo. Em 1847, o ingl?¬s Henry Bessemer e o americano, Willian Kelly desenvolveram a t?®cnica de injetar ar

sob press?úo de forma que ele atravessasse o ferro gusa. Esse processo permitiu a produ?º?úo de a?ºo em grandes quantidades.

Os fornos que usam a inje?º?úo de ar ou oxig?¬nio diretamente no ferro gusa l?¡quido s?úo conhe- cidos como ÔÇ£conversoresÔÇØ. Os tipos mais conhecidos de conversores s?úo os seguintes : ?À conversor Thomas ?À conversor Bessemer ?À conversor LD (Linz Donawitz) Para realizar adi?º?úo de elementos de liga para melhorar as propriedades do a?ºo, utilizam-se fornos el?®tricos. A adi?º?úo de certos elementos garante caracter?¡sticas especiais, gerando um a?ºo de maior qualidade.

O a?ºo produzido nos fornos el?®tricos pode ser transformado em chapas, tarugos, perfis laminados e pe?ºas fundidas.

Fornos a arco el?®trico O forno a arco el?®trico ?® constru?¡do com uma carca?ºa de a?ºo montada com chapas grossas soldadas ou rebitadas, formando um recipiente cil?¡ndrico com fundo abaulado. A carca?ºa ?® revestida por materiais refrat?írios. Existem eletrodos respons?íveis pela forma?º?úo do arco el?®trico que s?úo colocados na parte superior do forno, juntamente com a carga met?ílica.

O conversor LD ?® formado por uma carca?ºa cil?¡ndrica de a?ºo revestida com materiais refra- t?írios (dolomita ou magnesita) para garantir resist?¬ncia ao calor. A inje?º?úo do oxig?¬nio ?® feita por meio de uma lan?ºa met?ílica composta de v?írios tubos de a?ºo. O jato de oxig?¬nio ?® dirigido para a superf?¡cie do gusa l?¡quido. Essa regi?úo de contato ?® chamada de zona de impacto.

?ë importante conhecer as zonas de um alto forno para entender como ocorrem os processos dentro dele. Na zona de impacto, a rea?º?úo de oxida?º?úo ?® muito intensa, o que leva a temperatura a atingir entre 2.500 e 3.000??C. Com essa eleva?º?úo, aceleram-se as rea?º?Áes de oxida?º?úo no ferro-gusa l?¡quido, provocando uma forte agita?º?úo do banho. Nesse conversor, a contamina?º?úo do a?ºo por nitrog?¬- nio ?® muito pequena porque se usa oxig?¬nio puro. Isso ?® um fator importante para os a?ºos que passar?úo por processo de soldagem, por exemplo, pois esse tipo de contamina?º?úo causa defeitos na solda.

Com sucata e cal (que ?® utilizado como material fundente), forma-se a carga de um forno a arco. A carga deve ter m?¡nimas quantidades de f??sforo e enxofre nos fornos de revestimento ?ícido, enquanto que nos fornos de revestimento b?ísico, a carga deve ter quantidades bem pequenas de sil?¡cio.

Algumas rea?º?Áes qu?¡micas acontecem durante o processo: ?À Oxida?º?úo: as impurezas e o carbono s?úo oxidados ?À Desoxida?º?úo: retirada dos ??xidos com a ajuda de agentes desoxidantes ?À Dessulfura?º?úo: retirada do enxofre. ?ë um processo que permite o ?ë um forno formado por um gerador com motor de acionamento, uma bateria de condensadores e uma c?ómara de aquecimento. Essa c?ómara ?® basculante e tem, no exterior, uma bobina de indu?º?úo. O cadinho ?® feito de massa refrat?íria socada dentro dessa c?ómara. Esse forno tamb?®m processa sucata, que se funde por meio de calor produzido dentro da pr??pria carga.

Ap??s o forno ser ligado, peda?ºos de sucata de boa qualidade s?úo introduzidos no forno, ?á medida que a carga vai sendo fundida. Ap??s a fus?úo ser completada e a temperatura desejada for atingida, adiciona-se c?ílcio, sil?¡cio ou alum?¡nio, elementos desoxidantes que t?¬m a fun?º?úo de retirar os ??xidos do metal.

Existem v?írias vantagens para se produzir a?ºo nos fornos el?®tricos: ?À maior flexibilidade de opera?º?úo ?À temperaturas mais altas ?À controle mais rigoroso da composi?º?úo qu?¡mica do a?ºo ?À melhor aproveitamento t?®rmico ?À aus?¬ncia de problemas de combust?úo, j?í que n?úo existe chama As desvantagens s?úo as seguintes: ?À o custo operacional (custo da energia el?®trica) ?À baixa capacidade de produ?º?úo dos fornos.

Veja um resumo com os tipos de forno, suas caracter?¡sticas, vantagens e desvantagens: Tipode Combust?¡vel Tipode Capac. Vantagens Desvantagens Forno Carga deCarga Conversor Inje?º?úo de ar comprimido 10 a 40 T Ciclo curto de Impossibilidade de Bessemer processamento controle do teor de (10 a 20 min.) carbono. Elevado teor de ??xido de ferro e ni- trog?¬nio no a?ºo. Gera poeira composta de Tipode Combust?¡vel Tipode Capac. Vantagens Desvantagens Forno Carga deCarga ??xido de ferro, gases e esc??ria.

Conversor Inje?º?úo de ar Gusa Em torno Alta capacidadede O gusa deve ter baixo Thomas comprimido l?¡quido, cal de 50 T produ?º?úo teor de sil?¡cio e Permite usar gusa enxofre. Elevado teor com alto teor de de ??xido de ferro e f??sforo nitrog?¬nio no a?ºo. Gera poeira composta de ??xido de ferro, gases e Conversor Inje?º?úo de Gusa l?¡quido, 100 T M?¡nima contamina?º?úo Gera poeira composta LD oxig?¬nio puro cal por nitrog?¬nio de ??xido de ferro, ga- sob alta press?úo ses e escoria

Forno a Calor gerado por el?®trico 40 a 70T Temperaturas mais Pequena capacidade Arco arco Sucata de altas. dos fornos. El?®trico a?ºo + gusa Rigoroso controle da ferro, cal Bom aproveitamento t?®rmico.

MELHORANDO AS PROPRIEDADES DO A?çO Quanto melhores forem as propriedades mec?ónicas de um material qualquer, melhor ser?í sua utiliza?º?úo. Isso serve tanto durante o processo de fabrica?º?úo quanto durante o uso de pe?ºa j?í fabricada.

A?ºo-Carbono: Nos metais, as solu?º?Áes s??lidas s?úo formadas gra?ºas ?á liga?º?úo entre os ?ítomos dos metais, causada pela atra?º?úo entre os ?¡ons positivos e a ÔÇ£nuvem eletr??nicaÔÇØ que fica em volta dos ?ítomos. S?? que, para que isso aconte?ºa, os tamanhos e a estrutura dos ?ítomos dos dois metais devem ser

parecidos e ter propriedades eletroqu?¡micas tamb?®m parecidas. O cobre e o ferro, por exemplo, dissolvem muitos metais. Os ?ítomos de carbono, por sua vez, por serem relativamente pequenos, dissolvem-se intersticialmente, ou seja, ocupando espa?ºos vazios entre os ?ítomos de ferro.

Em fun?º?úo disso, o a?ºo-carbono ?® o a?ºo mais comum que existe. ?ë um tipo de a?ºo muito importante, usado na constru?º?úo de equipamentos, estruturas, m?íquinas, ve?¡culos e componentes dos mais diversos tipos.

Trata-se de uma liga de ferro com quantidades reduzidas de carbono (at?® 2%) e alguns elementos residuais, que s?úo elementos que ficam no material met?ílico depois do processo de fabrica?º?úo. O carbono, ao unir-se com o ferro dentro do a?ºo, acaba formando um composto que ?® denominado ÔÇ£carboneto de ferroÔÇ£, cuja f??rmula qu?¡mica ?® Fe3C. Esse carboneto de ferro ?® um material muito duro e, por isso, com alta resist?¬ncia mec?ónica.

Esse processo faz com que o a?ºo carbono seja dif?¡cil de ser trabalhado por conforma?º?úo mec?ónica. A ductilidade, a resist?¬ncia ao choque e ?á soldabilidade tamb?®m s?úo reduzidas.

Mesmo que o processo de fabrica?º?úo do a?ºo seja altamente controlado, ?® imposs?¡vel produzi- lo sem impurezas. E essas impurezas t?¬m influ?¬ncia sobre as propriedades desse material. Quando adicionadas propositalmente s?úo consideradas elementos de liga, conferindo propriedades especi- ais ao a?ºo. ?Çs vezes, elas ajudam, ?ás vezes, elas atrapalham. Assim, o que se deve fazer ?® controlar suas quantidades.

O mangan?¬s, o f??sforo, o enxofre, o alum?¡nio e o sil?¡cio s?úo algumas das mat?®rias-primas utilizadas na produ?º?úo do a?ºo. ?Çs vezes esses elementos est?úo presentes no min?®rio. Mas tamb?®m podem ser adicionadas com o objetivo de causar uma determinada rea?º?úo qu?¡mica, como a desoxida?º?úo, por exemplo.

A impureza mais encontrada no a?ºo ?® o mangan?¬s. Normalmente ele ?® encontrado em pro- por?º?Áes de at?® 1,65%. Ele costuma ser adicionado propositalmente para ajudar na desoxida?º?úo do metal l?¡quido e tamb?®m para se combinar com o enxofre, formando o sulfeto de mangan?¬s (MnS). Esse processo neutraliza o efeito nocivo do enxofre, incrementando algumas das propriedades do a?ºo, como a temperabilidade, a forjabilidade, a resist?¬ncia ao choque e o limite el?ístico. Em quan- tidades maiores, ele se combina com parte do carbono, formando o carboneto de mangan?¬s (Mn3C). Esse processo reduz a ductilidade do a?ºo.

O mangan?¬s n?úo ?® ??nico min?®rio utilizado para auxiliar na desoxida?º?úo. O alum?¡nio tamb?®m tem essa utilidade, sendo usado para reduzir o desprendimento de gases que agitam o a?ºo quando ele est?í se solidificando. Esse processo ?® conhecido como ÔÇ£acalmarÔÇØ o a?ºo.

Nem todas as impurezas do a?ºo s?úo facilmente eliminadas. ?ë o caso do enxofre. A elimina?º?úo do enxofre no a?ºo ?® importante, pois a sua presen?ºa pode trazer algumas desvantagens. Ele pode se combinar com o ferro, formando o sulfeto de ferro (FeS). Quando isso acontece, o trabalho de

laminar, forjar ou vergar ?® dificultado, pois, nessas condi?º?Áes, quando o a?ºo ?® aquecido a tempera- turas superiores 1.000??C, ele acaba se rompendo com mais facilidade. Por isso, o teor m?íximo de enxofre permitido ?® de 0,05%.

Os especialistas em metalurgia acabam contornando algumas dificuldades ao analisar a forma como os elementos se combinam no a?ºo. Por exemplo: como o enxofre se combina melhor com o mangan?¬s do que com o ferro, basta adicionar no a?ºo uma quantidade de mangan?¬s duas vezes maior do que a do enxofre, j?í que este elemento tende a se combinar preferenci- almente com o mangan?¬s. Com isso, forma-se o sulfeto de mangan?¬s (MnS) que se solidifica em n?¡veis de temperatura semelhantes aos do a?ºo. Por isso, sua presen?ºa no a?ºo n?úo ?® t?úo nociva.

O f??sforo ?® outro material cuja quantidade presente no a?ºo deve ser controlada, principal- mente nos a?ºos duros, com alto teor de carbono. Em determinadas quantidades, ele provoca um endurecimento do a?ºo, o que o torna mais fr?ígil a frio, podendo sofre ruptura quando usado em temperatura ambiente. Um teor de f??sforo em torno de 0,04% faz o a?ºo se romper se for deforma- do a quente, porque forma um composto que se funde a uma temperatura muito menor (1.000??C) que a do ferro (1.500??C). Em a?ºos de baixo teor de carbono, por outro lado, seu efeito nocivo ?® menor, pois nesse caso o f??sforo auxilia no aumento da dureza, e tamb?®m aumenta a resist?¬ncia ?á tra?º?úo, a usinabilidade e a resist?¬ncia ?á corros?úo.

O sil?¡cio tamb?®m ?® acrescentado no metal l?¡quido para contribuir na desoxida?º?úo e impedir a forma?º?úo de bolhas nos lingotes. A sua presen?ºa no a?ºo chega a teores de at?® 0,6%, o que n?úo influencia suas propriedades de forma consider?ível.

COMO MELHORAR A RESIST?èNCIA DOS METAIS Existem tr?¬s possibilidades para melhorar a resist?¬ncia mec?ónica de qualquer metal: ?À tratar o metal termicamente, ou seja, submet?¬-lo a aquecimento e resfriamento sob condi?º?Áes controladas;

?À aplicar processos de fabrica?º?úo por conforma?º?úo mec?ónica, como prensagem e lamina?º?úo, por exemplo;

A?º?Áes como essa provocam mudan?ºas na estrutura do metal-base. Um bom exemplo ?® o a?ºo-carbono com baixo teor de carbono (at?® 0,25%). Esse tipo de metal corresponde a cerca de 90% da produ?º?úo total de a?ºo. A sua resist?¬ncia mec?ónica pode ser com o uso de processamento mec?ónico a frio. J?í o a?ºo de teor m?®dio (at?® 0,5%) pode ter sua resist?¬ncia mec?ónica aumentada por meio de tratamento t?®rmico.

Os materiais que costumam ser mais utilizados como elementos de liga no a?ºo s?úo os seguin- tes: n?¡quel, mangan?¬s, cromo, molibd?¬nio, van?ídio, tungst?¬nio, cobalto, sil?¡cio e cobre.

Para considerarmos um a?ºo como a?ºo-liga ?® necess?írio avaliar as quantidades de elementos adicionados. O a?ºo ?® considerado a?ºo-liga nas seguintes condi?º?Áes: ?À Quando os outros elementos s?úo adicionados em quantidades muito maiores do que as encontradas nos a?ºos-carbono comuns ?À Quando a adi?º?úo de elementos melhora as propriedades mec?ónicas do a?ºo.

Se o a?ºo tiver at?® 5% de elementos adicionados, ele ?® considerado um a?ºo de baixa liga. Se ele tiver elementos de liga em propor?º?Áes superiores a 5%, ele ?® considerado um a?ºo de liga especial.

?ë poss?¡vel adicionar mais de um elemento de liga para obter um a?ºo-liga. Para entender melhor quais s?úo as mudan?ºas provocadas pela adi?º?úo de materiais no a?ºo, acompanhe a tabela abaixo: Elemento Influ?¬ncia na Influ?¬ncias nas de Liga Estrutura Propriedades N?¡quel Refina o gr?úo. Aumento da resis- A?ºo para constru- Diminui a t?¬ncia ?á tra?º?úo. Alta ?º?úo mec?ónica. A?ºo velocidade de ductilidade inoxid?ível. A?ºo transforma?º?úo na resistente a altas estrutura do a?ºo. temperaturas Mangan?¬s Estabiliza os Aumento da resis- A?ºo para constru- carbonetos. Ajuda a t?¬ncia mec?ónica e ?º?úo mec?ónica criar microestrutura temperabilidade da dura por meio de pe?ºa. Resist?¬ncia t?¬mpera. Diminui a ao choque velocidade de Acelera o crescimen- mento dos gr?úos.

Aplica?º?Áes Produtos Pe?ºas para automo- veis.Utens?¡lios do- m?®sticos. Caixas para tratamento t?®rmico Pe?ºas para autom??veis e pe?ºas para uso geral em engenharia mec?ónica

Cromo Aumento da resis- A?ºos para cons- Produtos para ?á oxida?º?úo. Aumen- A?ºos-ferramenta. talheres; v?ílvulas e to da resist?¬ncia a A?ºos inoxid?íveis pe?ºas para fornos. altas temperaturas Ferramentas de corte Molibd?¬nio

Substituto do tungst?¬nio em a?ºos r?ípidos Van?ídio Inibe o crescimento Maior resist?¬ncia A?ºos cromo-van?ídio Ferramentas dos gr?úos. mec?ónica. Maior de corte Forma tenacidade e Resist?¬ncia ?á fadiga e ?á abras?úo Influ?¬ncia na Alta dureza ao A?ºos-ferramenta. Ferramentas de estabiliza?º?úo do rubro. Aumento de A?ºo cromo-n?¡quel. corte Aumento de temperabilidade

Elemento Influ?¬ncia na Influ?¬ncias nas Aplica?º?Áes Produtos de Liga Estrutura Propriedades Forma carbonetos Aumento da dureza. A?ºos r?ípidos. Ferramentas de Tungst?¬nio muito duros. Aumento da resist?¬n- A?ºos-ferramenta corte Diminui a velocidade cia a altas tempera- das transforma?º?Áes. turas Inibe o crescimento Cobalto Forma carbonetos. Aumento da dureza. A?ºos r?ípidos L?óminas de turbina Resist?¬ncia ?á tra?º?úo. Elemento de liga de motores a jato Resist?¬ncia ?á em a?ºos magn?®- corros?úo e ?á eros?úo ticos Sil?¡cio Auxilia na desoxi- Aumenta a fluidez da?º?úo. Aumento da resist?¬n- A?ºos com alto teor A?ºos para cia ?í oxida?º?úo em de carbono. fundi?º?úo em areia temperaturas eleva- Pe?ºas fundidas. das Auxilia na grafitiza?º?úo. Melhora da resist?¬n- cia ?í tra?º?úo.

CONHECENDO OS DIFERENTES TRATAMENTOS T?ëRMICOS O tratamento t?®rmico nem sempre ?® realizado na etapa final da fabrica?º?úo de uma pe?ºa. De acordo com o tipo de pe?ºa a ser produzido, pode ser necess?írio tomar alguns cuidados, como corrigir a irregularidade da estrutura do metal e reduzir as tens?Áes internas que ela apresenta.

Uma estrutura macia, ideal para a usinagem do material, j?í caracteriza um bom tratamento t?®rmico. Os gr?úos devem apresentar uma disposi?º?úo regular e uniforme.

A estrutura do a?ºo apresenta tens?Áes. Em alguns processos, os gr?úos que forma a estrutura do metal podem ser deformados, o que prejudica a sua resist?¬ncia e outras qualidades mec?ónicas. Essas tens?Áes podem ter v?írias causas.

Elas podem surgir durante os processos de fabrica?º?úo realizados em temperatura ambiente. Ao se prensar uma pe?ºa, os gr?úos do metal que formam a sua estrutura, s?úo deformados e empur- rados pelo martelo da prensa.

No processo de solidifica?º?úo, a regi?úo da superf?¡cie do a?ºo se resfria com velocidade diferente da regi?úo do n??cleo. Em fun?º?úo dessa diferen?ºa, observamos p?? surgimento de gr?úos com formas heterog?¬neas, o que tamb?®m provoca tens?Áes na estrutura do a?ºo. Durante a lamina?º?úo, os gr?úos s?úo comprimidos, deixando-os com um formato amassado.

As tens?Áes internas s?úo diminu?¡das quando o a?ºo atinge a temperatura ambiente. Por?®m, esse processo levaria um longo tempo, podendo dar margem a empenamentos, rupturas ou corro- s?úo. Para evitar que isso ocorra ?® preciso tratar o material termicamente.

Para aliviar as tens?Áes do metal ?® poss?¡vel recozer o material. Nessa caso, a pe?ºa ?® aquecida lentamente no forno at?® uma temperatura abaixo da zona cr?¡tica, por volta de 570??C a 670??C, no caso de a?ºos-carbono. Sendo um tratamento subcr?¡tico, a ferrita e a perlita n?úo chegam a se transformar em austenita. Portanto, aliviam-se as tens?Áes sem alterar a estrutura do material.

O forno ?® desligado depois de um per?¡odo de uma a tr?¬s horas. A pe?ºa ?® resfriada no pr??prio forno. Esse processo ?® conhecido como recozimento subcr?¡tico.

Normatiza?º?úo Em temperatura elevada, bem acima da zona cr?¡tica, os gr?úos de astenita crescem, absor- vendo os gr?úos vizinhos menos est?íveis. Esse crescimento ?® t?úo mais r?ípido quanto mais elevada for a temperatura. Se o a?ºo permanecer muitas horas com temperatura um pouco acima da zona cr?¡tica (por exemplo, 780??C), seus gr?úos tamb?®m ser?úo aumentados.

No resfriamento, os gr?úos de austenita se transformam em gr?úos de perlita e de ferrita. Suas dimens?Áes dependem, em parte, do tamanho dos gr?úos de austenita. Uma granula?º?úo gros- seira torna o material quebradi?ºo, alterando suas propriedades mec?ónicas. As fissuras (trincas) tamb?®m se propagam mais facilmente no interior dos gr?úos grandes. Por isso, os gr?úos mais finos (pequenos) possuem melhores propriedades mec?ónicas.

A normatiza?º?úo consiste em refinar (diminuir) a granula?º?úo grosseira da pe?ºa, de modo que os gr?úos fiquem numa faixa de tamanho considerada normal. No processo de normatiza?º?úo, a pe?ºa ?® levada ao forno com temperatura acima da zona cr?¡tica, na faixa de 750??C a 950??C. O material se transforma em austenita. Depois de uma a tr?¬s horas, o forno ?® desligado. A pe?ºa ?® retirada ?® colocada numa bancada, para se resfriar. A estrutura final do a?ºo passa a apresentar gr?úos finos, distribu?¡dos de forma homog?¬nea.

Ap??s o processo inicial de fabrica?º?úo, como fundi?º?úo, prensagem, forjamento ou lamina?º?úo, a pe?ºa ainda n?úo est?í pronta. Ela precisa passar por outros processos. A pe?ºa pode precisar de um tratamento de perfura?º?úo, por exemplo. Nesse caso, o a?ºo precisa estar macio para ser trabalhado.

O recozimento pleno do a?ºo ?® um processo que permite que o a?ºo fique menos duro, mais d??ctil, mais usin?ível. Ele tamb?®m serve eliminar irregularidades e ajustar o tamanho dos gr?úos.

O tratamento de recozimento pleno funciona da seguinte forma: o a?ºo ?® aquecido em um forno em uma temperatura acima da zona cr?¡tica. Ap??s certo tempo, o forno ?® desligado e a pe?ºa ?® resfriada no seu interior.

Veja na tabela a seguir uma escala com temperaturas indicadas para esse processo: A?ºos-Carbono Temperaturade Ciclode Faixa ABNT(AISI) Austenitiza?º?úo(??C) Resfriamento* deat?® deDureza(Brinell) 1020 8550 ÔÇô 9000 8550 7000 111 – 149 1025 8550 ÔÇô 9000 8550 7000 111 – 149 1030 8400 ÔÇô 8850 8400 6500 126 – 197 1035 8400 ÔÇô 8850 8400 6500 137 – 207 1040 7900 ÔÇô 8700 7900 6500 137 – 207 1045 7900 ÔÇô 8700 7900 6500 156 – 217 1050 7900 ÔÇô 8700 7900 6500 156 – 217 1060 7900 ÔÇô 8400 7900 6500 156 – 217 1070 7900 ÔÇô 8400 7900 6500 167 – 229 1080 7900 ÔÇô 8400 7900 6500 167 – 229 1090 7900 ÔÇô 8300 7900 6500 167 – 229 1095 7900 ÔÇô 8300 7900 6600 167- 229 * Resfriamento a 25??C/h, no interior do forno.

VANTAGENS DO TRATAMENTO T?ëRMICO DO A?çO O tratamento t?®rmico ?® uma forma de fazer com que uma pe?ºa adquira propriedades mec?ó- nicas como elasticidade, ductibilidade, dureza e resist?¬ncia ?á tra?º?úo. Ao aquecer e resfriar uma pe?ºa, as propriedades s?úo adquiridas sem que se modifique o estado f?¡sico do metal.

Um bom exemplo ?® o que acontece com uma mola. No seu uso, a mola ?® comprimida e estendida de forma violenta. Antes de ser usada e ag??entar as cargas necess?írias, ela ?® submetida a um tratamento t?®rmico para adquirir a resist?¬ncia, dureza e elasticidade necess?írias.

Para o tratamento t?®rmico de uma pe?ºa de a?ºo, procede-se da seguinte forma: ?À coloca-se pe?ºa no forno com temperatura adequada ao tipo de material;

O tratamento t?®rmico altera as propriedades mec?ónicas do a?ºo. Essas altera?º?Áes dependem de tr?¬s fatores: ?À velocidade de resfriamento;

O conhecimento da estrutura cristalina do a?ºo ?® fundamental para se trabalhar com trata- mentos t?®rmicos.

Se olharmos o a?ºo em um microsc??pio, veremos que ele ?® formado por ?ítomos organizados de forma compacta.?ë a chamada estrutura cristalina. Quando o estado do a?ºo ?® alterado, como, por exemplo, do estado l?¡quido parta o s??lido, existem um processo de reagrupamento dos ?ítomos, que se organizam formando figuras geom?®tricas tridimensionais que se repetem.

Esse conjunto de ?ítomos ?® chamado de c?®lula unit?íria. Em um processo de solidifica?º?úo, as c?®lulas unit?írias se multiplicam, formando uma rede cristalina.

Como endurecer o a?ºo Os processos de endurecimento do a?ºo trouxeram grandes vantagens. Pe?ºas que s?úo sub- metidas a grandes esfor?ºos podem ser fabricadas de forma a se tornarem mais resistentes.

O que ?® t?¬mpera A t?¬mpera ?® um processo bastante utilizado para aumentar a dureza do a?ºo. ?ë ideal para a fabrica?º?úo de ferramentas.

O processo ?® relativamente simples. O a?ºo ?® aquecido em um forno a uma temperatura acima da zona cr?¡tica. No caso do a?ºo-carbono, a temperatura varia de 750??C a 900??C. A pe?ºa precisa permanecer nessa temperatura at?® se transformar em austenita. Ap??s ser aquecida, a pe?ºa ?® retirada do forno e mergulhada em ?ígua, ocasionando um processo brusco de resfriamento, j?í que a temperatura cai de 850??C para 20??C.

O segredo desse processo ?® que a austenita, ao ser resfriada bruscamente, se transforma num novo constituinte do a?ºo chamado martensita.

Ao aquecermos o a?ºo acima da zona cr?¡tica, o carbono de cementita (Fe3C) acaba se dissol- vendo em austenita. Entretanto, na temperatura ambiente, o mesmo carbono n?úo se dissolve na ferrita.

No resfriamento r?ípido em ?ígua, os ?ítomos de carbono ficam presos no interior da austenita. Desse modo, os ?ítomos produzem consider?ível deforma?º?úo no ret?¡culo da ferrita, dando tens?úo ao material e aumentando sua dureza.

?ë importante notar que o resfriamento brusco causa um choque t?®rmico. Nesse processo, podem ocorrer danos s?®rios no metal. Dependendo da composi?º?úo qu?¡mica do a?ºo, ?® poss?¡vel resfri?í- lo com outros elementos, ao inv?®s de ?ígua. Pode-se usar ??leo ou jato de ar, por exemplo. Dessa forma o resfriamento ?® menos agressivo.

Apesar de causar mudan?ºas vantajosas no a?ºo, como a eleva?º?úo da dureza e da resist?¬ncia ?á tra?º?úo, o processo de t?¬mpera tamb?®m pode causar efeitos indesej?íveis. A resist?¬ncia ao choque e o alongamento podem ser reduzidas. Al?®m disso, as tens?Áes internas do a?ºo pode ser aumenta- das.

O revenimento ?® um processo aplicado ap??s a t?¬mpera. Sua finalidade ?® corrigir as tens?Áes internas e adequar o n?¡vel de dureza do a?ºo.

Funciona da seguinte forma: depois da t?¬mpera, a pe?ºa ?® introduzida em um aquecido a uma temperatura abaixo da zona cr?¡tica, variando de 100??C a 700??C, dependendo da futura utiliza?º?úo do a?ºo. Ap??s mais ou menos uma ou tr?¬s horas, a pe?ºa ?® retirada do forno para ser resfriada.

V?ë poss?¡vel acelerarmos a velocidade de esfriamento das transforma?º?Áes da austenita em ferrita, cementita e perlita. Isso provoca um atraso no in?¡cio da transforma?º?úo da austenita, devido ?á in?®rcia pr??pria de certos fen??menos f?¡sicos, mesmo que a temperatura esteja abaixo da zona cr?¡tica.

CONHECENDO OS DIFERENTES TRATAMENTO TERMOQU?ìMICO Muitas vezes, pe?ºas que s?úo utilizadas em condi?º?Áes que provocam grande desgaste e redu- zem a sua vida ??til, apresentam pouca resist?¬ncia porque n?úo receberam um refor?ºo de carbono durante a fabrica?º?úo do a?ºo.

?ë poss?¡vel submeter o a?ºo a modifica?º?Áes parciais em sua composi?º?úo qu?¡mica para melhorar as propriedades de sua superf?¡cie. Essas modifica?º?Áes s?úo obtidas por meio de tratamento termoqu?¡mico.

Esse tratamento tem como objetivo principal aumentar a dureza e a resist?¬ncia do material ao desgaste de sua superf?¡cie e, ao mesmo tempo, manter o n??cleo d??ctil (macio) e tenaz.

A nitreta?º?úo ?® um processo termoqu?¡mico que eleva o n?¡vel de resist?¬ncia do a?ºo. Algumas pe?ºas trabalham em condi?º?Áes em que s?úo submetidas a n?¡veis elevados de atrito, corros?úo e calor. Essas condi?º?Áes provocam um r?ípido desgaste. Isso acontece, por exemplo, com rotores. A nitreta?º?úo aumenta a resist?¬ncia de pe?ºas com superf?¡cie de dureza elevada. Os a?ºos mais indicados para esse tratamento s?úo os nitralloy steels, a?ºos que cont?®m cromo, alum?¡nio, molibd?¬nio e n?¡quel. Em geral, a nitreta?º?úo costuma ser feita ap??s o processo de t?¬mpera e revenimento. Assim, as pe?ºas nitretadas dispensam outros tratamentos t?®rmicos. Isso garante um baixo n?¡vel de distor?º?úo ou empenamento.

Nitreta?º?úo em banho de sal A nitreta?º?úo pode ser realizada em meio l?¡quido. Para isso, as pe?ºas s?úo mergulhadas num banho de sais fundidos, que s?úo as fontes de nitrog?¬nio. As pe?ºas permanecem no banho de duas ou tr?¬s horas numa temperatura que varia de 500??C a 580??C.

Nitreta?º?úo a g?ís A nitreta?º?úo a g?ís ?® realizada a uma temperatura de 500??C a 530??C. O porcesso ?® longo, podendo durar de quarenta a noventa horas. Nessa temperatura, a am??nia (NH3) ?® decomposta e o nitrog?¬nio, na camada superficial da pe?ºa, atinge uma profundidade de at?® 0,8 mm.

A camada de superf?¡cie met?ílica passa a se constituir de nitretos de ferro, cromo, molibd?¬nio, n?¡quel. Ap??s o tempo de aquecimento no forno, as pe?ºas s?úo retiradas e resfriadas ao ar.

Nesse processo, a superf?¡cie do a?ºo recebe por?º?Áes de carbono e nitrog?¬nio. O processo pode ser realizado em fornos de banhos de sal ou de atmosfera controlada (a g?ís). O resultado ?® uma maior dureza e resist?¬ncia ?ás superf?¡ceis de a?ºo.

O processo dura em torno de duas horas. A pe?ºa ?® submetida a uma temperatura que pode variar de 705??C a 900??C. Ap??s o processo, as pe?ºas s?úo resfriadas em ?ígua ou ??leo. O resultado ?® uma camada com espessura de 0,07 a 0,7 mm.

CEMENTA?ç?âO A cementa?º?úo ?® um processo termoqu?¡mico no qual quantidades maiores de carbono s?úo inseridas em superf?¡cies do a?ºo com teores reduzidos de carbono. ?ë um processo indicado para a?ºos – carbono ou a?ºos-ligas com teor de carbono inferior a 0,25%. A cementa?º?úo ?® capaz de aumentar esse teor mais ou menos 1%. Isso confere uma dureza maior ?á superf?¡cie do a?ºo, al?®m de uma maior tenacidade ao seu n??cleo.

Pe?ºas fabricadas em a?ºo com porcentagem m?®dia ou alta de carbono, e que v?úo sofrer opera?º?Áes severas de dobramento, tendem a se trincar. Por?®m, caso elas sejam elaboradas com a?ºo de baixo carbono (SAE 1010) e, em seguida, conformadas e cementadas, obter?úo uma maior resist?¬ncia contra o risco de trincar.

Existem tr?¬s tipos de cementa?º?úo: l?¡quida, S??lida e gasosa e CEMENTA?ç?âO L?ìQUIDA – Processo que utiliza sais fundidos, ricos em carbono, como os sais de cianeto e de carbonato. A temperatura deve ser de 930??C a 950??C. Nessa temperatura, os sais se tornam l?¡qui- CEMENTA?ç?âO S?ôLIDA – O processo consiste em colocar a pe?ºa em uma caixa de a?ºo contendo subst?óncias ricas em carbono, como car- v?úo de lenha, carbono de c?ílcio, coque e ??leo de linha?ºa. Em seguida, a pe?ºa ?® levada ao forno, a uma temperatura em torno de 930??C, durante o tempo necess?írio para obten?º?úo da camada desejada. De- pois, submete-se a pe?ºa ?á t?¬mpera para que ela adquira dureza. O tempo de perman?¬ncia no forno pode variar de uma a trinta horas, e CEMENTA?ç?âO GASOSA – ?ë considerado o processo de cementa?º?úo mais eficaz, porque permite cementar as pe?ºas com maior uniformi- dade e com a economia de energia. Utiliza g?ís propano (g?ís de cozi- nha) ou g?ís natural para a gera?º?úo de carbono. A temperatura varia ?ë importante lembrar que no processo de cementa?º?úo, as pe?ºas ainda precisam, ap??s passa- rem por um pr?®-aquecimento a 400??C, ser mergulhadas em banho fundido. A fun?º?úo do preaquecimento ?® a de eliminar ?ígua e evitar choque t?®rmico. A pe?ºa deve ser resfriada em sal- moura com 10 a 15% de cloreto de s??dio (NaCl) ou em ??leo de t?¬mpera.

COBRE O cobre foi o primeiro metal utilizado pelo homem. Com o cobre, o homem da antiguidade fez j??ias, objetos de adorno, utens?¡lios dom?®sticos (como vasos e potes), armas e ferramentas. A sua cor forte e inconfund?¡vel certamente teve um grande poder de atra?º?úo. A sua versatilidade, que permite in??meras utiliza?º?Áes, tamb?®m foi importante.

O cobre podia ser trabalhado a frio, o que facilitava a fabrica?º?úo de objetos. Por ser mais mole, era muito mais f?ícil de ser trabalhado com as ferramentas rudimentares do homem primitivo, que deve ter ficado fascinado ao descobrir que quanto mais batia no metal, mais duro ele ficava.

O cobre vem sendo utilizado h?í milhares de anos. Ele ?® considerado um metal escasso: h?í somente 0,007% de cobre na crosta terrestre. Em fun?º?úo disso ele ?® relativamente caro em rela?º?úo a outros metais.

O cobre ?® um metal n?úo-ferroso e n?úo magn?®tico. Para que ele seja fundido, ?® necess?írio alcan?ºar uma temperatura de 1.080??C. Ele ?® d??ctil e male?ível, podendo ser laminado a frio ou a quente. Ao ser laminado a frio, estirado ou estampado, ele endurece, tornando-se mais resistente e menos male?ível. Em fun?º?úo disso, ele ?® um metal fr?ígil, mas essa fragilidade pode ser corrigida por meio de tratamento t?®rmico. Outra caracter?¡stica importante, ?® que o cobre apresenta ??timas condi?º?Áes como condutor de calor e eletricidade.

O cobre n?úo oxida, ou seja, n?úo sofre altera?º?Áes ao entrar em contato com o ar seco em temperatura ambiente. Mas ao entrar em contato com o ar ??mido ele se recobre de uma camada esverdeada conhecida por azinhavre ou ÔÇ£zinabreÔÇØ (hidrocarbonato de cobre). Essa camada impede a oxida?º?úo do cobre, mas ?® prejudicial ?á sa??de. Ap??s o manuseio de artefatos de cobre, ?® recomen- d?ível que se lave as m?úos.

OBTENDO O COBRE Apesar de todas as vantagens que o cobre oferece, existe um problema na utiliza?º?úo do cobre. A maior parte do cobre ?® encontrada em pequenas quantidades, geralmente combinado com outros minerais. Existem alguns minerais que permitem a explora?º?úo econ??mica do cobre. S?úo os seguintes: ?À Alcopirita (Cu2S.Fe2S3), uma mistura de cobre, ferro e enxofre.

Para que o cobre seja obtido, o material bruto extra?¡do da terra precisa passar por processos complexos para separ?í-lo dos outros min?®rios com os quais ele est?í combinado. Veja as etapas necess?írias: 1 – Tritura?º?úo e moagem;

Na primeira etapa, o material passa por um triturador e depois por um moinho de bolas. Isso faz com que ele seja mo?¡do at?® se transformar em pequenos peda?ºos, que atingem tamanhos entre 0,05 e 0,5 mm.

Ap??s a tritura?º?úo, o min?®rio inserido em uma mistura de ?ígua com produtos qu?¡micos. Isso ?® realizado em um tanque especial, cuja base cont?®m uma entrada por onde o ar ?® soprado. Isso faz com que as part?¡culas que n?úo possuem cobre sejam encharcadas pela solu?º?úo l?¡quida. Essas part?¡- culas se transformam em ÔÇ£gangaÔÇØ, que ?® uma esp?®cie de lodo. Esse lodo acaba se depositando no fundo do tanque. Esse ?® o princ?¡pio que permite que o cobre comece a ser separado, j?í que o sulfeto de cobre e o sulfeto de ferro n?úo se misturam na ?ígua. Eles acabam se fixando nas bolhas de ar sopradas, formando uma espuma concentrada na superf?¡cie do tanque. Em seguida, a espuma ?® facilmente recolhida e desidratada. Essa ?® a segunda etapa.

Na terceira etapa, o material passa por decanta?º?úo e filtragem, o que permite obter um concentrado com 15% a 30% de cobre.

Em seguida, na quarta etapa, esse concentrado ?® colocado no rev?®rbero, um tipo de forno com chama direta, junto com fundentes. Nesse momento, parte das impurezas como enxofre, ars?¬nico e antim??nio, ?® eliminada do concentrado. Os sulfetos de ferro e cobre s?úo transformados em ??xidos. O material obtido nessa etapa cont?®m entre 35 e 55% de concentra?º?úo de cobre, e que ?® chamado de mate.

Na seq???¬ncia, o mate ?® levado aos conversores para a oxida?º?úo, o que servir?í para retirar enxofre e ferro do mate. No conversor, o ferro acaba se oxidando e unindo-se ?á s?¡lica, formando a esc??ria, que ?® eliminada. O enxofre que sobra ?® eliminado sob a forma de g?ís. Nessa etapa, o cobre obtido apresenta uma pureza entre 98% e 99,5% de cobre. Esse material recebe o nome de bl?¡ster, e ainda apresenta algumas impurezas, como antim??nio, bismuto, chumbo, n?¡quel, etc, al?®m de alguns metais nobres, como ouro e prata.

A ??ltima etapa ?® a refina?º?úo do bl?¡ster, que pode ser feita por dois tipos de processo: ?À refina?º?úo t?®rmica: esse processo faz com que o bl?¡ster seja fundido. Parte das impurezas restante ?® eliminada. O cobre obtido, cont?®m um n?¡vel de pureza de 99,9%. ?ë o tipo de cobre mais utilizado comercialmente. Ele ?® usado para a fundi?º?úo de lingotes que ser?úo transformados em chapas, tarugos, barras, fios, tubos, etc.

?À refina?º?úo eletrol?¡tica: esse processo envolve eletr??lise. Nesse caso, ?® preciso descarregar uma corrente el?®trica em uma solu?º?úo saturada de sulfato de cobre com 15% de ?ícido sulf??rico. O cobre impuro ?® decomposto. J?í o cobre puro se deposita em catodos feitos de folhas finas de cobre puro.

BRONZE Trata-se da liga mais antiga conhecida pelo homem. Ele cont?®m cobre (Cu) e estanho (Sn). O bronze tem um alto teor de dureza e oferece boa resist?¬ncia mec?ónica e ?á corros?úo. Ele tamb?®m ?® reconhecido como um bom condutor de eletricidade.

As ligas de bronze s?úo elaboradas de acordo com a utiliza?º?úo que se pretende dar ao material e com as propriedades que se quer aproveitar.

Nas ligas utilizadas hoje em dia, a propor?º?úo do estanho adicionado ao cobre chega a at?® 12%. O bronze com at?® 10% de estanho ?® ideal para ser laminado e estirado, al?®m de oferecer alta resist?¬ncia ?á tra?º?úo, ?á fadiga e ?á corros?úo. Esse tipo de liga ?® ??til para a fabrica?º?úo de engrenagens destinadas a trabalhos pesados e pe?ºas que ser?úo submetidas a n?¡veis elevados de compress?úo. Tubos, parafusos, componentes industriais e varetas e eletrodos para soldagem s?úo outras destina?º?Áes do bronze.

Existem ligas com 98,7% de cobre e 1,3% de estanho, e que s?úo muito utilizadas. Ele tem algumas propriedades vantajosas: pode ser unido por meio de solda forte, de solda de prata e solda por fus?úo, al?®m de ser facilmente conformado por processos como dobramento, recalcamento, prensagem e forjamento em matrizes. Esse tipo de cobre ?® usado na fabrica?º?úo de contatos el?®tri- cos e mangueiras flex?¡veis.

Al?®m do estanho, o bronze tamb?®m pode receber pequenas quantidades de outros materi- ais: ?À Chumbo: facilita a usinagem.

?À F??sforo: oxida a liga e melhora a qualidade das pe?ºas que sofrem desgaste por fric?º?úo.

Hoje existem bronzes especiais que n?úo cont?¬m estanho. S?úo ligas com uma grande resis- t?¬ncia mec?ónica e t?®rmica, al?®m de sofrerem menos corros?úo. ?ë o caso do bronze de alum?¡nio, que ?® produzido com at?® 13% de alum?¡nio. Essa liga ?® usada na lamina?º?úo a frio de chapas resistentes ?á corros?úo, na fabrica?º?úo de recipientes para a ind??stria qu?¡mica; instala?º?Áes criog?¬nicas, compo- nentes de torres de resfriamento; autoclaves de tubos de condensadores, hastes e h?®lices navais; evaporadores e trocadores de calor; engrenagens e ferramentas para a conforma?º?úo de pl?ísticos; buchas e pe?ºas resistentes ?á corros?úo.

Outra liga com alta resist?¬ncia ?á corros?úo e ?á fadiga ?® o bronze ao berilo, que cont?®m at?® 2% de berilo. ?ë um material que, ap??s passar por tratamento qu?¡mico, adquire maior dureza e condutividade el?®trica.Em fun?º?úo da sua elevada resist?¬ncia mec?ónica e propriedades antifaiscantes, essa liga ?® muito utilizada na fabrica?º?úo de equipamentos de soldagem e ferramentas el?®tricas n?úo faiscantes.

O bronze ao sil?¡cio tamb?®m oferece alta resist?¬ncia e tenacidade. Ele ?® produzido com at?® 4% de sil?¡cio (Si). Trata-se de uma liga muito utilizada na fabrica?º?úo de pe?ºas para a ind??stria naval, tanques para ?ígua quente, tubos para trocadores de calor, caldeiras, al?®m da produ?º?úo de pregos e parafusos.

O ALUM?ìNIO O alum?¡nio ?® um material muito especial. Ele tem propriedades singulares que fazem com que ele seja utilizado de muitas maneiras. Ele ?® resistente ?á corros?úo, oferece boas condi?º?Áes de condu- ?º?úo de calor e eletricidade, e tem um ponto de fus?úo relativamente baixo: 658??C. Al?®m disso, ele ?® bastante leve.

O alum?¡nio, ao contr?írio de muitos outros metais, foi uma descoberta recente da ci?¬ncia. Ela aconteceu durante a Revolu?º?úo Industrial, per?¡odo muito importante da hist??ria da humanidade que se desenrolou entre o s?®culo 18 e 19. Era uma ?®poca em que havia muitos especialistas realizando experi?¬ncias cient?¡ficas.

A descoberta do alum?¡nio n?úo foi um ato isolado. Foi um processo que se desenrolou em ?®pocas diferentes, por interm?®dio de cientistas que desenvolveram t?®cnicas que iriam culminar na obten?º?úo do alum?¡nio. Sir Humphrey Davy, um estudioso ingl?¬s, foi um deles. No come?ºo do s?®culo ele conseguiu desenvolver uma liga de ferro e alum?¡nio. Ele determinou que se tratava de um ??xido de um metal. Foi dele a id?®ia de batizar o material com o nome de aluminium.

Em 1825, o dinamarqu?¬s Hans Christian Oersted conseguiu separar o alum?¡nio de seu ??xido por interm?®dio do aquecimento de uma mistura de pot?íssio e cloreto de alum?¡nio. Com isso ele obteve uma esp?®cie de alum?¡nio impuro. Seria necess?írio o trabalho de outro cientista, o franc?¬s Henri Claire Deville, para se obter um alum?¡nio com um grau mais elevado de pureza. Ele conseguiu reduzir o ??xido existente na alumina e obteve um material um ?¡ndice de pureza de 97 % de alum?¡nio.

O grande salto cient?¡fico aconteceu com o empenho de dois cientistas, um franc?¬s, Paul Heroult, e um americano, Charles Martin Hall. Em 1886, cada um deles, trabalhando em seu res- pectivo pa?¡s, desenvolveu pesquisas em que foi poss?¡vel descobrir o processo de decomposi?º?úo eletrol?¡tica do ??xido de alum?¡nio, dissolvido em criolita derretida. Trata-se de um processo baseado no princ?¡pio da eletr??lise e que ainda hoje ?® utilizado.

O alum?¡nio ?® um metal que todos nos conhecemos muito bem. Afinal, ele ?® a mat?®ria prima mais utilizada na fabrica?º?úo de panelas e embalagens. Por ser leve, resistente ?á luz e ?á umidade, ele ?® usado para embalar uma quantidade enorme de produtos: de bebidas a alimentos, de rem?®dios a pastas de dente.

Mas existem outras utilidades mais avan?ºadas. Ele ?® componente importante na fabrica?º?úo de sat?®lites, avi?Áes e antenas de televis?úo. A sua leveza permite a fabrica?º?úo de ve?¡culos com peso reduzido, o que garante um menor consumo de combust?¡vel.

A sua resist?¬ncia a corros?úo faz com que ele seja muito utilizado na em constru?º?Áes como mat?®ria prima de esquadrias de pr?®dios e de tanques para transporte ou armazenamento de com- bust?¡veis e produtos qu?¡micos. Por oferecer uma alta condutividade el?®trica, ele tamb?®m ?® usado na fabrica?º?úo de cabos a?®reos para a transmiss?úo de energia el?®trica.

Uma grande vantagem do alum?¡nio ?® que ele pode ser facilmente mold?ível, permitindo que ele passe por qualquer processo de fabrica?º?úo. Com o alum?¡nio voc?¬ pode fazer quase tudo: laminar, forjar, prensar, lixar, dobrar, furar, serrar, tornear, etc. Voc?¬ pode, tamb?®m, fabricar pe?ºas de alum?¡- nio com o aux?¡lio de fundi?º?úo em areia, fundi?º?úo em coquilhas ou fundi?º?úo sob press?úo.

Outra qualidade do alum?¡nio ?® que ele pode ser unido por todos os processos usuais: rebitagem, colagem, soldagem e brasagem. ?ë poss?¡vel tratar a sua superf?¡cie com diversos tipos de t?®cnicas, como a enverniza?º?úo, a esmalta?º?úo e a anodiza?º?úo.

Ou seja, o alum?¡nio tem in??meras utilidades e representa uma grande descoberta para a ind??stria. Ele ?®, atualmente, o metal mais usado depois do a?ºo. Sua produ?º?úo ?® superior ao de todos os outros metais n?úo-ferrosos juntos.

As pesquisas realizadas pelos cientistas citados anteriormente serviram para o desenvolvi- mento de t?®cnicas para a obten?º?úo. Como foi j?í dito a eletr??lise ainda ?® uma t?®cnica muito utiliza- da. Mas, antes de aplic?í-la, ?® necess?írio obter a bauxita. A partir dela se obt?®m a alumina. Com a alumina, se obt?®m o min?®rio mais puro, ou o alum?¡nio propriamente dito.

CONHECENDO AS LIGAS DE ALUM?ìNIO Assim como acontece com outros metais, ?® poss?¡vel alterar as propriedades do alum?¡nio com a adi?º?úo de um ou mais de um elemento, formando uma liga. Esse processo de adi?º?úo ?® feito depois que o alum?¡nio puro, em estado liquido, ?® retirado do forno eletrol?¡tico para ser levado ao forno de espera, onde o elemento ?® adicionado.

Os elementos mais utilizados para a forma?º?úo de ligas s?úo o cobre, o mangan?¬s, o sil?¡cio, o zinco e o magn?®sio. O elemento e a propor?º?úo escolhida para a forma?º?úo da dependem das carac- ter?¡sticas que se deseja obter.

A liga de alum?¡nio com cobre ?® produzida para se obter um material com boa usinabilidade e uma grande resist?¬ncia mec?ónica. Para isso, ?® necess?írio fazer com que a liga passe por tratamen- tos t?®rmicos especiais. ?ë poss?¡vel obter uma resist?¬ncia ?á tra?º?úo superior ?á apresentada por alguns a?ºos de baixo teor de carbono. Como essa liga oferece uma maior resist?¬ncia aliada a um peso reduzido, ela ?® utilizada para a fabrica?º?úo de avi?Áes e ve?¡culos automotivos. A liga de alum?¡nio com cobre tamb?®m costuma ser usada para a produ?º?úo de pe?ºas que precisam suportar temperaturas ao redor de 150??C.

A liga de mangan?¬s com alum?¡nio apresenta uma resist?¬ncia mec?ónica que pode alcan?ºar um ?¡ndice 20 % superior ao observado no alum?¡nio puro. Apesar dessa resist?¬ncia, essa liga mant?®m a vantagem de poder passar por todos os processos de conforma?º?úo e fabrica?º?úo mec?ónicas, como a prensagem, a soldagem e a rebitagem, por exemplo.

Essa liga tem outras vantagens: ela pode passar por tratamentos de superf?¡cie, tem uma boa condutividade el?®trica e oferece resist?¬ncia ?á corros?úo. Em fun?º?úo dessas caracter?¡sticas, essa liga ?® indicada para aplica?º?Áes semelhantes ?ás do alum?¡nio puro: fabrica?º?úo de latas de bebidas, telhas, embalagens, placas de carro, refletores, trocadores de calor, equipamentos qu?¡micos e material decorativo voltado para a constru?º?úo civil.

A liga de alum?¡nio-sil?¡cio se caracteriza por oferecer ponto de fus?úo baixo e uma consider?ível resist?¬ncia ?á corros?úo. O teor utilizado de sil?¡cio pode variar. Se o ?¡ndice de sil?¡cio chega a um valor pr??ximo a 12%, a liga ?® indicada para a fabrica?º?úo de pe?ºas fundidas e como material de enchimen- to em processos de soldagem e brasagem.

O magn?®sio ?® adicionado ao alum?¡nio para conferir propriedades ??teis na ind??stria. A liga de alum?¡nio-magn?®sio ?® ideal para processos de soldagem. Ela tamb?®m tem uma boa resist?¬ncia ?á corros?úo. Em raz?úo dessa qualidade, ela ?® bastante utilizada na fabrica?º?úo de barcos e carrocerias para ??nibus, e no revestimento de tanques que armazenam gases e l?¡quidos a temperaturas baixas.

O alum?¡nio tamb?®m ?® misturado a mais de um elemento. Existem ligas que cont?®m magn?®sio e sil?¡cio. Essas ligas s?úo produzidas em fun?º?úo das caracter?¡sticas vantajosas que apresentam: s?úo resistentes ?á corros?úo, s?úo facilmente moldadas, usinadas e soldadas e podem ser utilizadas em

v?írios processos de acabamento, como o envernizamento, a esmalta?º?úo e o polimento. Essa liga ?® ??til na constru?º?úo civil, na fabrica?º?úo de ve?¡culos e m?íquinas e na produ?º?úo de fios para cabos de alta tens?úo. Apesar das suas vantagens, essas ligas oferecem uma resist?¬ncia mec?ónica ligeira- mente inferior ?ás ligas de alum?¡nio e cobre.

Algumas combina?º?Áes de elementos para ligas de alum?¡nio s?úo mais complexas. Existem ligas s?úo elaboradas com a adi?º?úo de zinco (Zn) e parcelas pequenas de magn?®sio (Mn), cobre (Cu) ou cromo (Cr). Ligas como essas passam por algum tipo de tratamento t?®rmico para serem utiliza- das na fabrica?º?úo de avi?Áes ou outros processos que envolvem materiais com boa resist?¬ncia e peso reduzido.

Existem ainda outros elementos que podem ser agregados ao alum?¡nio, tais como o estanho, o bismuto, o n?¡quel, o chumbo e o tit?ónio, por exemplo. De acordo com o material utilizado, as combina?º?Áes e as propor?º?Áes de materiais, pode-se obter diversos tipos de ligas com variadas indica?º?Áes.

Para facilitar a compreens?úo das propriedades das ligas de alum?¡nio citadas, temos aqui uma tabela que resume as suas principais caracter?¡sticas.

Elemento adicionado Caracter?¡sticas Aplica?º?Áes Alum?¡nio Puro Ductilidade, condutividade el?®trica e Embalagens, folhas muito finas, t?®rmica, resist?¬ncia ?á corros?úo recipientes para a ind??stria qu?¡mica, condutores el?®tricos Cobre Resist?¬ncia mec?ónica, resist?¬ncia a altas Rodas de caminh?Áes, rodas, temperaturas e ao desgaste, usinabilidade estrutura e asas de avi?Áes, cabe?ºotes de cilindros de motores de avi?Áes e caminh?Áes, pist?Áes e blocos de cilindros de motores Mangan?¬s Ductilidade, melhor resist?¬ncia mec?ónica Esquadrias para constru?º?úo civil, ?á corros?úo recipientes para ind??stria qu?¡mica Elemento adicionado Caracter?¡sticas Aplica?º?Áes Sil?¡cio Baixo ponto de fus?úo, melhor resist?¬ncia ?á Soldagem forte, pe?ºas fundidas. corros?úo, fundibilidade Sil?¡cio com cobre ou magn?®sio Resist?¬ncia mec?ónica ao desgaste e ?á Chassis de bicicletas, pe?ºas de corros?úo, ductilidade, soldabilidade, autom??veis, estruturas usinabilidade, baixa expans?úo t?®rmica soldadas, blocos e pist?Áes de motores, constru?º?úo civil Magn?®sio Resist?¬ncia ?á corros?úo em atmosferas Barcos, carrocerias de ??nibus, marinhas, soldabilidade usinabilidade tanques criog?¬nicos Zinco Alta resist?¬ncia mec?ónica e baixo peso Partes de avi?Áes Zinco e magn?®sio Resist?¬ncia ?á tra?º?úo e ?á corros?úo, Brasagem soldabilidade, usinabilidade Estanho Resist?¬ncia ?á fadiga e ?á corros?úo por ??leo Capa de mancal, mancais lubrificante. fundidos, bielas.

O LAT?âO O lat?úo ?® fabricado a partir de uma liga de cobre e zinco. A propor?º?úo encontrada pode variar um pouco, indo de 5 a 45% de zinco. Sua temperatura de fus?úo varia de 800??C a 1.070??C, dependendo do teor de zinco que ele apresenta. Em geral, quanto mais zinco o lat?úo contiver, mais baixa ser?í sua temperatura de fus?úo. O lat?úo ?® muito utilizado em objetos de decora?º?úo, em acabamento de m??veis e fechaduras.

Uma caracter?¡stica curiosa do lat?úo ?® que ele sofre altera?º?Áes de cor, dependendo da porcen- tagem de cobre utilizada na liga. Essa informa?º?úo est?í resumida na tabela a seguir: Porcentagem de Zinco(%) 2 10 15 a 20 30 a 35 40 Cor Cobre Ouro Velho Avermelhado Amarelo Amarelo Claro (Lat?úo Vermelho) Brilhante (lat?úo amarelo)

O lat?úo ?® male?ível, tem uma relativa resist?¬ncia mec?ónica e uma ??tima resist?¬ncia ?á corro- s?úo, al?®m de ser um bom condutor de eletricidade e calor. Ele pode ser forjado, laminado, fundido e estirado a frio.

Uma vantagem do lat?úo ?® que ele pode passar por quase todos os m?®todos de conforma?º?úo a quente e a frio e muitos dos processos de solda. Se a liga apresenta ?¡ndices de at?® 30% de zinco, o lat?úo tamb?®m pode ser conformado atrav?®s de mandrilagem, usinagem, corte e dobramento, e pode ser unido por solda de estanho ou prata. Nessa propor?º?úo, o lat?úo ?® indicado para a produ?º?úo de cartuchos de muni?º?úo, rebites, carca?ºas de extintores, n??cleos de radiadores, tubos de trocado- res de calor e evaporadores. Quando atinge uma propor?º?úo de 40 a 45% de zinco, o lat?úo pode ser empregado na fabrica?º?úo de barras para enchimento usadas na solda forte de a?ºos-carbono, ferro fundido, lat?úo e outras ligas.

As propriedades do lat?úo tamb?®m podem ser alteradas com a adi?º?úo de alguns elementos. ?ë poss?¡vel aprimorar a sua resist?¬ncia mec?ónica, a usinabilidade e a resist?¬ncia ?á corros?úo. Os ele- mentos utilizados s?úo o chumbo, o estanho e o n?¡quel.

A liga de lat?úo com chumbo cont?®m 1 a 3% de chumbo. ?ë uma liga com uma boa usinabilidade, utilizada na fabrica?º?úo de pe?ºas por estampagem a quente que necessitam de posterior usinagem.

J?í a liga com estanho costuma ter at?® 2% desse ??ltimo metal. ?ë uma liga que oferece uma ??tima resist?¬ncia ?á corros?úo em ambientes marinhos, o que a indica para a fabrica?º?úo de pe?ºas de barcos.

LIGAS DE COBRE E N?ìQUEL As ??ltimas ligas da fam?¡lia do cobre s?úo aquelas em que o n?¡quel participa em propor?º?Áes que variam entre 5 e 50%. Essas ligas t?¬m boa ductibilidade, boa resist?¬ncia mec?ónica e ?á oxida?º?úo, e

boa condutividade t?®rmica. S?úo facilmente conform?íveis, podendo ser transformadas em chapas, tiras, fios, tubos e barras. Elas podem ser unidas pela maioria dos m?®todos de solda forte e por solda de estanho.

Com uma propor?º?úo de at?® 30% de n?¡quel, a liga ?® usada em tubula?º?Áes hidr?íulicas e pneu- m?íticas, moedas e medalhas e na fabrica?º?úo de resistores, componentes de condensadores, tubos para trocadores de calor, casquilhos, condutos de ?ígua salgada, tubos de destiladores, resistores e condensadores.

As ligas com teores de n?¡quel na faixa de 35 a 57% recebem o nome de constantan e s?úo usadas para a fabrica?º?úo de resistores e termopares.

COMBATENDO A CORROS?âO Um dos maiores inimigos do metal ?® a corros?úo. A corros?úo ?® um processo na qual o metal ?® lentamente destru?¡do em fun?º?úo das rea?º?Áes qu?¡micas e eletroqu?¡micas que certos materiais apre- sentam quando est?úo em um meio corrosivo. Nesse processo, o metal perde suas propriedades e se transforma em outra subst?óncia. ?ë a famosa ÔÇ£ferrugemÔÇØ, que ?® um tipo de ??xido de ferro.

Isso afeta a resist?¬ncia de uma pe?ºa, inutilizando-a. Isso pode trazer preju?¡zos financeiros ou riscos ?á integridade de m?íquinas e objetos. Por isso, uma das grandes preocupa?º?Áes da ind??stria ?® criar t?®cnicas capazes de evitar ou minimizar a corros?úo dos metais.

A origem da corros?úo est?í na produ?º?úo do ferro. O ferro ?® obtido no estado l?¡quido. Quando ele ?® resfriado, suas part?¡culas formam uma estrutura cristalina. O problema ?® que as impurezas que permanecem no ferro durante a sua produ?º?úo, podem se distribuir entre os cristais, criando altera?º?Áes na estrutura do metal obtido, sobretudo na sua superf?¡cie. Deforma?º?Áes nos cristais tamb?®m podem ser ocasionadas por transforma?º?Áes mec?ónicas.

Essas modifica?º?Áes provocam o surgimento de regi?Áes com cargas el?®tricas positivas e negativas na superf?¡cie do metal. Bastas a presen?ºa de um eletr??lito – que ?® uma solu?º?úo capaz de conduzir corrente el?®trica – para gerar um processo corrosivo no metal, pois a solu?º?úo fecha o contato entre os p??los positivo e negativo. Os eletr??litos podem ser facilmente encontrados na natureza. Por isso, o meio corrosivo pode ser o pr??prio ambiente em que se encontra o metal. A ?ígua, a terra e o ar podem apresentar riscos de corros?úo dos metais. Uma das maiores v?¡timas da corros?úo ?® o a?ºo.

?ë comum a corros?úo se manifestar de forma generalizada. Nesse caso, ela ?® denominada corros?úo uniforme. ?ë aquele tipo de corros?úo comum, de cor marrom avermelhada. ?ë um tipo de corros?úo superficial. Mas existem outros tipos de corros?úo que podem atingir profundamente o metal, de forma localizada. Esse tipo de corros?úo ?® mais destrutivo.

Para combater a corros?úo ?® necess?írio evitar que os eletr??litos entrem em contato com a superf?¡cie do metal. Por isso ?® importante proteger a superf?¡cie do metal do meio corrosivo. Pode- se, por exemplo, recobrir o metal com pel?¡culas met?ílicas ou org?ónicas, de espessura e composi?º?úo adequadas. Esse recobrimento ?® feito por meio da metaliza?º?úo e da pintura.

METALIZA?ç?âO ?ë um processo na qual se aplica um metal para a prote?º?úo, dando efeito decorativo ?á pe?ºa. Nas pe?ºas de a?ºo cromadas, a pe?ºa ?® coberta por camadas de cobre, n?¡quel e cromo.

Outra forma de tratamento de superf?¡cie ?® a zincagem pelo processo de imers?úo a quente – ou zincagem a fogo como ?® conhecido. O material, previamente preparado, ?® mergulhado num tanque de zinco em estado de fus?úo. O zinco adere ao a?ºo, formando uma camada espessa que protege a pe?ºa da corros?úo.

PINTURA A pintura de metais n?úo ?® t?úo simples com o a pintura de uma parede. ?ë necess?írio cobrir integralmente a superf?¡cie do metal. Existem v?írios processos de pintura que permitem uma cober- tura segura. ?ë o caso da a pintura de autos ou de eletrodom?®sticos, que exige a fosfatiza?º?úo da superf?¡cie antes de aplicar as tintas.

O conte??do desta apostila foi baseado no Curso B?ísico de Mec?ónica Industrial da For?ºa Sindical.

INTRODU?ç?âO ?Ç HIDR?üULICA A Hidr?íulica consiste no estudo das caracter?¡sticas e usos dos fluidos. Desde o in?¡cio, o homem serviu-se dos fluidos para facilitar o seu trabalho. A hist??ria antiga registra que dispositivos engenhosos, como bombas e rodas d’?ígua j?í eram conhecidos desde ?®pocas bem remotas. Entretanto, s?? no s?®culo XVII, o ramo da Hidr?íulica que nos interessa, foi utilizado. Baseava-se no princ?¡pio descoberto pelo cientista franc?¬s Pascal, que consistia no uso de fluido confinado para transmitir e multiplicar for?ºas e modificar movimentos.

A lei de Pascal, resumia-se em: ÔÇ£A PRESS?âO EXERCIDA EM UM PONTO QUALQUER DE UM L?ìQ?£IDO EST?üTICO ?ë A MESMA EM TODAS AS DIRE?ç?òES E EXERCE FOR?çAS IGUAIS EM ?üREAS IGUAIS.ÔÇØ

Esee preceito explica por que uma garrafa de vidro se quebra se a rolha for for?ºada a entrar na c?ómara cheia: o fluido, praticamente incompress?¡vel, transmite a for?ºa aplicada na rolha ?á garrafa (fig. 1), resultando disso uma for?ºa excessivamente alta numa ?írea maior que a da rolha. Assim, ?® poss?¡vel quebrar o fundo de uma garrafa, aplicando-se uma for?ºa moderada na rolha.

Talvez seja pela simplicidade da Lei de Pascal que o homem n?úo percebeu o seu enorme potencial por dois s?®culos.

Somente no princ?¡pio da Revolu?º?úo Industrial ?® que um mec?ónico brit?ónico, Joseph Bramah, veio a utilizar a descoberta de Pascal para desenvolver uma prensa hi- dr?íulica. Bramah, concluiu

que, se uma for?ºa moderada aplicada a uma pequena ?írea, criava proporcionalmente uma for?ºa maior numa ?írea maior, o ??nico limite ?á for?ºa de uma m?íquina seria a ?írea em que se aplicasse a press?úo.

A fig.2 demonstra como Bramah aplicou o princ?¡pio de Pascal ?á prensa hidr?íulica. A for?ºa aplicada ?® a mesma utilizada na rolha (fig. 1) e o pist?úo menor tem a mesma ?írea, ou seja, 1 cm2. O pist?úo maior tem 10 cm2. O pist?úo maior ?® empurrado com 10 Kgf numa ?írea de 1 cm2, para que possa suportar uma massa de 100 Kg. Observa-se que as for?ºas que equilibram esse sistema s?úo proporcionais ?ás ?íreas dos cilindros. Assim sendo, se a ?írea de sa?¡da for de 200 cm2, a for?ºa de sa?¡da ser?í de 2.000 Kgf (no caso, a cada cm2 correspondem 10 Kgf). Esse ?® o princ?¡pio de opera?º?úo de um macaco hidr?íulico ou de uma prensa hidr?íulica. ?ë interessante notar a semelhan?ºa entre essa prensa simples e uma alavanca mec?ónica (vista B).

DEFINI?ç?âO DE PRESS?âO Para se determinar a for?ºa total aplicada a uma superf?¡cie, ?® necess?írio conhecer-se a pres- s?úo ou a for?ºa aplicada a uma unidade da ?írea. Normalmente, essa press?úo ?® expressa em Kgf por cent?¡metro quadrado (Atmosferas, abreviado como Atm). Sabendo a press?úo e a ?írea em que se aplica, podemos determinar a for?ºa total: For?ºa em Kgf = Press?úo (Kgf / cm2) x ?ürea (cm2)

CONSERVA?ç?âO DE ENERGIA Uma lei fundamental da F?¡sica afirma que a energia n?úo pode ser criada nem destru?¡da. A multiplica?º?úo de for?ºas (fig. 2) n?úo ?® o caso de se obter alguma coisa por nada. O pist?úo maior, movido pelo fluido deslocado do pist?úo menor, faz com que a dist?óncia de cada pist?úo se movimente inversamente proporcional ?ás suas ?íreas (fig. 3). O que se ganha com rela?º?úo ?á for?ºa tem que ser sacrificado em dist?óncia ou velocidade.

TRANSMISS?âO DE ENERGIA HIDR?üULICA A Hidr?íulica pode ser definida como um meio de transmitir energia, pressionando um l?¡quido confinado. O componente de entrada de um sistema hidr?íulico chama-se bomba, e o de sa?¡da, atuador. Para fins de simplifica?º?úo, demonstramos um pist?úo simples e queremos ressaltar que a maior parte das bombas incorpora v?írios pist?Áes, palhetas ou engrenagens, como elementos de bombeamento. Os atuadores podem ser do tipo linear, como o cilindro demonstrado ou rotativo, no caso de motores hidr?íulicos.

O sistema hidr?íulico n?úo ?® uma fonte de energia. A fonte de energia ?® o acionador, tal como o motor que gira a bomba. Ent?úo por que n?úo esquecer a hidr?íulica e ligar a parte mec?ónica diretamente ao acionador principal? A resposta est?í na versatilidade de um sistema hidr?íulico, o qual oferece algumas vantagens sobre outros meios de transmiss?úo de energia.

VANTAGENS DO ACIONAMENTO HIDR?üULICO VELOCIDADE VARI?üVEL – A maior parte dos motores el?®tricos tem uma velocidade constante e isso ?® aceit?ível quando temos que operar uma m?íquina a uma velocidade constante. O atuador (linear ou rotativo) de um sistema hidr?íulico, entretanto, pode ser acionado a velocidades vari?íveis e infinitas, desde que variando o deslocamento da bomba ou utilizando-se de uma v?ílvula controladora de vaz?úo.

REVERSIBILIDADE – Poucos s?úo os acionadores revers?¡veis. Os que o s?úo, normal- mente, precisam ser quase parados antes de se poder inverter o sentido de rota?º?úo. O atuador hidr?íulico pode ser invertido instantaneamente, sem quaisquer danos, mesmo em pleno movimento. Uma v?ílvula direcional de 4 vias ou uma bomba revers?¡vel atua nesse controle, enquanto que a v?ílvula de seguran?ºa protege os componentes do sistema contra press?Áes excessivas.

PROTE?ç?âO CONTRA SOBRECARGAS – A v?ílvula de seguran?ºa protege o sistema hi- dr?íulico de danos causados por sobrecargas. Quando a carga excede o limite da v?ílvu- la, desvia-se o fluxo da bomba ao tanque, com limites definidos ao torque ou ?á for?ºa. A v?ílvula de seguran?ºa tamb?®m permite ajustar uma m?íquina ?á for?ºa ou ao torque especificado, tal como numa opera?º?úo de travamento.

DIMENS?òES REDUZIDAS – Devido ?ás condi?º?Áes de alta velocidade e press?úo, os com- ponentes hidr?íulicos possibilitam transmitir um m?íximo de for?ºa num m?¡nimo peso e espa?ºo.

PARADA INSTANT?éNEA – Se pararmos instantaneamente um motor el?®trico, pode- mos danific?í-lo ou queimar o fus?¡vel. Da mesma forma, as m?íquinas n?úo podem ser bruscamente paradas e ter seu sentido de rota?º?úo invertido, sem a necessidade de se dar novamente a partida. Entretanto, um atuador hidr?íulico pode ser parado sem danos quando sobrecarregado e recome?ºar imediatamente assim que a carga for re- duzida. Durante a parada, a v?ílvula de seguran?ºa simplesmente desvia a vaz?úo da bomba ao tanque.

?ôLEO HIDR?üULICO Qualquer l?¡quido ?® essencialmente incompress?¡vel, e, assim sendo, transmite for?ºa num sis- tema hidr?íulico, instantaneamente. A palavra ÔÇ£hidr?íulicaÔÇØ prov?®m do grego hydra que significa ?ígua e aulos que significa cano ou tubo.

A primeira prensa hidr?íulica, de Bramah, e algumas prensas ainda em uso utilizavam ?ígua como meio de transmiss?úo. Todavia, o l?¡quido mais comum utilizado nos sistemas hidr?íulicos ?® derivado de petr??leo. O ??leo transmite for?ºa quase instantaneamente, por ser praticamente incompress?¡vel. A compressibilidade de um ??leo ?® 1/2 por cento ?á press?úo de 70 Kg/cm2, porcenta- gem essa que pode ser desprezada nos sistemas hidr?íulicos. O ??leo ?® mais usado porque serve de lubrificante para as pe?ºas m??veis dos componentes.

PRESS?âO NUMA COLUNA DE FLUIDO O peso de certo volume de um ??leo varia em fun?º?úo de sua viscosidade. Entretanto, o peso por volume da maioria dos ??leos hidr?íulicos ?® 0,90 Kg/cm2. Um fato importante relacionado ao peso de um ??leo ?® o efeito causado quando o ??leo entra em uma bomba. O peso do ??leo cria uma press?úo de 0,090 Kg/cm2 no fundo de uma coluna de 1 m de ??leo. Para cada metro adicional, teremos um acr?®scimo equivalente a mais 0,090 Kg/cm2 de press?úo. Assim, para calcular a pres- s?úo no fundo de uma coluna de ??leo, basta simplesmente multiplicar a altura em metros por 0,09 Kg cm2.

Aplicando esse princ?¡pio, consideremos, agora, as condi?º?Áes nas quais o reservat??rio est?í localizado acima ou abaixo da entrada da bomba. Quando o n?¡vel do ??leo est?í acima da entrada da bomba, uma press?úo positiva for?ºa o ??leo para dentro da bomba. Por outro lado, se a bomba estiver localizada acima do n?¡vel do ??leo, um v?ícuo equivalente a 0,09 Kg/cm2 por metro ser?í necess?írio para levantar o ??leo at?® a entrada da bomba. Na verdade, o ??leo n?úo ?® levantado pelo v?ícuo, mas ?® for?ºado pela press?úo atmosf?®rica, no v?úo criado no orif?¡cio de entrada, quando a bomba est?í em funcionamento. A ?ígua e os diversos fluidos hidr?íulicos resistentes ao fogo s?úo mais pesados do que o ??leo e, portanto, requerem mais v?ícuo por metro de levantamento.

A PRESS?âO ATMOSF?ëRICA ALIMENTA A BOMBA A bomba ?® normalmente alimentada pelo ??leo proveniente da diferen?ºa de press?úo entre o reservat??rio e sua entrada. Normalmente a press?úo no reservat??rio ?® a press?úo atmosf?®rica, ou seja, 1 Kg/cm2. ?ë necess?írio ent?úo criar um v?ícuo parcial ou uma press?úo reduzida para que haja fluxo.

Em um macaco hidr?íulico t?¡pico, com um simples pist?úo alternado, ao puxar o pist?úo cria-se um v?ícuo parcial na c?ómara de bombeamento. A press?úo atmosf?®rica no reservat??rio empurra o ??leo, enchendo o v?úo. (Numa bomba rotativa, as c?ómaras sucessivas aumentam de tamanho, ao passarem pela entrada, criando-se assim uma condi?º?úo id?¬ntica).

Se for poss?¡vel formar um v?ícuo completo na entrada, haver?í ent?úo 1 Kg/cm2 de press?úo para empurrar o ??leo para dentro da c?ómara. Entretanto, a diferen?ºa de press?Áes deve ser bem menor, pois os l?¡quidos vaporizam no v?ícuo total. Isto provoca a forma?º?úo de bolhas de ar no ??leo: as bolhas atravessam a bomba, explodindo com for?ºa consider?ível quando expostas ?á press?úo na sa?¡da: dani- ficam a bomba de tal maneira que provocam o mau funcionamento e reduzem sua vida ??til.

Mesmo que o ??leo tenha boas caracter?¡sticas de vaporiza?º?úo, uma press?úo muito baixa na entrada (alto ?¡ndice de v?ícuo) permitir?í ao ar misturado com ??leo escapar. Essa mistura de ar com ??leo pode causar a cavita?º?úo (o nome dado ao fen??meno de vaporiza?º?úo de um l?¡quido pela redu?º?úo da press?úo a uma temperatura constante). Quanto mais rapidamente a bomba girar menor ser?í essa press?úo, aumentando assim a possibilidade de cavita?º?úo.

Se as conex?Áes da entrada n?úo forem bem vedadas, o ar ?á press?úo atmosf?®rica concentra- se na ?írea de baixa press?úo e entra na bomba. Essa mistura tamb?®m ?® inconveniente e barulhenta, mas diferente da que provoca a cavita?º?úo. O ar, quando exposto ?á press?úo na sa?¡da, ?® comprimido formando um amortecedor e n?úo cede t?úo violentamente. N?úo se dissolve no ??leo mas entra no sistema como bolhas compress?¡veis, que causam opera?º?Áes irregulares na v?ílvula e no atuador.

A maioria dos fabricantes de bombas recomenda um v?ícuo m?íximo de 0,85 Kg/cm2 absoluto na entrada da bomba. Assim, com uma press?úo de 1 Kg/cm2, resta uma diferen?ºa de 0,15 Kg/cm2 para empurrar o ??leo para dentro da bomba. Deve-se evitar alturas de suc?º?úo excessivas para que as linhas de entrada permitam o fluxo com um m?¡nimo de atrito.

AS BOMBAS DE DESLOCAMENTO POSITIVO CRIAM O FLUXO A maioria das bombas utilizadas nos sistemas hidr?íulicos ?® classificada como bomba de deslocamento positivo. Isso significa que, a exce?º?úo de varia?º?Áes no rendimento, o deslocamento ?® constante, indiferentemente ?á press?úo. A sa?¡da ?® positivamente separada da entrada, de forma que o que entra na bomba ?® for?ºado para a sa?¡da.

A ??nica fun?º?úo da bomba ?® criar o fluxo; a press?úo ?® causada pela resist?¬ncia ao fluxo. H?í uma tend?¬ncia comum em responsabilizar a bomba por qualquer perda de press?úo que ocorra. Com poucas exce?º?Áes, a perda de press?úo s?? ocorre quando h?í um vazamento de forma a desviar todo o fluxo da bomba.

Para ilustrar, suponhamos que uma bomba de deslocamento de 10 litros/minuto seja utiliza- da para empurrar o ??leo sob um pist?úo de 10 cm2 de ?írea e levantar um peso equivalente a 1.000 quilos. Enquanto o peso est?í sendo levantado ou mantido pelo ??leo hidr?íulico, a press?úo precisa ser de 100 Kg/cm2. Mesmo que um furo no pist?úo deixasse escapar 8 litros/minuto a 100 Kg/cm2, a press?úo seria mantida constante. Com apenas 2 litros/minuto, para movimentar essa mesma car- ga, a press?úo se manter?í constante embora o levantamento se processe mais lentamente. Agora, imaginemos que o mesmo vazamento aconte?ºa na pr??pria bomba ao inv?®s de no cilindro. Ainda haver?í 2 litros/minuto movimentando a carga, como tamb?®m a mesma press?úo.

Assim, a bomba pode estar bem desgastada, perdendo praticamente toda a sua efici?¬ncia, por?®m sua press?úo ?® mantida. Essa press?úo mantida n?úo ?® um indicador das condi?º?Áes da bomba. ?ë necess?írio medir o fluxo numa dada press?úo para determinar as condi?º?Áes da bomba.

Imaginemos uma carga de 1.000 quilos sobre um atuador. O peso de 1.000 quilos oferece resist?¬n- cia ao fluxo sob o pist?úo e cria a press?úo no ??leo. Se o peso aumenta, o mesmo acontece com a press?úo. Numa bomba de deslocamento de 10 l/min, tem-se uma v?ílvula de seguran?ºa, regulada para 70 Kg/cm2, ligada na sa?¡da a uma simples torneira. Se essa torneira estiver toda aberta, a vaz?úo da bomba flui livremente e o man??metro n?úo registra press?úo. Suponhamos que a torneira seja gradativamente fecha- da. Isso oferecer?í resist?¬ncia ao fluxo causando um aumento de press?úo. Quanto mais restri?º?úo, tanto mais press?úo haver?í para empurrar os 10 l/min atrav?®s da torneira. Sem a v?ílvula de seguran?ºa no circuito teoricamente n?úo haver?í limite ?á press?úo. Na realidade, algo teria de ceder ou ent?úo a bomba poderia at?® parar o acionador (motor el?®trico). Em nosso exemplo, se for necess?írio 70 Kg/cm2 de press?úo para empurrar o ??leo atrav?®s da abertura, a v?ílvula de seguran?ºa abrir?í.

A press?úo, por?®m, permanecer?í a 70 Kg/cm2. Restringindo-se mais a torneira, isto far?í com que passe menos ??leo por ela e mais pela v?ílvula de seguran?ºa. Com a torneira completamente fechada, toda a vaz?úo passar?í pela v?ílvula de seguran?ºa a 70 Kg/cm2. Pode-se concluir, por esse exemplo, que uma v?ílvula de seguran?ºa, ou um componente que limite a press?úo, deve sempre ser usado quando nos sistemas s?úo utilizadas bombas de deslocamento positivo.

FLUXOS PARALELOS Uma caracter?¡stica intr?¡nseca de todos os l?¡quidos ?® o fato de que sempre procuram os caminhos que oferecem menor resist?¬ncia. Assim, quando houver duas vias de fluxo paralelas, cada qual com resist?¬ncia diferente, a press?úo aumenta s?? o necess?írio para o fluxo seguir pelo caminho mais f?ícil. Da mesma forma, quando a sa?¡da da bomba for dirigida a dois atuadores, o que necessi- tar de menor press?úo se movimentar?í primeiro. Como ?® dif?¡cil equilibrar cargas com exatid?úo, os cilindros que precisam de sincronismo de movimentos geralmente s?úo ligados mecanicamente.

FLUXO DE S?ëRIE Quando resist?¬ncias ao fluxo est?úo ligadas em s?®rie, somam-se as press?Áes. Em v?ílvulas ligadas em s?®rie, os man??metros, localizados nas linhas, indicam a press?úo normalmente suficiente para superar cada resist?¬ncia da v?ílvula, mais a contra-press?úo que cada v?ílvula sucessiva ofere- ?ºa. A press?úo no man??metro da bomba indica a soma das press?Áes necess?írias para abrir cada v?ílvula individualmente.

QUEDA DE PRESS?âO ATRAV?ëS DE UMA RESTRI?ç?âO (ORIF?ìCIO) Um orif?¡cio ?® uma passagem restringida de uma linha hidr?íulica ou em um componente, utilizado para controlar o fluxo ou criar uma diferen?ºa de press?úo (queda de press?úo). Para que haja fluxo de ??leo atrav?®s de um orif?¡cio, precisa haver uma diferen?ºa ou queda de press?úo. Inversamen- te, se n?úo houver fluxo, n?úo haver?í queda de press?úo.

Um aumento de queda de press?úo atrav?®s de um orif?¡cio sempre acompanha o aumento de fluxo. Se o fluxo for bloqueado depois do orif?¡cio, a press?úo se iguala imediatamente nos dois lados da restri?º?úo, de acordo com a Lei de Pascal. Esse princ?¡pio ?® essencial ao funcionamento de muitas v?ílvulas controladoras de press?úo compostas (balanceadas).

A PRESS?âO INDICA A CARGA DE TRABALHO A press?úo ?® gerada pela resist?¬ncia de uma carga. Sabemos que a press?úo ?® igual ?á for?ºa dividida pela ?írea do pist?úo. Expressamos essa rela?º?úo pela f??rmula geral: F P = ____ A Onde: P = press?úo em Kg/cm2 F = for?ºa em quilos A = ?írea em cm2 Com isso, observamos que um aumento ou diminui?º?úo na carga resultar?í num aumento ou diminui?º?úo na press?úo de opera?º?úo. Em outras palavras, a press?úo ?® proporcional ?á carga, e a leitura do man??metro indica a carga de trabalho (em Kg/cm2) a qualquer momento.

As leituras do man??metro normalmente ignoram a press?úo atmosf?®rica. Isto ?®, um man??metro comum indica ÔÇ£zeroÔÇØ ?á press?úo atmosf?®rica. Um man??metro absoluto indica 1 atmosfera no n?¡vel do mar. A press?úo absoluta ?® designada por Atm abs.

A FOR?çA ?ë PROPORCIONAL ?Ç PRESS?âO E ?Ç ?üREA Quando se utiliza um cilindro hidr?íulico para fechar ou prensar, a for?ºa gerada pode ser calculada por: F=PxA Como exemplo, suponhamos uma prensa hidr?íulica com uma regulagem de 100 Kg/cm2 de press?úo e essa press?úo aplicada numa ?írea de 20 cm2. A for?ºa gerada ser?í de 2.000 Kg.

CALCULANDO A ?üREA DO PIST?âO Calcula-se a ?írea de um pist?úo pela f??rmula: A = 0,7854 X d2 Onde: A = ?írea em cm2 d = di?ómetro do pist?úo em cm

As seguintes rela?º?Áes s?úo v?ílidas: F=PxA P=F/A A=F/P VELOCIDADE DE UM ATUADOR A velocidade com que um cilindro se desloca ou um motor gira depende do seu tamanho e da vaz?úo de ??leo que est?úo recebendo. Para relacionar a vaz?úo ?á velocidade, considera-se o volume que deve preencher o atuador para percorrer uma dada dist?óncia.

Imagine dois cilindros. Se um deles tiver um di?ómetro menor, a velocidade ser?í maior; ou ent?úo, se o di?ómetro for maior, a velocidade ser?í menor, desde que a vaz?úo da bomba permane?ºa constante em ambos os casos. A rela?º?úo ?® a seguinte: Vaz?úo (Q) Velocidade = _________________ ?ürea (a)

Vaz?úo (Q) = velocidade x ?írea vol/tempo ?ürea (a) = _________________ (a) velocidade

Q = L/min a = dm2 v = dm/min Concluimos com isso que: 1 ÔÇô A for?ºa ou torque de um atuador ?® diretamente proporcional ?á press?úo e i ndependente da vaz?úo;

VELOCIDADE NA TUBULA?ç?âO A velocidade com que o fluido hidr?íulico passa pela tubula?º?úo ?® um fator importante de projeto, pelo efeito que a velocidade causa sobre o atrito. Geralmente, a faixa de velocidades recomendada ?®:

linha de suc?º?úo…………………………..6 a 12 dm por segundo

linha de press?úo………………………… 20 a 60 dm por segundo

Deve-se notar que: 1 – A velocidade do fluido, atrav?®s de um tubo, varia inversamente com o quadrado do di?ómetro interno;

2 – Normalmente, o atrito do l?¡quido num tubo ?® proporcional ?á velocidade, toda- via, se o fluxo for turbulento, o atrito varia em fun?º?úo do quadrado da velocidade.

Dobrando-se o di?ómetro interno de um tubo, quadruplicamos a sua ?írea interna; assim, a velocidade ?® apenas 1/4 no tubo maior. Diminuindo o di?ómetro ?á metade, a ?írea ser?í 1/4, o que quadruplica a velocidade do fluxo.

O atrito cria turbul?¬ncia no fluido oferecendo resist?¬ncia ao fluxo, o que resulta numa queda de press?úo ao longo da linha. Baixa velocidade ?® recomendada para linha de suc?º?úo visto que muito pouca queda de press?úo pode ser tolerada nesse local.

PROCEDIMENTO PARA SE DETERMINAR AS DIMENS?òES DA TUBULA?ç?âO Se o deslocamento da bomba e a velocidade do fluxo s?úo dados, use essa f??rmula para calcular a ?írea interna do tubo: L/min x 0,170 A = _______________________________ velocidade (m/seg) sendo A em cm2

Quando os dados de deslocamento e a ?írea forem dados, a velocidade ser?í: L/min x 0,170 velocidade (m/seg) = ____________________ ?ürea (cm2)

TUBULA?ç?âO E SUAS ESPECIFICA?ç?òES A especifica?º?úo nominal em polegadas para canos, tubos, etc. n?úo ?® um indicador preciso do di?ómetro interno. Nos tubos padr?úo, o di?ómetro interno real ?® maior que o tamanho indicado. Para selecionar a tubula?º?úo, ser?í necess?íria uma tabela que d?¬ os verdadeiros di?ómetros internos. Para tubos de a?ºo e cobre, as dimens?Áes dadas s?úo as dos di?ómetros externos. Para determinar o di?ómetro interno, deve-se diminuir duas vezes a espessura da parede do di?ómetro externo.

TRABALHO E ENERGIA Quando se movimenta uma for?ºa a certa dist?óncia, efetua-se um trabalho. Trabalho = For?ºa x Dist?óncia Expressamos o trabalho em quilos x metro. Por exemplo, se um peso de 10 quilos ?® levanta- do 10 metros, o trabalho ?®: 10 quilos x 10 metros = 100 quilogr?ómetros (Kgm) A f??rmula acima n?úo considera a velocidade em que o trabalho ?® feito. A velocidade com que o trabalho ?® realizado ?® chamada pot?¬ncia. Para exemplificar a pot?¬ncia, pense em subir uma escada. O trabalho realizado ?® o peso do corpo multiplicado pela altura da escada. Por?®m, ser?í mais dif?¡cil subir correndo do que andando. Quando se corre, o mesmo trabalho ?® realizado, por?®m de For?ºa x Dist?óncia Trabalho Pot?¬ncia = ____________________________ ou ______________ Tempo Tempo

A unidade padr?úo de pot?¬ncia ?® o CV (cavalo vapor). Ele equivale a levantar 75 Kg a um metro de altura em um segundo.

1 CV = 4.500 Kgm/min ou 75 Kgm/seg 1 CV = 736 Watts (energia el?®trica) 1 CV = 41,8 Btu/min = 10,52 Kcal/seg Obviamente, ?® desej?ível converter a pot?¬ncia hidr?íulica em CV, e assim conhecer as pot?¬n- cias mec?ónicas, el?®tricas e calor?¡ficas equivalentes.

POT?èNCIA NUM SISTEMA HIDR?üULICO Num sistema hidr?íulico, a velocidade e a dist?óncia s?úo indicadas pelo fluxo em l/min e a for?ºa pela press?úo. Assim sendo, poderemos expressar a pot?¬ncia hidr?íulica em: Pot?¬ncia = litros / min x quilos / cm2

Passando a rela?º?úo ?ás unidades mec?ónicas, usamos esses equivalentes: 1 litro = 1.000 cm3 1 m = 100 cm Portanto: L 1.000cm3 kg 1m 10 kgm Pot?¬ncia = ___ ___________ x ____ x _____ = _____________ min 1 cm2 10cm min

logo: kgm Pot?¬ncia = 10_______ min Isso nos d?í a pot?¬ncia mec?ónica equivalente de um fluxo de 1 litro por minuto ?á press?úo de 1 Kg/cm2.

TORQUE Torque ?® uma medida de quanto uma for?ºa que age em um objeto faz com que o mesmo gire. O objeto gira sobre um ponto central, conhecido como ÔÇ£ponto piv??ÔÇØ. A dist?óncia do ponto do piv?? ao ponto onde atua uma for?ºa ÔÇ£F’ ?® chamada bra?ºo do momento e ?® denotada por ÔÇ£rÔÇØ.

O torque ?® definido pela rela?º?úo: T=rxF Se for necess?írio converter CV em torque ou vice-versa, sem calcular a press?úo nem a vaz?úo em qualquer equipamento rotativo, temos: 725 x CV Torque x RPM Torque = ____________ ou CV = ______________________ RPM 725

Obs: 1 CV = 0,986 HP PRINC?ìPIOS DE PRESS?âO J?í sabemos que Hidr?íulica ?® derivada de duas palavras gregas, uma das quais significa ÔÇ£?íguaÔÇØ. Logo, podemos deduzir que a ci?¬ncia da Hidr?íulica engloba qualquer dispositivo operado pela ?ígua. A roda d’?ígua ou turbina, por exemplo, ?® um dispositivo hidr?íulico. Todavia, uma discri- mina?º?úo precisa ser feita entre os dispositivos que utilizam o impacto de um l?¡quido em movimento e aqueles que s?úo operados pela press?úo em um l?¡quido confinado.

?À O dispositivo que utiliza o impacto ou energia cin?®tica do l?¡quido para transmitir for?ºa ?® um dispositivo hidrodin?ómico.

?À Quando um dispositivo ?® operado por uma for?ºa aplicada num l?¡quido confinado, ?® chamado de dispositivo hidrost?ítico; a press?úo, sendo a for?ºa aplicada e distribu?¡da sobre a ?írea exposta, ?® expressa como for?ºa por unidade de ?írea.

COMO ?ë CRIADA A PRESS?âO A press?úo resulta da resist?¬ncia ao fluxo do fluido ou da resist?¬ncia ?á for?ºa que tenta fazer o l?¡quido fluir. A tend?¬ncia para causar o fluxo (compress?úo) pode ser fornecida por uma bomba mec?ónica ou ent?úo pelo peso do fluido.

Sabemos que, numa quantidade de ?ígua, a press?úo aumenta de acordo com a profundidade. A press?úo ser?í sempre correspondente a qualquer profundidade em particular, devido ao peso da ?ígua sobre o ponto considerado. Na ?®poca de Pascal, um cientista italiano, Torricelli, provou que se o fundo de um tanque com ?ígua fosse furado, a ?ígua tendia a fluir mais r?ípido com o tanque cheio e esse fluxo iria diminuindo ?á medida que o n?¡vel da ?ígua fosse baixando. Em outras palavras, quando o peso da ?ígua sobre a abertura diminu?¡a, a press?úo tamb?®m diminu?¡a. Torricelli s?? podia expressar a press?úo no fundo do tanque como ÔÇ£altura em metros de coluna de ?íguaÔÇØ.

Hoje, com Kg/cm2 como unidade de press?úo, podemos expressar press?úo em qualquer lugar no l?¡quido ou g?ís em termos mais convenientes. Tudo o que precisamos saber ?® quanto pesa um metro c??bico de fluido. Uma coluna de ?ígua de 1 metro de altura equivale a 0,1 Kg/cm2; uma coluna de 5 metros equivale a 0,5 Kg/cm2 e assim por diante. Uma coluna de ??leo com 1 metro de altura equivale a 0,090 Kg/cm2.

Em muitos lugares ?® usado o termo ÔÇ£altura manom?®tricaÔÇØ para descrever a press?úo, n?úo importando como essa foi criada. Os termos altura manom?®trica e press?úo s?úo intercambi?íveis.

PRESS?âO ATMOSF?ëRICA A press?úo atmosf?®rica nada mais ?® do que a press?úo do ar em nossa atmosfera, devido ao seu pr??prio peso. Ao n?¡vel do mar, uma coluna de ar de um cent?¡metro quadrado de ?írea e altura total pesa 1 quilo.

Assim sendo, a press?úo ser?í 1 Kg/cm2. Em altitudes terrestres maiores, naturalmente h?í menos peso nessa coluna e a press?úo tende a diminuir. Abaixo do n?¡vel do mar, a press?úo atmosf?®- rica ?® maior que 1 Kg/cm2. Qualquer condi?º?úo onde a press?úo ?® menor que a press?úo atmosf?®rica ?® chamada v?ícuo ou v?ícuo parcial.

BAR?öMETRO DE MERC?ÜRIO A press?úo ?® tamb?®m medida em cent?¡metros de merc??rio (cm Hg) num aparelho denominado bar??metro. O bar??metro de merc??rio, inventado por Torricelli, ?® tido como conseq???¬ncia dos estu- dos sobre press?úo por Pascal. Torricelli descobriu que, quando um tubo de merc??rio for invertido num recipiente do l?¡quido, a coluna dentro do tubo cair?í certa dist?óncia. Ele raciocinou que a pres- s?úo atmosf?®rica na superf?¡cie do l?¡quido estava sustentando o peso da coluna de merc??rio com um v?ícuo perfeito sobre ela.

Em condi?º?Áes atmosf?®ricas normais, e ao n?¡vel do mar, a coluna ser?í sempre de 76 cm de altura. Assim, a medida 76 cm de Hg torna-se outro equivalente de uma atmosfera.

MEDINDO O V?üCUO Uma vez que v?ícuo significa press?úo abaixo da press?úo atmosf?®rica, o v?ícuo pode ser medi- do nas mesmas unidades. Assim pode-se express?í-lo em Kg/cm2 (em unidades negativas) como tamb?®m em cm de merc??rio.

Um v?ícuo perfeito, o qual sustentar?í uma coluna de merc??rio a uma altura de 76 cm ?®, portanto 76 cm Hg. V?ícuo zero (press?úo atmosf?®rica) ser?í zero num vacu??metro.

RESUMO DAS ESCALAS DE PRESS?âO E V?üCUO Como j?í discutimos as v?írias maneiras de se medir o v?ícuo e press?úo, seria conveniente junt?í-las para uma compara?º?úo.

1 – Uma atmosfera ?® a unidade de press?úo igual a 1 Kg/cm2 (o peso da coluna de ar da atmosfera, com 1 cm2 de ?írea, sobre a terra).

2 – Quilos por cent?¡metro quadrado absolutos ?® a escala que come?ºa no v?ícuo perfeito (0 Kg/cm2 absoluto). A press?úo atmosf?®rica ?® de 1 Kg/cm2 nessa escala.

3 – Kg/cm2 manom?®trico ?® calibrada na mesma unidade que Kg/cm2 absoluto, por?®m ignora-se a press?úo atmosf?®rica. A press?úo atmosf?®rica desta escala ?® zero Kg/cm2.

4 – Para converter Kg/cm2 absoluto para Kg/cm2 manom?®trico: – Press?úo manom?®trica + 1 Kg/cm2 = Press?úo absoluta – Press?úo absoluta – 1 Kg/cm2 = Press?úo manom?®trica 5 – A press?úo atmosf?®rica na gradua?º?úo do bar??metro ?® 76 cm Hg. Comparando isto com a escala absoluta de Kg/cm2 a, ?® evidente que: – 1 Kg/cm2 (abs) = 76 cm Hg – 1 cm Hg = 0,013 Kg/cm2 6 – Uma atmosfera ?® equivalente a aproximadamente 10,30 metros de ?ígua ou 11,20 metros de ??leo.

PRINC?ìPIOS DE FLUXO O fluxo num sistema hidr?íulico ?® a a?º?úo que movimenta um atuador. Transmite-se a for?ºa s?? pela press?úo, por?®m, o fluxo ?® essencial para causar movimento. A bomba cria o fluxo num sistema hidr?íulico.

COMO MEDIR O FLUXO H?í duas maneiras para medir o fluxo de um fluido: VELOCIDADE: ?® o tempo em que as part?¡culas do fluido passam em determi- nado ponto ou a dist?óncia em que essas part?¡culas se movem em uma unida- de de tempo. Mede-se em metros por segundo.

VAZ?âO: ?® a medida do volume de fluido que passa por um determinado ponto num dado tempo. nesse caso os volumes s?úo dados em litros por minuto.

VAZ?âO E VELOCIDADE A velocidade de um atuador hidr?íulico sempre depende do seu tamanho e da vaz?úo do fluido no atuador. Convertemos o volume de um atuador em dec?¡metros c??bicos j?í que: 1 dm3 = 1 litro

FLUXO E QUEDA DE PRESS?âO Para que um l?¡quido flua, deve existir uma condi?º?úo de desequil?¡brio de for?ºas causando o movimento. Assim sendo, quando houver fluxo atrav?®s de um tubo de di?ómetro constante, a pres- s?úo ser?í sempre menor na sa?¡da. A diferen?ºa de press?úo ou queda de press?úo ?® necess?íria para superar o atrito na linha.

O FLUIDO PROCURA UM N?ìVEL Inversamente, quando n?úo houver diferen?ºa de press?úo num l?¡quido, esse simplesmente procura um n?¡vel. Se houver modifica?º?úo num ponto, os n?¡veis nos outros sobem at?® que o seu peso seja suficiente para equilibrar as press?Áes.

A diferen?ºa de peso no caso do ??leo ?® de 1 metro por 0,09 Kg/cm2. Assim, pode-se ver que ?® necess?íria uma diferen?ºa de press?úo adicional para causar o fluxo ou levantar o fluido num tubo, porque a for?ºa, devido ao peso do l?¡quido, precisa ser vencida.

No projeto de um circuito, a press?úo necess?íria para movimentar a massa de ??leo e vencer o atrito precisa ser adicionada ?á press?úo requerida para movimentar a carga. Na maioria das aplica?º?Áes, um bom projeto diminui essas quedas de press?úo ao ponto de se tornarem quase desprez?¡veis.

FLUXO LAMINAR E TURBULENTO Quando as part?¡culas de um fluido se movimentam paralelamente ao longo de um tubo (con- di?º?úo ideal), chamamos essa condi?º?úo de ÔÇ£fluxo laminarÔÇØ, que ocorre em baixa velocidade e em tubos retos. Com fluxo laminar, o atrito ?® m?¡nimo.

Turbul?¬ncia ?® a condi?º?úo em que as part?¡culas n?úo se movimentam suavemente e em para- lelo ?á dire?º?úo do fluxo. S?úo mudan?ºas bruscas na dire?º?úo de fluxo pelo fluido viscoso ou pela velocidade excessiva. O resultado disso ?® um aumento de atrito, o qual gera calor, aumenta a press?úo de opera?º?úo e desperdi?ºa energia.

O PRINC?ìPIO DE BERNOULLI O fluido hidr?íulico num sistema cont?®m energia em duas formas: energia cin?®tica em virtude do peso e da velocidade e energia potencial em forma de press?úo. Daniel Bernoulli, um cientista su?¡?ºo, demonstrou que num sistema, com fluxo constante, a energia ?® transformada cada vez que se modifica a ?írea transversal do tubo. O princ?¡pio de Bernoulli diz que a soma de energias, poten- cial e cin?®tica, nos v?írios pontos do sistema, ?® constante, se o fluxo for constante.

Quando o di?ómetro de um tubo se modifica, a velocidade tamb?®m se modifica. A energia cin?®tica aumenta ou diminui. Entretanto, a energia n?úo pode ser criada e nem destru?¡da. Logo, a mudan?ºa em energia cin?®tica precisa ser compensada pela redu?º?úo ou aumento da press?úo. O uso de um venturi no carburador de um autom??vel ?® um exemplo do princ?¡pio de Bernoulli. Na passa- gem de ar atrav?®s da restri?º?úo, a press?úo ?® diminu?¡da. Essa redu?º?úo de press?úo permite que a gasolina flua, se vaporize e se misture com o ar.

SIMBOLOGIA HIDR?üULICA Para a cria?º?úo e compreens?úo de projetos hidr?íulicos ?® necess?írio entender a simbologia convencionada para esses casos.

Veja a seguir uma tabela com os s?¡mbolos gr?íficos normalizados e que s?úo utilizados na ind??stria:

SELE?ç?âO DE FLUIDOS Em hidr?íulica, os fluidos s?úo divididos normalmente em tr?¬s categorias: ??leos minerais, flui- dos de base sint?®tica e ?ígua. Os dois primeiros tipos de fluidos s?úo usados em ÔÇ£dispositivos de pot?¬ncia acondicionadosÔÇØ. A ?ígua ?® usada como fluido hidr?íulico em sistemas hidr?íulicos centrais.

A fun?º?úo de um bom fluido hidr?íulico ?® tripla: A sele?º?úo do fluido hidr?íulico adequado ?® importante, e tem influ?¬ncia direta na efici?¬ncia do sistema hidr?íulico, no custo de manuten?º?úo, e na vida ??til dos componentes do sistema. Vamos conhecer os dois primeiros tipos de fluidos, os ??leos minerais e os fluidos sint?®ticos.

?ôLEOS MINERAIS S?úo tr?¬s os tipos b?ísicos de ??leos minerais usados, derivados do petr??leo: 1 – ??leos de base paraf?¡nica;

Para obter certas caracter?¡sticas, adicionam-se ao ??leo algumas subst?óncias qu?¡micas. Tais subst?óncias qu?¡micas s?úo chamadas ÔÇ£aditivosÔÇØ. Os aditivos n?úo s?úo capazes de fazer um ??leo inferi- or funcionar t?úo bem como um bom ??leo, mas s?úo capazes de fazer um bom ??leo funcionar ainda melhor. Um aditivo pode possuir a forma de um agente anti-espumante, de um inibidor de oxida?º?úo, de um agente fortalecedor de pel?¡cula, ou de um estabilizador de oxida?º?úo.

O usu?írio n?úo deve tentar colocar aditivos em um ??leo hidr?íulico. Essa tarefa ?® primordial- mente do fabricante ou refinador do ??leo.

FLUIDOS DE BASE SINT?ëTICA Uma vez que os riscos de fogo s?úo predominantes em tomo de certos tipos de m?íquinas operadas hidraulicamente, especialmente onde estiverem presentes chamas descobertas, foram feitas muitas pesquisas para desenvolver fluidos hidr?íulicos ?á prova de fogo. Esses fluidos s?úo divididos em dois grupos: misturas de base sint?®tica e fluidos a base de ?ígua. Nem todos os fluidos de base sint?®tica s?úo ?á prova de fogo.

Os fluidos de base sint?®tica incluem compostos qu?¡micos, como bifenis clorados, fosfatos de ?®steres, ou misturas que cont?¬m cada um deles. Esses fluidos hidr?íulicos s?úo ?á prova de fogo, pois ?® inclu?¡da uma grande percentagem de materiais fosforosos e clorosos.

Os fluidos a base de ?ígua dependem de uma grande percentagem de ?ígua para efetivarem a natureza ?á prova de fogo do fluido. Al?®m da ?ígua, esses compostos cont?¬m materiais anticonge- lantes, como glic??is de ?ígua, inibidores e aditivos.

Os fluidos de base sint?®tica apresentam vantagens e desvantagens. Algumas das vantagens s?úo: 1 – s?úo ?á prova de fogo;

Uma desvantagem de muitos fluidos sint?®ticos ?® o efeito de deteriora?º?úo sobre alguns mate- riais, como revestimentos, tintas, e alguns metais utilizados em filtros de entrada.

REQUISITOS DE QUALIDADE Certas qualidades s?úo exigidas em um bom fluido hidr?íulico – um ??leo n?úo deve sofrer um colapso e deve proporcionar servi?ºo satisfat??rio. Eis algumas das qualifica?º?Áes exigidas: 1 – Evitar ferrugem nas pe?ºas internas de v?ílvulas, bombas e cilindros.

2 – Evitar a forma?º?úo de sedimentos ou goma de petr??leo que possam bloquear pe- quenas passagens nas v?ílvulas e nas telas de filtros.

5 – Reter suas propriedades originais durante uso pesado – n?úo deve deteriorar-se quimicamente.

6 – Qualidades que resistam ?á varia?º?úo da capacidade de fluxo ou viscosidade com a mudan?ºa da temperatura.

7 – Formar uma pel?¡cula protetora que ofere?ºa resist?¬ncia ao desgaste de pe?ºas de opera?º?úo.

9 – N?úo emulsificar com ?ígua, que freq??entemente apresenta-se no sistema atrav?®s de fontes externas ou de condensa?º?úo.

SELE?ç?âO DE UM FLUIDO HIDR?üULICO As fun?º?Áes principais de um fluido hidr?íulico s?úo as de transmitir uma for?ºa aplicada em um ponto do sistema de fluido para outro ponto do sistema e reproduzir rapidamente qualquer varia?º?úo na for?ºa aplicada. Assim, o fluido deve fluir prontamente e deve ser relativamente incompress?¡vel. A escolha do fluido hidr?íulico mais satisfat??rio a uma aplica?º?úo industrial envolve duas considera- ?º?Áes distintas: 1 – o fluido para cada sistema deve possuir certas caracter?¡sticas e propriedades f?¡sicas essenciais de fluxo e funcionamento;

2 – o fluido deve apresentar convenientes caracter?¡sticas de opera?º?úo durante um per?¡odo de tempo.

Um ??leo pode ser o adequado quando inicialmente empregado; entretanto, suas caracter?¡s- ticas ou propriedades podem variar, resultando em um efeito adverso sobre o funcionamento do sistema hidr?íulico.

O fluido hidr?íulico deve proporcionar uma veda?º?úo ou pel?¡cula adequada entre as pe?ºas m??veis, para reduzir o atrito. ?ë aconselh?ível que o fluido n?úo produza varia?º?Áes f?¡sicas ou qu?¡micas adversas enquanto estiver no sistema hidr?íulico. O fluido n?úo deve provocar oxida?º?úo ou corros?úo no sistema, e deve atuar como um lubrificante adequado para criar uma pel?¡cula resistente o bastante para separar as pe?ºas m??veis e minimizar o desgaste entre elas.

Certos aspectos s?úo necess?írios para avaliar o funcionamento e a adequabilidade de um fluido hidr?íulico, sendo os mais importantes: peso espec?¡fico e viscosidade.

PESO ESPEC?ìFICO O termo ÔÇ£peso espec?¡ficoÔÇØ de um l?¡quido indica o peso por unidade de volume. A ?ígua a 15??C, por exemplo, possui peso espec?¡fico de 9,798 KN/m3.

A ÔÇ£densidade relativaÔÇØ ou ÔÇ£peso espec?¡fico relativoÔÇØ de um dado l?¡quido ?® definido como a raz?úo entre o peso espec?¡fico do l?¡quido e o peso espec?¡fico da ?ígua. Se a densidade relativa de um ??leo for de 0,93, por exemplo, o peso espec?¡fico do ??leo ser?í (0,93 X 9,798), ou aproximadamente 9,112 KN/m3.

VISCOSIDADE A viscosidade ?® um termo freq??entemente usado. Em muitos casos, o termo ?® usado em um sentido geral, vago e impreciso. Para ser expl?¡cito e espec?¡fico, o termo ÔÇ£viscosidadeÔÇØ dever?í ser usado com um termo que o qualifique.

O termo viscosidade absoluta ou din?ómica ?® um termo espec?¡fico preciso. Como indicado pela figura abaixo, o fluido hidr?íulico entre as duas placas paralelas adere ?á superf?¡cie de cada uma delas, o que permite que uma placa deslize com rela?º?úo ?á outra (como cartas de baralho sobre o feltro); isso resulta numa a?º?úo de ÔÇ£cisalhamentoÔÇØ, em que as camadas de fluido deslizam uma com rela?º?úo ?á outra. Uma for?ºa de ÔÇ£cisalhamentoÔÇØ age para ÔÇ£cortarÔÇØ as camadas de fluido numa certa velocidade, ou raz?úo de movimento relativo, provocando a a?º?úo de cisalhamento entre as camadas de fluido.

O termo ÔÇ£viscosidade absoluta ou din?ómicaÔÇØ ?® uma propriedade f?¡sica do fluido hidr?íulico, que indica a raz?úo entre a for?ºa de cisalhamento e a raz?úo ou velocidade na qual o fluido est?í sendo cisalhado.

Fig. 5 – Diagrama ilustrando a a?º?úo de cisalhamento de um l?¡quido Para simplificar, um fluido muito viscoso ou um fluido que possua alta viscosidade din?ómica ?® um fluido que n?úo flui livremente, ou um fluido que possua baixa viscosidade din?ómica flui livremen- te. O termo ÔÇ£fluidezÔÇØ ?® rec?¡proco de ÔÇ£viscosidade din?ómicaÔÇØ. Um fluido com alta viscosidade din?ómica possui baixa fluidez, e um fluido com baixa viscosidade din?ómica possui alta fluidez.

Em geral, a viscosidade din?ómica de um l?¡quido diminui com o aumento da temperatura; portanto, quando um ??leo ?® aquecido, flui mais livremente. Devido aos efeitos da press?úo, ?® dif?¡cil tirar conclus?Áes gerais, s??lidas, para todos os ??leos. ?ë poss?¡vel, para um aumento da press?úo do fluido, um aumento da viscosidade de um ??leo.

VISCOS?ìMETRO UNIVERSAL SAYBOLT O termo ÔÇ£viscosidade din?ómicaÔÇØ ?® confundido ?ás vezes com a leitura fornecida pelo Viscos?¡metro Universal Saybolt. Na pr?ítica industrial, esse instrumento foi padronizado arbitrariamente para o teste de derivados de petr??leo. Independentemente do fato de ser chamado viscos?¡metro, o instru- mento de Saybolt n?úo mede a ÔÇ£viscosidade din?ómicaÔÇØ. A figura abaixo ilustra um diagrama apresen- tando o viscos?¡metro Saybolt.

Fig. 6 ÔÇô Diagrama ilustrando o princ?¡pio de opera?º?úo do viscos?¡metro Saybolt Na opera?º?úo do instrumento, o l?¡quido a ser testado ?® colocado no cilindro central, que ?® um tubo pequeno e de abertura reduzida, com uma rolha em sua extremidade inferior. Circundando o cilindro central, um banho l?¡quido ?® utilizado para manter a temperatura do l?¡quido que est?í sendo testado. Ap??s a temperatura de ensaio ser atingida, a corti?ºa ?® retirada e o tempo necess?írio para que 60 mil?¡metros do fluido em teste flua para fora do cilindro ?® medido com um cron??metro. Esse tempo medido, em segundos, ?® chamado Leitura Universal Saybolt ou segundos Saybolt.

A S.A.E. (Society of Automotive Engineers) estabeleceu n??meros padronizados para classifi- car os ??leos. Para ??leos ensaiados a 54,4??C, em um instrumento Universal Saybolt padronizado, a tabela abaixo indica n??meros de viscosidade S.A.E. para as faixas correspondentes de leituras Saybolt.

Viscosidade S.A.E. n?? M?¡nimo M?íximo 10 90 menos de 120 20 120 menos de 185 30 185 menos de 225

Se um ??leo for classificado como ÔÇ£SAE 10ÔÇØ, por exemplo, a leitura Universal Saybolt a 54,4??C, nessa faixa, estar?í entre 90 e menos de 120 segundos.

PROBLEMAS DE VISCOSIDADE Se a viscosidade do fluido hidr?íulico for muito alta (o fluido n?úo flui t?úo livremente quanto desejado), poder?úo ocorrer as seguintes a?º?Áes indesej?íveis: 1 – Resist?¬ncia interna ou atrito fluido ?® alta, o que significa uma alta resist?¬ncia ?á passagem do fluido atrav?®s de v?ílvulas e bombas.

4 – A queda de press?úo atrav?®s do sistema pode ser maior que a desejada, o que significa que estar?í dispon?¡vel menos press?úo ??til para a realiza?º?úo de trabalho ??til.

5 – O movimento e a opera?º?úo das v?írias pe?ºas podem ser lentos e indolentes, como resultado da alta resist?¬ncia fluida.

Se a viscosidade do fluido hidr?íulico for muito baixa (o fluido flui mais facilmente que o desejado), poder?úo ocorrer as seguintes a?º?Áes indesej?íveis: 1 – Mais vazamento que o esperado nos espa?ºos livres.

3 – Um aumento no desgaste, em raz?úo da falta de uma forte pel?¡cula de fluido entre as pe?ºas mec?ónicas que se movimentam umas com rela?º?úo ?ás outras.

Com rela?º?úo aos segundos Saybolt, as leituras do viscos?¡metro para ??leo de servi?ºo n?úo devem exceder 4.000 segundos, e nem ser menores que 45 segundos.

?ìNDICE DE VISCOSIDADE Teoricamente, a viscosidade din?ómica de um ??leo deve variar apenas ligeiramente com as vari- a?º?Áes da temperatura. No motor de um autom??vel, o ??leo do c?írter ?® operado numa grande faixa de temperaturas. Numa manh?ú muito fria de inverno, ap??s o carro funcionar por certo per?¡odo de tempo, a temperatura do ??leo poder?í ser muito baixa, e a viscosidade din?ómica do ??leo poder?í ser muito alta.

Se a viscosidade din?ómica do ??leo for exclusivamente alta, grandes for?ºas e grandes quanti- dades de pot?¬ncia poder?úo ser necess?írias para ÔÇ£cisalharÔÇØ as pel?¡culas de ??leo. Al?®m disso, ap??s o motor funcionar por um per?¡odo de tempo em um dia quente de ver?úo, a temperatura do ??leo poder?í ser muito alta, e a viscosidade din?ómica do ??leo poder?í ser muito baixa; portanto, o ??leo n?úo poder?í formar uma pel?¡cula lubrificante adequada entre as superf?¡cies deslizantes. Um rompi- mento da pel?¡cula de ??leo poder?í resultar em desgaste excessivo das superf?¡cies de metal e numa perda de pot?¬ncia do motor.

O termo ?¡ndice de viscosidade ?® uma raz?úo arbitrariamente definida; indica a varia?º?úo rela- tiva na Leitura Universal Saybolt, com rela?º?úo ?á temperatura. Os ??leos mais recomend?íveis s?úo aqueles que possuem alto ?¡ndice de viscosidade; isto ?®, a varia?º?úo na leitura Saybolt ?® relativamen- te pequena com a varia?º?úo da temperatura. Os ??leos com um pequeno ?¡ndice de viscosidade regis- tram uma varia?º?úo relativamente grande de leituras Saybolt com a varia?º?úo da temperatura.

VALOR LUBRIFICANTE Os termos poder lubrificante e oleosidade s?úo usados com rela?º?úo ao valor lubrificante de um ??leo. Esses termos s?úo usados com mais freq???¬ncia quando as superf?¡cies m??veis est?úo relativamen- te pr??ximas e podem efetuar contato metal-metal. Na mesma press?úo e temperatura, um ??leo A pode ser melhor lubrificante que um outro ??leo B; portanto, o ??leo A possui maior poder lubrificante que o ??leo B. O valor lubrificante de um fluido depende de sua estrutura qu?¡mica e de sua rea?º?úo a v?írias superf?¡cies met?ílicas, quando tais superf?¡cies est?úo relativamente pr??ximas entre si. Assim, o poder lubrificante e a oleosidade s?úo extremamente importantes no funcionamento de um ??leo.

PONTO M?ìNIMO DE FLUIDEZ O ponto m?¡nimo de fluidez de um fluido ?® definido como a menor temperatura na qual o fluido flui quando ?® resfriado sob determinadas condi?º?Áes. O ponto m?¡nimo de fluidez ?® importante quando o sistema hidr?íulico ?® exposto a baixas temperaturas. Como regra geral, o ponto m?¡nimo de fluidez mais conve- niente deve estar aproximadamente 11??C abaixo da menor temperatura ?á qual o fluido ser?í exposto.

OXIDA?ç?âO E CONTAMINA?ç?âO Oxida?º?úo ?® uma rea?º?úo qu?¡mica na qual o oxig?¬nio se combina com um outro elemento. Como o ar cont?®m oxig?¬nio, o oxig?¬nio envolvido na oxida?º?úo de um fluido ?® resultado da exposi?º?úo ou mistura do fluido com o ar. A rea?º?úo de oxida?º?úo aumenta com a exposi?º?úo crescente do ??leo ao ar.

Quantidades inconvenientes de ar em sistemas hidr?íulicos podem ocorrer em raz?úo de cau- sas mec?ónicas, como vazamento de ar na linha de suc?º?úo de ??leo, baixo n?¡vel de fluido no reserva- t??rio de ??leo e vazamento em tomo de veda?º?Áes. O vazamento de ar pode ocasionar o movimento err??neo das pe?ºas mec?ónicas e tamb?®m pode fazer o fluido oxidar mais rapidamente. Todos os ??leos cont?¬m um pouco de ar em solu?º?úo, o que n?úo implica a causa de qualquer problema. Se n?úo houver ar em solu?º?úo, poder?í ocorrer uma a?º?úo espumante. Se preso em um cilindro, o ar fora de solu?º?úo ser?í altamente compress?¡vel; entretanto, o ??leo n?úo ser?í t?úo altamente compress?¡vel quanto o ar. A a?º?úo irregular de um cilindro, por exemplo, poder?í ocorrer se uma quantidade significante de ar tornar-se indissol??vel.

Os metais ferrosos s?úo destru?¡dos pela oxida?º?úo. A oxida?º?úo pode se desenvolver em um sistema hidr?íulico se a umidade estiver presente; essa umidade pode ser o resultado da condensa?º?úo do ar que penetra por vazamentos pelo lado de suc?º?úo (de baixa press?úo) de uma bomba.

A ÔÇ£estabilidade de oxida?º?úoÔÇØ de um ??leo refere-se ?á capacidade inerente de um ??leo de resistir ?á oxida?º?úo. A oxida?º?úo aumenta com o aumento de temperatura, press?úo e agita?º?úo. A oxida?º?úo aumenta tamb?®m com a contamina?º?úo do ??leo por subst?óncias como graxa, sujidade, umidade, tintas e compostos para juntas. V?írios metais tamb?®m promovem a oxida?º?úo do ??leo, e os diferentes fluidos possuem diferentes caracter?¡sticas de oxida?º?úo.

A tabela abaixo apresenta as propriedades essenciais dos fluidos hidr?íulicos dispon?¡veis co- mercialmente.

Fluidos ?á base de petr??leo Faixa de viscosidade, segundos Saybolt, a 38 ??C ______________ 40 a 5000 Temperatura de funcionamento, em ??C _____________________ -60 a 260 ?¡ndice de viscosidade m?¡nimo _____________________________ 76 a 225 Fluidos resistentes ao fogo (emuls?Áes ?ígua-??leo, glic??is de ?ígua, fosfatos de ?®steres, cloridratos de hidrocarbonos, silicato de ?®steres, sil?¡cio) Faixa de viscosidade, segundos Saybolt, a 38 ??C ______________ 20 a 5000 Temperatura de funcionamento, em ??C _____________________ 73 a 315

CONTROLES DE FLUXO A fun?º?úo de um controle de fluido ?® a de controlar o volume de fluido que passa por certo ponto do circuito. Na realidade, um controle de fluxo ?® uma v?ílvula que poderia ser comparada ao registro t?®rmico dom?®stico. Se for aberta somente uma pequena quantidade, somente urna peque- na quantidade de ar quente surgir?í; mas se for aberta amplamente, o ar quente ir?í se precipitar. O registro pode ser regulado de completamente fechado a totalmente aberto em pequenas etapas.

Um controle de fluxo ?® utilizado para controlar a velocidade do pist?úo dos cilindros de pot?¬n- cia, a velocidade em que a bobina de uma v?ílvula piloto muda, o ciclo de tempo de urna v?ílvula reguladora e a velocidade (rota?º?úo) em que um motor de fluido gira. Um controle de fluxo ?® um dispositivo simples, mas desempenha um papel muito importante em um circuito de pot?¬ncia fluida.

TIPOS DE CONTROLES DE FLUXO Os controles de fluxo podem ser divididos nos seguintes grupos: 1 – Controle de vaz?úo na entrada (meter in) 2 – Controle de vaz?úo na sa?¡da (meter out) 3 – Controle de vaz?úo na entrada e na sa?¡da 4 – Regulagem por sangria (bleed-off)

No controle de vaz?úo na entrada, o fluido ?® medido em sua trajet??ria para o dispositivo que o vai medir. O controle de vaz?úo na sa?¡da mede o fluido quando ele deixa o dispositivo que o controla. Isto ?® chamado freq??entemente medi?º?úo de exaust?úo. O controle de vaz?úo na entrada e na sa?¡da mede o fluido de ambas as formas anteriores.

A maioria das v?ílvulas de controle de fluxo do sistema meter-in ?® utilizada para servi?ºo hidr?íuli- co, e muitas das v?ílvulas de controle de fluxo do sistema meter-out s?úo usadas para servi?ºo pneum?íti- co. Muitas das v?ílvulas desse tipo tamb?®m s?úo utilizadas para servi?ºo hidr?íulico. As v?ílvulas de controle de fluxo na entrada e na sa?¡da n?úo s?úo utilizadas em grande parte nos sistemas de pot?¬ncia fluida industriais. As v?ílvulas de controle do sistema bleed-off s?úo utilizadas nos sistemas hidr?íulicos; s?úo utilizadas para desviar uma quantidade predeterminada de ??leo, que est?í sob press?úo.

Os controles de fluxo tamb?®m s?úo constru?¡dos em conjunto com registros operados a came, que permitem que o fluido flua livremente at?® que o came acione o registro; o fluido deve correr ent?úo atrav?®s do controle de fluxo. Os controles de fluxo s?úo constru?¡dos com aberturas ajust?íveis (veja figuraabaixo), isto ?®, a passagem atrav?®s da qual o fluido corre pode ser feita maior ou menor, de acordo com as v?írias exig?¬ncias. A vantagem desse arranjo ?® que o movimento do dispositivo que o controle de fluxo est?í controlando pode ser acelerado ou desacelerado. Mesmo numa mesma aplica?º?úo, quando cargas diferentes s?úo aplicadas, ?® sempre aconselh?ível que haja condi?º?Áes de variar o fluxo a cada carga.

Os controles de fluxo do sistema meter-in ou meter-out normalmente possuem ou- tra v?ílvula embutida constru?¡da com eles, isto ?®, uma v?ílvula de reten?º?úo. Essa v?ílvula permite o fluxo livre quando o fluido est?í correndo no sentido oposto.

A v?ílvula operada a came (veja figura a seguir) ?®, na realidade, um conjunto de tr?¬s v?ílvulas constru?¡das numa s?? – um registro, uma v?ílvula de controle de fluxo e uma v?ílvula de reten?º?úo. Esse tipo de v?ílvula oferece uma distinta vantagem, pois o meio que o controle de fluxo est?í regulando pode ser levado rapidamente ao trabalho; quando o registro ?® ent?úo fechado, o controle de fluxo toma conta do ciclo de opera?º?úo.

Um exemplo t?¡pico ?® o avan?ºo de ferramenta em uma m?íquina-ferramenta. O cilin- dro move o pist?úo e a ferramenta para dentro rapidamente, at?® que o rolete de came seja pressionado; ent?úo, o pist?úo e a ferramenta s?úo movidos na raz?úo determinada pelo controle de fluxo.

Em hidr?íulica, as v?ílvulas de painel que cont?¬m controles de fluxo e v?írias v?ílvulas de opera?º?úo s?úo utilizadas em complicados circuitos de avan?ºo de m?íquinas. A v?ílvula de controle de fluxo operada a came poder?í ser usada vantajosamente quando um grande amortecimento em um cilindro for adotado.

A v?ílvula de reten?º?úo nas v?ílvulas de controle de fluxo ?® um dispositivo que permite que o fluido corra livremente em apenas um sentido. Essa a?º?úo ?® similar ?á de uma porta numa casa; ela n?úo pode ser aberta em um dos sentidos por causa de seu umbral, mas pode ser totalmente aberta para o outro sentido.

Os controles de fluxo pneum?íticos s?úo normalmente encontrados em tamanhos de 1/4 a 1 polegada (di?ómetro de tubo), e os controles de fluxo hidr?íulico s?úo encontrados em tamanhos de 1/ 4 a 2 polegadas (di?ómetro de tubo), ou maiores. As faixas de press?úo de at?® 10 b?írias s?úo encon- tradas na pneum?ítica, e de at?® 200 b?írias na hidr?íulica.

CONTROLES DE PRESS?âO A fun?º?úo das v?ílvulas de controle de press?úo ?® a de controlar as press?Áes no sistema de pot?¬ncia fluida. Os controles de press?úo podem ser utilizados para reduzir, aliviar ou ajustar pres- s?Áes ou para iniciar uma outra fun?º?úo.

Os tipos de componentes considerados controles de press?úo s?úo: V?üLVULAS DE AL?ìVIO – Em hidr?íulica, a fun?º?úo da v?ílvula de al?¡vio de press?úo ?® a de aliviar a bomba para evitar que essa e o sistema fiquem sobrecarregados. Quando a press?úo atinge certo ponto, a v?ílvula de al?¡vio borrifa ??leo de volta ao reservat??rio, e a press?úo ?® aliviada. Existem muitas modifica?º?Áes nessas v?ílvulas, dependendo do sistema em que s?úo utilizadas.

V?üLVULA REDUTORA DE PRESS?âO – A v?ílvula redutora de press?úo ?® utilizada para reduzir a press?úo em parte do sistema para uma press?úo inferior. Em um sistema hidr?íulico, aconselha-se sempre a redu?º?úo da press?úo em certas partes do sistema.

V?üLVULA DE SEQ?£?èNCIA – A fun?º?úo de uma v?ílvula de seq???¬ncia ?® a de ajustar a seq???¬ncia de opera?º?Áes em um circuito hidr?íulico e pneum?ítico. As v?ílvulas de se- q???¬ncia s?úo utilizadas tamb?®m para outras fun?º?Áes.

V?üLVULA DE DESCARGA – A fun?º?úo de uma v?ílvula de descarga, conforme utilizada em circuitos hidr?íulicos, ?® a de descarregar a press?úo em um instante desejado, para conservar pot?¬ncia e assegurar prote?º?úo para o sistema. Isso ajuda a reduzir o aquecimento.

V?üLVULA DE ALIVIO DE PRESS?âO HIDR?üULICA A v?ílvula de al?¡vio de press?úo hidr?íulica pode ser do tipo de opera?º?úo direta, do tipo de piloto de opera?º?úo direta ou do tipo piloto de controle remoto. Na v?ílvula de opera?º?úo direta, a press?úo do fluido que atua no pist?úo deve superar a tens?úo aplicada por uma grande mola para abrir o orif?¡cio de descarga. A v?ílvula tipo piloto de opera?º?úo direta ?® operada a piloto e utiliza somente uma pequena mola. A v?ílvula tipo piloto de controle remoto ?® controlada por uma v?ílvula remota atrav?®s de uma liga?º?úo de piloto. Protege a bomba, o motor el?®trico, as linhas de fluido, os contro- les direcionais, os cilindros e os motores a fluido contra sobrecargas, ou uma press?úo de opera?º?úo aplicada acima da faixa de seguran?ºa dos componentes.

Embora as v?ílvulas de al?¡vio hidr?íulicas normalmente sejam consideradas uma parte do dispositivo de pot?¬ncia, poder?úo ser utilizadas em outros lugares no sistema hidr?íulico, como para aliviar a press?úo durante um per?¡odo de reserva.

O per?¡odo de reserva ?® considerado o per?¡odo de inatividade em que uma m?íquina de prensagem pneum?ítica ou hidr?íulica n?úo est?í realizando trabalho, como durante um per?¡odo de carregamento. As vantagens de utilizar uma v?ílvula de al?¡vio extra no circuito para dar conta do per?¡odo de reserva s?úo as de reduzir o aquecimento, o consumo de pot?¬ncia e assumir a carga total do sistema por per?¡odos relativamente longos. As v?ílvulas de al?¡vio s?úo conhecidas como v?ílvulas

normalmente fechadas, pois a passagem de exaust?úo ?® mantida fechada at?® que o pist?úo abra-a para aliviar a press?úo de fluido.

As v?ílvulas de al?¡vio de press?úo hidr?íulica do tipo de opera?º?úo direta s?úo normalmente constru?¡das para press?Áes de at?® 200 b?írias; entretanto, em alguns casos, s?úo projetadas para press?Áes hidr?íulicas muito maiores. Normalmente, n?úo cobrem toda uma faixa, mas s?úo encontra- das em faixas de 3 a 51 b?írias, 48 a 100 b?írias, 100 a 170 b?írias, e 140 a 205 b?írias.

O fluido flui sem impedimento de um orif?¡cio para outro, at?® que seja encontrada resist?¬ncia; ent?úo a press?úo no interior da v?ílvula sobe a um ponto no qual a ?írea diferencial entre a se?º?úo superior e a inferior do pist?úo da v?ílvula, multiplicada pela press?úo interna na v?ílvula, trabalhe contra a mola. O pist?úo sobe a um ponto que permite que o fluido escape pelo terceiro orif?¡cio, aliviando a press?úo. A press?úo contra o pist?úo depende da tens?úo colocada contra a mola atrav?®s do parafuso de ajuste.

Esse tipo de v?ílvula ?® constru?¡do em di?ómetros de tubo que variam de 1/4 a 2 polegadas, ou mais. O pist?úo encaixa hermeticamente no corpo da v?ílvula para reduzir os vazamentos a um m?¡nimo. A v?ílvula ?® de constru?º?úo simples, possuindo somente duas pe?ºas m??veis: o pist?úo e a mola. O pist?úo se move muito rapidamente.

A v?ílvula de al?¡vio tipo piloto externa ou interna pode ser constru?¡da para press?Áes de at?® 350 b?írias, em tamanhos similares aos do tipo de opera?º?úo direta.

A v?ílvula de al?¡vio hidr?íulica de opera?º?úo direta (figura a seguir) ?® compacta, pois n?úo exige espa?ºo para uma grande mola. O cabe?ºote m??vel principal permite que um grande volume de ??leo escape para o reservat??rio quando a press?úo do sistema da v?ílvula ?® atingida. A a?º?úo do cabe?ºote m??vel principal maior ?® controlada por um cabe?ºote menor. A press?úo do sistema age em ambos os lados do cabe?ºote principal devido ao pequeno orif?¡cio. A partir do momento em que uma ?írea maior ?® exposta ?á press?úo do sistema no lado superior ou esquerdo, o cabe?ºote principal ?® mantido firmemente em sua sede, reduzindo assim os vazamentos.

A press?úo do sistema tamb?®m age no cabe?ºote de controle atrav?®s do orif?¡cio acima menci- onado. Quando a press?úo toma-se grande o bastante para superar a press?úo da mola ajust?ível mantida sobre o cabe?ºote de controle, o fluido flui para o reservat??rio. As for?ºas s?úo ent?úo coloca- das contra o cabe?ºote principal, porque o fluxo atrav?®s do cabe?ºote de controle causa una diferen?ºa de press?úo com rela?º?úo ao orif?¡cio. A press?úo na base ou lado direito excede ent?úo a do lado superior ou esquerdo, e o cabe?ºote principal move-se para cima, ou para a esquerda, para fora de sua sede. Um grande volume de ??leo pode ent?úo escapar para o reservat??rio na press?úo atmosf?®- rica, reduzindo assim a press?úo do sistema. Quando a press?úo reduzida permite que o cabe?ºote de controle volte ?á sua sede, o cabe?ºote principal fecha-se novamente. O ajuste de press?úo ?® feito atrav?®s de um parafuso com furo de aperto. Na v?ílvula, uma mola ?® usada para toda a faixa de

press?Áes at?® 140 b?írias. Algumas v?ílvulas tipo piloto de opera?º?úo direta usam a mola em incre- mentos, similarmente ?á v?ílvula de al?¡vio hidr?íulica de opera?º?úo direta.

As pe?ºas que comp?Áem a v?ílvula, como mostra a figura acima, podem ser estudadas como as pe?ºas relacionadas na figura abaixo.

V?üLVULA REDUTORA DE PRESS?âO A v?ílvula redutora de press?úo hidr?íulica pode ser de opera?º?úo direta ou tipo piloto de opera- ?º?úo direta. O tipo de opera?º?úo direta ?® mostrado pela figura 13. O tipo piloto de opera?º?úo direta ?® um pouco mais compacto, uma vez que n?úo utiliza a mola grande (veja figura 14).

Em muitos circuitos e sistemas hidr?íulicos, ?® aconselh?ível ao sistema mais de uma press?úo de opera?º?úo. A v?ílvula de redu?º?úo pode ser a solu?º?úo. Na v?ílvula de redu?º?úo hidr?íulica mostrada pela figura 13, quando a tens?úo da mola for aliviada na grande mola, a diferen?ºa de press?Áes ser?í a maior entre o orif?¡cio de entrada e o de sa?¡da. Quando a tens?úo na mola ?® aumentada, a diferen?ºa ?® diminu?¡da. A diferen?ºa de press?Áes pode ser de at?® 10 para 1. A press?úo de entrada pode ser de at?® 35 b?írias, e a press?úo de sa?¡da pode ser de at?® 3,5 b?írias.

As v?ílvulas redutoras s?úo constru?¡das em faixas de press?úo similares ?ás das v?ílvulas de al?¡vio. Normalmente, n?úo s?úo constru?¡das com grande variedade de tamanho.

As pe?ºas que comp?Áem uma v?ílvula redutora hidr?íulica (veja as Figuras 13 e 14) devem ser estudadas. Observe na figura 13 que uma v?ílvula de reten?º?úo ?® embutida, para que o ??leo possa fluir no sentido oposto, o que elimina a necessidade de uma v?ílvula de reten?º?úo separada. O pist?úo ?® temperado, e ?® polido com rela?º?úo ao corpo da v?ílvula. A sede da v?ílvula tamb?®m ?® temperada. A v?ílvula da figura 14 n?úo possui a v?ílvula de reten?º?úo embutida.

V?üLVULAS DE SEQ?£?èNCIA As v?ílvulas de seq???¬ncia s?úo largamente utilizadas nos sistemas hidr?íulicos. Utilizando-se essas v?ílvulas, uma segunda v?ílvula de controle direcional pode freq??entemente ser eliminada. As v?ílvulas de seq???¬ncia hidr?íulicas podem ser de opera?º?úo direta, tipo piloto de opera?º?úo direta ou tipo piloto de controle remoto, da mesma forma que as v?ílvulas de al?¡vio. A figura 15 mostra urna v?ílvula de seq???¬ncia hidr?íulica de opera?º?úo direta. A figura 16 mostra uma v?ílvula de seq???¬ncia tipo piloto de opera?º?úo direta projetada para montagem em tubula?º?úo. Tais v?ílvulas s?úo tamb?®m encontradas para montagem em subplaca. Essa v?ílvula possui uma v?ílvula de reten?º?úo embutida.

ACUMULADORES Um acumulador ?® encontrado em muitos sistemas hidr?íulicos. O acumulador, como sugere seu nome, ?® um dispositivo de armazenamento. Um acumulador simples ?® utilizado algumas vezes em sistemas hidr?íulicos dom?®sticos (figura 17). O acumulador pode consistir de um ÔÇ£TÔÇØ com ramal coberto. O ar que ?® apanhado no tubo ramal ?® comprimido e ent?úo atua como uma mola comprimi- da. Quando urna torneira ?® aberta ou fechada rapidamente, uma repentina mudan?ºa de press?úo e fluxo ocorre. O ar apanhado atua como uma almofada, ou absorve dor de choques, para evitar a martelagem pela ?ígua do sistema de encanamento.

A bateria de um carro ?® um exemplo t?¡pico de acumulador el?®trico ou hidr?íulico. A energia qu?¡mica ?® armazenada na bateria quando a bateria n?úo ?® utilizada. A energia qu?¡mica armazenada ?® convertida em eletricidade, que ?® usada para acionar o motor.

ACUMULADORES HIDR?üULICOS Um acumulador hidr?íulico pode ser usado para uma variedade de prop??sitos. Algumas de suas utiliza?º?Áes s?úo: 1 – para absorver dor de choques;

4 – para proporcionar uma fonte de pot?¬ncia de emerg?¬ncia no caso de falha da fonte de pot?¬ncia normal;

5 – para manter uniforme a press?úo de distribui?º?úo durante determinado per?¡odo de tempo, sem que a bomba deixe de operar continuamente; e 6 – como um dispositivo-barreira de transfer?¬ncia para separar o ??leo de algum outro fluido do sistema.

TIPOS DE ACUMULADORES Os acumuladores podem ser divididos em tr?¬s tipos gerais: 1 – de gravidade;

Os acumuladores a ar ou a g?ís podem ser subdivididos nos tipos separadores e n?úo-separadores.

ACUMULADOR DE GRAVIDADE OU DE PESO O acumulador de gravidade ou de peso (figura 18) consiste de um cilindro, um pist?úo m??vel, um ar?¡ete ou ?¬mbolo e um peso. O contra-peso, que pode ser colocado em um recipiente, pode ser de concreto, ferro, a?ºo ?ígua ou um outro material pesado. O pist?úo deve ter um encaixe de preci- s?úo no interior do cilindro para reduzir vazamentos. A parede interna do cilindro deve ter um acabamento esmerilhado ou polido para reduzir atrito e desgaste. Um ??leo hidr?íulico ?® bombeado para o interior do cilindro, e ent?úo o pist?úo empurra o peso para um n?¡vel mais alto. Assim, a energia potencial ou armazenada do peso ?® aumentada. A energia armazenada pelo peso ?® liberada no movimento descendente que lhe ?® exigido pelas demandas do sistema.

Um acumulador desse tipo pode ser constru?¡do sob encomenda para urna instala?º?úo particu- lar. O peso ?® ajustado para que o ar?¡ete suba quando a press?úo de fluido atinja um n?¡vel predeter- minado. O curso do ar?¡ete pode ser controlado pelo arranjo de um came no ?¬mbolo e chaves de limite. A for?ºa de gravidade do pist?úo sobre o ??leo proporciona um n?¡vel quase constante de press?úo de ??leo durante todo o curso do pist?úo. Fornecendo uma ?írea de pist?úo adequada e um curso de pist?úo de comprimento adequado, um grande volume de fluido pode ser fornecido a alta press?úo. Um ??nico acumulador grande pode fornecer servi?ºo para v?írias m?íquinas diferentes.

ACUMULADOR DE MOLA Um acumulador de mola ?® ilustrado pela figura 19. O dispositivo consiste de um cilindro, um pist?úo e uma mola. Uma ou mais molas podem ser utilizadas. As molas podem ser arranjadas para fornecer v?írios ajustes atrav?®s de parafusos. Quando o ??leo ?® bombeado para dentro do acumula- dor, o pist?úo ou ?¬mbolo comprime a mola; assim ?® armazenada energia na mola. A energia armaze- nada na mola ?® liberada quando necess?írio pelas demandas do sistema. A press?úo no ??leo n?úo ?® constante em todas as posi?º?Áes do pist?úo, pois a for?ºa da mola depende de seu deslocamento.

Normalmente, esse tipo de acumulador distribui somente uma pequena quantidade de ??leo a baixa press?úo.

ACUMULADOR A G?üS OU A AR O fluido hidr?íulico ou ??leo ?® quase incompress?¡vel. Isto significa que um grande aumento na press?úo do ??leo resulta em somente um pequeno ou desprez?¡vel decr?®scimo no volume de ??leo. Por outro lado, um grande aumento na press?úo do g?ís ou do ??leo resulta numa grande diminui?º?úo do volume de g?ís ou ??leo. De modo geral, o ??leo hidr?íulico ?® menos el?ístico que o ar. O ??leo n?úo pode ser usado efetivamente para armazenar energia ao ser comprimido, enquanto que o ar ou o g?ís podem ser comprimidos para armazenar energia. Assim, um tipo geral de acumulador utiliza um g?ís ou o ar, em vez de uma mola mec?ónica ou um peso, para fornecer a a?º?úo de mola. Os acumuladores a ar ou a g?ís podem ser subdivididos em dois grupos: o tipo sem separador e o tipo com pist?úo separador. No tipo de acumulador sem separador, o ??leo faz contato direto com o ar ou o g?ís. No acumulador com separador, algum tipo de material ou dispositivo mec?ónico ?® utilizado para separar o ar ou o g?ís do ??leo. No acumulador com separador, uma barreira s??lida ou flex?¡vel ?® colocada entre o ??leo e o ar ou g?ís para separar os dois tipos diferentes de fluidos.

ACUMULADOR SEM SEPARADOR Um acumulador a g?ís ou a ar sem separador (figura 20) consiste de um cilindro totalmente fechado, orif?¡cios adequados e uma v?ílvula de carga. Uma por?º?úo de ??leo deve ser presa na base do cilindro antes que esse tipo de acumulador seja posto a funcionar. Ar, nitrog?¬nio ou um g?ís inerte s?úo for?ºados para dentro do cilindro, e o acumulador ?® pr?®-carregado ?ás exig?¬ncias de press?úo m?¡nima do sistema. Uma ÔÇ£superf?¡cie livreÔÇØ existe entre o ??leo e o g?ís ou o ar. Quando uma maior quantidade de ??leo ?® bombeada para o acumulador, o ar ou o g?ís acima do ??leo ?® comprimido ainda mais. A energia ?® armazenada no ar comprimido e ?® liberada quando exigido pelas demandas do sistema.

Esse tipo de acumulador deve ser montado numa posi?º?úo vertical, pois o g?ís deve ser retido na parte superior do cilindro. Para evitar que o ar ou o g?ís sejam exauridos no sistema hidr?íulico, somente cerca de dois ter?ºos do volume do acumulador podem ser utilizados pelo volume de g?ís ou de ar. Aproximadamente um ter?ºo do volume restante do acumulador deve ser reservado para o ??leo, para evitar que o ar ou o g?ís sejam puxados do acumulador para o sistema hidr?íulico. A aera?º?úo ou mistura de ??leo e ar ou g?ís podem resultar na diminui?º?úo do pr?®-carregamento do acumulador. Se o ar ou o g?ís forem absorvidos pelo ??leo, o acumulador n?úo funcionar?í adequada- mente. O acumulador sem elemento separador requer um compressor de ar ou de g?ís para a opera?º?úo de pr?®-carregamento do acumulador.

ACUMULADOR COM PIST?âO SEPARADOR Um acumulador com pist?úo separador, com um pist?úo livre ou flutuante atuando como ele- mento separador entre o ar ou g?ís e o ??leo, ?® ilustrado pela figura abaixo. O ar ou o g?ís a alta press?úo ?® carregado no espa?ºo de um dos lados do pist?úo, e o ??leo hidr?íulico ?® carregado no espa?ºo oposto. O tubo deve ser usinado com precis?úo. A veda?º?úo do pist?úo mant?®m o ??leo e o g?ís separados.

Esse tipo de acumulador pode ser instalado em qualquer posi?º?úo. A posi?º?úo preferida, entretanto, ?® a em que se coloca o eixo do cilindro verticalmente, com a conex?úo de g?ís na parte superior. O desgaste da veda?º?úo entre o pist?úo e o cilindro deve ser verificado ap??s uso prolongado, pois pode resultar em vazamento significativo.

Um pist?úo flutuante dentro de um acumulador ci- l?¡ndrico ?® ilustrado pela figura a seguir. Nesse modelo, a constru?º?úo de inv??lucro duplo fornece uma camisa in- terna equilibrada ?á press?úo que cont?®m o pist?úo e serve como um separador entre o ar ou g?ís de pr?®- carregamento e o fluido hidr?íulico de opera?º?úo. O inv??lucro externo serve como recipiente de v?ílvula de pr?®-carregamento a g?ís. A descompress?úo r?ípida do ar ou g?ís de pr?®-carregamento, resultante de uma descarga r?ípida do fluido hidr?íulico de opera?º?úo, proporciona um refrigerante para toda a ?írea de opera?º?úo da camisa interna. Os orif?¡cios de balanceamento de press?úo proporcionam press?Áes iguais em ambos os an?®is; isso evita bloqueio de press?úo entre as veda?º?Áes.

Outros dois tipos de acumuladores a g?ís ou ar s?úo os com separador de diafragma e o acumulador de bexiga:

ACUMULADOR COM ELEMENTO SEPARADOR DE DIAFRAGMA Um acumulador de diafragma (figura a seguir) envolve dois hemisf?®rios feitos de pe?ºas de a?ºo forjadas. Os hemisf?®rios s?úo unidos hermeticamente, e um diafragma de borracha flex?¡vel, enrolado, ?® preso em torno da periferia. Um pr?®-carregamento de ar ou g?ís ?® aplicado a um dos hemisf?®rios; o ??leo sob recalque ?® aplicado ao hemisf?®rio oposto para comprimir a carga de ar ou g?ís. Quando o ar ou g?ís ?® comprimido, a press?úo sobe, e ent?úo o g?ís atua como uma mola. A press?úo do ??leo e a press?úo do g?ís s?úo iguais, pois o elemento separador ?® flex?¡vel.

ACUMULADOR DE BEXIGA O acumulador de bexiga ?® um inv??lucro de a?ºo inoxid?ível de forma cil?¡ndrica, esf?®rica em ambas as extremidades. Uma v?ílvula de g?ís est?í localizada em uma extremidade do Uma grande abertura atrav?®s da qual a bexiga pode ser inserida est?í localizada

no extremo oposto. A bexiga ?® feita de borracha sint?®tica e tem a forma de p?¬ra. A bexiga totalmente encerrada, incluindo uma haste pneum?ítica moldada, ?® presa atrav?®s de uma contra-porca ?á extremidade superior ao envolt??rio. Do lado oposto do envolt??rio ?® montado um conjunto de tomada contendo um orif?¡cio para o ??leo e uma v?ílvula de gatilho. O acumulador n?úo pode ser desmontado enquanto uma carga de g?ís estiver no interior da bexiga. O acumulador deve ser instalado com a extremidade que cont?®m o ar na parte superior para evitar apanhar ??leo quando se descarrega.

FILTRO DE ENTRADA OU DE RESERVAT?ôRIO A maioria das bombas hidr?íulicas ?® equipada com filtro de entrada ou de reservat??rio. Outra denomina?º?úo para o filtro de entrada ?® ÔÇ£passadorÔÇØ. O prop??sito do filtro de entrada ?® o de impedir que a sujidade e os corpos estranhos atinjam as pe?ºas de precis?úo da bomba e causem danos. Um corte de camisa protetora de metal expandido mostra a posi?º?úo das barras magn?®ticas. O filtro de entrada ?® ligado ?á extremidade rosqueada da tubula?º?úo de entrada.

O filtro ?® montado numa posi?º?úo horizontal. Isso permite que o filtro seja montado na parte inferior do tanque de onde se captam os fluidos, de forma que nenhuma de suas partes seja exposta ao ar. Se a se?º?úo de tela do filtro for exposta ao ar, esse entrar?í na tubula?º?úo de entrada; depois entrar?í na bomba, causando cavita?º?úo, que ocasiona inconvenientes ?ás pe?ºas de opera?º?úo da bomba e aos outros componentes importantes por todo o sistema hidr?íulico.

Observe-se tamb?®m que o filtro n?úo deve tocar a base do reservat??rio. Isso evita que a sujidade que porventura esteja acumulada na base do reservat??rio fique presa ao filtro e obstrua- o. Isso tamb?®m causa cavita?º?úo. Part?¡culas de algod?úo no ??leo tamb?®m bloqueiam o filtro.

Em algumas instala?º?Áes, ?® necess?írio utilizar filtros de tela maior. Se o reservat??rio for raso, poder?í ser necess?írio mais de um filtro para proporcionar a superf?¡cie de filtragem conveniente; manter os filtros no lugar adequado com rela?º?úo ao n?¡vel de ??leo e ?á base do reservat??rio.

Os filtros de elementos sint?®ticos s?úo constru?¡dos para remover part?¡culas de at?® um m?¡cron de di?ómetro. Os elementos sint?®ticos s?úo feitos de uma fibra aglutinada com material resinoso. Os elementos filtrantes de fibra s?úo muito porosos, deixando grandes ?íreas de filtragem com rela?º?úo ao tamanho do filtro.

A maioria dos filtros ?® limpa facilmente encharcando-os em solvente, e enxaguando-os depois com solvente ou ar. Normalmente, os elementos de filtragem s?úo facilmente substitu?¡dos.

Os filtros de linha s?úo usados em conjunto com o dispositivo de pot?¬ncia, mas n?úo s?úo usados no reservat??rio de ??leo.

INTRODU?ç?âO ?Ç PNEUM?üTICA Embora a base da pneum?ítica seja um dos mais velhos conhecimentos da humanidade, foi preciso aguardar o s?®culo XIX para que o estudo do seu comportamento e propriedades se tornasse sistem?ítico. Por?®m, pode-se dizer que somente ap??s o ano de 1950 ?® que ela foi realmente introduzida no meio industrial. Antes, por?®m, j?í existiam alguns campos de aplica?º?úo e aproveitamento da pneum?ítica, como por exemplo a ind??stria de minera?º?úo, a constru?º?úo civil e a ind??stria ferrovi?íria (freio a ar comprimido).

A introdu?º?úo de forma mais generalizada da pneum?ítica na ind??stria come?ºou com a neces- sidade, cada vez maior, da automatiza?º?úo e racionaliza?º?úo dos processos de trabalho.

Apesar da sua rejei?º?úo inicial, quase que sempre proveniente da falta de conhecimento e instru?º?úo, ela foi aceita e o n??mero de campos de aplica?º?úo tornou-se cada vez maior.

Hoje, o ar comprimido tornou-se indispens?ível nos mais diferentes ramos industriais, princi- palmente na automatiza?º?úo de equipamentos.

Propriedades F?¡sicas do Ar Apesar de ins?¡pido, inodoro e incolor, percebemos o ar atrav?®s dos ventos, avi?Áes e p?íssaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos tamb?®m o seu impacto sobre o nosso corpo. Conclu- ?¡mos facilmente que o ar tem exist?¬ncia real e concreta, ocupando lugar no espa?ºo.

Compressibilidade O ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente, adquirindo seu formato, j?í que n?úo tem forma pr??pria. Assim, podemos encerr?í-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redu?º?úo de volume usando uma de suas propriedades – a compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito ?á a?º?úo de uma for?ºa exterior.

Elasticidade Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (for?ºa) respons?ível pela redu?º?úo do volume.

Difusibilidade Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que n?úo esteja saturado.

Expansibilidade Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

Peso do Ar Como toda mat?®ria concreta, o ar tem peso. A experi?¬ncia abai- xo mostra a exist?¬ncia do peso do ar.

Temos dois bal?Áes id?¬nticos, hermeticamente fechados, con- O Ar Quente ?® Mais Leve que o Ar Frio Uma experi?¬ncia que mostra esse fato ?® a seguinte: uma balan?ºa equilibra dois bal?Áes id?¬nticos, abertos. Expondo-se um dos bal?Áes em contato com uma chama, o ar do seu interior se aquece, escapa pela boca do bal?úo, tornando-se assim menos denso. Con- seq??entemente h?í um desequil?¡brio na balan?ºa.

DESENVOLVIMENTO DA T?ëCNICA DO AR COMPRIMIDO O ar comprimido ?® uma das formas de energia mais antigas que o homem conhece e ?® utilizada para ampliar seus recursos f?¡sicos. O reconhecimento da exist?¬ncia f?¡sica do ar, bem como sua utiliza?º?úo mais ou menos consciente para o trabalho, s?úo comprovados h?í milhares de anos.

O primeiro homem que, com certeza, sabemos ter-se interessado pela pneum?ítica, isto ?®, o emprego do ar comprimido como meio auxiliar de trabalho, foi o grego KTESIBIUS. H?í mais de 2.000 anos, ele construiu uma catapulta a ar comprimido. Um dos primeiros livros sobre o emprego do ar comprimido como transmiss?úo de energia, data do s?®culo 19 d.C. e descreve equipamentos que foram acionados com ar aquecido. Dos antigos gregos prov?®m a express?úo “PNEUMA” que significa f??lego, vento e filosoficamente, alma. Derivando da palavra “PNEUMA”, surgiu, entre ou- tros, o conceito de “PNEUM?üTICA”: a mat?®ria dos movimentos dos gases e fen??menos dos gases.

Embora a base da pneum?ítica seja um dos mais velhos conhecimentos da humanidade, foi preciso aguardar o s?®culo XIX para que o estudo do seu comportamento e propriedades se tornasse sistem?ítico. Por?®m, pode-se dizer que somente ap??s o ano de 1950 ?® que ela foi realmente introduzida no meio industrial. Antes, por?®m, j?í existiam alguns campos de aplica?º?úo e aproveita-

mento da pneum?ítica, como por exemplo, a ind??stria de minera?º?úo, a constru?º?úo civil e a ind??stria ferrovi?íria (freios a ar comprimido) .

A introdu?º?úo de forma mais generalizada da pneum?ítica na ind??stria come?ºou com a neces- sidade, cada vez maior, da automatiza?º?úo e racionaliza?º?úo dos processos de trabalho. Apesar da sua rejei?º?úo inicial, quase que sempre proveniente da falta de conhecimento e instru?º?úo, ela foi aceita e o n??mero de campos de aplica?º?úo tornou-se cada vez maior.

T?®cnica de acionamento Pneum?ítica Hidr?íulica El?®trica Hoje o ar comprimido se tornou indispens?ível e nos diferentes ramos industriais instalam-se equipamentos pneum?íticos. Faremos ent?úo, uma compara?º?úo da pneum?ítica com outras t?®cnicas.

?ë not?ível como a pneum?ítica tem-se expandido, impondo-se em t?úo pouco tempo e com tanta rapidez. Isso se deve, entre outras coisas, ?á solu?º?úo de alguns problemas de automatiza?º?úo, n?úo se dispondo de outro meio mais simples e barato. Algumas propriedades tornam o ar comprimi- do importante: QUANTIDADE: o ar, para ser comprimido, encontra-se em quantidades ilimitadas, praticamente em todos os lugares.

TRANSPORTE: o ar comprimido ?® facilmente transport?ível por tubula?º?Áes, mesmo para dist?óncias consideravelmente grandes. N?úo h?í necessidade de preocupa?º?úo com o retorno de ar.

ARMAZENAMENTO: no estabelecimento n?úo ?® necess?írio que o compressor esteja em funcionamento cont?¡nuo. O ar pode ser sempre armazenado em um reservat??rio e posteriormente tirado de l?í. Al?®m disso ?® poss?¡vel o transporte em reservat??rios (botij?Áes).

TEMPERATURA: o trabalho realizado com ar comprimido ?® insens?¡vel ?ás oscila?º?Áes da temperatura. Isso garante, tamb?®m em situa?º?Áes t?®rmicas extremas, um funciona- mento seguro.

SEGURAN?çA: n?úo existe o perigo de explos?úo ou inc?¬ndio. Portanto, n?úo s?úo necess?í- rias custosas prote?º?Áes contra explos?Áes.

LIMPEZA: o ar comprimido ?® limpo. O ar, que eventualmente escapa das tubula?º?Áes ou outros elementos mal vedados, n?úo poluem o ambiente. Essa limpeza ?® uma exi- g?¬ncia, por exemplo, nas ind??strias aliment?¡cias, madeireiras, t?¬xteis e qu?¡micas.

CONSTRU?ç?âO DOS ELEMENTOS: os elementos de trabalho s?úo de constru?º?úo simples e, portanto, de custo vantajoso.

VELOCIDADE: o ar comprimido ?® um meio de trabalho r?ípido, permitindo alcan?ºar altas velocidades de trabalho. (A velocidade de trabalho dos cilindros pneum?íticos oscila entre 1-2 m/segundos). Em turbo-motores pneum?íticos, a rota?º?úo alcan?ºa 250.000 rpm.

REGULAGEM: a velocidade e for?ºas de trabalho dos elementos a ar comprimido s?úo regul?íveis sem escala.

SEGURO CONTRA SOBRECARGA: elementos e ferramentas a ar comprimido s?úo carreg?íveis at?® a parada total e portanto seguros contra sobrecargas.

LIMITA?ç?òES DA PNEUM?üTICA Para limitar corretamente os campos de emprego da pneum?ítica, ?® necess?írio tamb?®m conhecer as propriedades negativas da mesma.

PREPARA?ç?âO: o ar comprimido requer uma boa prepara?º?úo. Impureza e umidade devem ser evitadas, pois provocam desgastes nos elementos pneum?íticos.

COMPRESSIBILIDADE: n?úo ?® poss?¡vel manter uniforme e constante as velocidades dos pist?Áes mediante ar comprimido.

FOR?çAS: o ar comprimido ?® econ??mico somente at?® uma determinada for?ºa, limitado pela press?úo normal de trabalho de 700 kPa (7 bar) e tamb?®m pelo curso e velocida- de. O limite est?í fixado entre 2.000 a 3.000 kP.

ESCAPE DE AR: o escape de ar ?® ruidoso. Com desenvolvimento de silenciadores, esse problema est?í atualmente solucionado.

CUSTOS: o ar comprimido ?® uma fonte de energia muito cara. Por?®m, o alto custo de energia est?í em grande parte, compensado pelos elementos de pre?ºo vantajoso e pela grande rentabilidade do ciclo de trabalho.

RELA?ç?âO CUSTO/BENEF?ìCIO Em conseq???¬ncia da automatiza?º?úo e racionaliza?º?úo, a energia humana foi substitu?¡da por outras formas energ?®ticas. Trabalhos, antigamente feitos pelo homem, agora est?úo sendo realiza- dos mediante o emprego do ar comprimido. Exemplo: deslocamento de volumes pesados, acionamento de alavancas, contagem de pe?ºas, etc.

O ar comprimido ?® uma fonte de energia cara, por?®m, sem d??vida, oferece muitas vanta- gens. A produ?º?úo e armazenamento, bem como a distribui?º?úo do ar comprimido ?ás m?íquinas e dispositivos, requerem custos elevados. Isso cria uma opini?úo de que o emprego de equipamentos a ar comprimido ?® relacionado com custos elevad?¡ssimos. Essa opini?úo ?® equivocada, pois para um c?ílculo de rentabilidade real n?úo devem ser considerados os custos de energia empregada, mas sim os custos gerais acumulados. Considerando isto mais realisticamente, verificamos que, na maioria dos casos, os custos da energia empregada s?úo insignificantes para poder desempenhar um papel determinante em rela?º?úo aos sal?írios, custos de investimentos e de manuten?º?úo.

Um exemplo nos dar?í uma id?®ia de custo do ar comprimido: Suponhamos uma instala?º?úo com dois compressores, acumulador reservat??rio, torre de resfriamento, bombas de ?ígua refrigerante, ventilador, rede de ?ígua refrigerante, instala?º?úo el?®trica e rede distribuidora do ar comprimido para um estabelecimento de aproximadamente 600 trabalhadores.

Considerando-se todas as despesas decorrentes do uso dos equipamentos, como: gasto com energia el?®trica, ?ígua de refrigera?º?úo, conserto e manuten?º?úo, temos uma m?®dia entre US$ 0,005 e 0,0015 para a compress?úo de 1m3 de ar a uma press?úo de 6 bar.

Um exemplo mostra como o emprego do ar comprimido ?® vantajoso: um cilindro com di?óme- tro de 35mm, levanta volumes de 200 N (20 kP) de peso. Um segundo cilindro de mesmo di?ómetro empurra os volumes para uma esteira transportadora.

Exemplo de aplica?º?úo: Curso do cilindro 1 = 400 mm Curso do cilindro 2 = 200 mm

Para ambos os cilindros, ser?úo necess?írios 8 litros de ar por curso duplo (avan?ºo e retorno), com um metro c??bico de ar podem, portanto, ser levantados e empurrados para a esteira transpor- tadora 125 volumes.

Esse exemplo mostra que, com o emprego do ar comprimido em todos os ramos industriais, pode ser reduzida a utiliza?º?úo da custosa energia humana. O ar comprimido deve ser utilizado especialmente na realiza?º?úo de trabalhos mon??tonos, pesados e repetitivos.

Os custos do ar comprimido podem aumentar consideravelmente se n?úo prestarmos aten?º?úo suficiente quanto ?á exist?¬ncia de vazamentos de ar na rede de distribui?º?úo.

O diagrama a seguir mostra o volume que pode escapar por certa sec?º?úo de abertura a uma determinada press?úo.

EXEMPLOA: Por um orif?¡cio de 3,5 mm de di?ómetro escapa, a uma press?úo de 600 kPa (6 bar), uma quantidade de 0,5 m3)/min, ou seja, (30 m3/hora) de ar.

Diagrama de escape de ar: EXEMPLOB: Devido ao desgaste de uma gaxeta, forma-se uma abertura circular de 0,06 mm em toda circunfer?¬ncia do fuso de uma v?ílvula (20 mm di?ómetro). Essa folga corresponde a uma abertura de escape de 2 mm de di?ómetro com a perda de ar aproximadamente 0,2 m2/min. O resultado ?á press?úo de 600 kPa (6 bar) ?® de 12 m3/hora. O ar tamb?®m escapa durante os intervalos de trabalho, resultando assim numa perda di?íria de 288 m3. Calculando-se a um pre?ºo de produ?º?úo de US$ 0,015 por m3 , essa abertura de escape custa por dia US$ 4,50.

Esses exemplos demonstram que a elimina?º?úo dos pontos de escape eleva bastante a renta- bilidade do ar comprimido.

UNIDADE DE MEDIDA E FUNDAMENTOS F?ìSICOS Para melhor compreender as leis e o comprimento do ar, devemos primeiramente considerar as grandezas f?¡sicas e sua classifica?º?úo nos sistemas de medidas. Com o fim de estabelecer rela?º?Áes inequ?¡vocas e claramente definidas, os cientistas e t?®cnicos na maioria dos pa?¡ses est?úo empenha- dos em definir um s?? sistema de medidas que ser?í v?ílido para todos, denominado “SISTEMA INTER- NACIONAL DE MEDIDAS”, abreviadamente “SI”.

PREPARA?ç?âO DO AR COMPRIMIDO Para a produ?º?úo de ar comprimido s?úo necess?írios compressores, os quais comprimem o ar para a press?úo de trabalho desejada. Na maioria dos acionamentos e comandos pneum?íticos se encontra, geralmente, uma esta?º?úo central de distribui?º?úo de ar comprimido. N?úo ?® necess?írio calcular e planejar a transforma?º?úo e transmiss?úo da energia para cada consumidor individual. A instala?º?úo de compress?úo fornece o ar comprimido para os devidos lugares atrav?®s de uma rede tubular.

Instala?º?Áes m??veis de produ?º?úo s?úo usadas, principalmente, na ind??stria de minera?º?úo, ou para m?íquinas que freq??entemente mudam de local.

J?í ao projetar, devem ser consideradas a amplia?º?úo e aquisi?º?úo de outros novos aparelhos pneum?íticos. Por isso ?® necess?írio sobredimensionar a instala?º?úo para que mais tarde n?úo venha se constatar que ela est?í sobrecarregada. Uma amplia?º?úo posterior da instala?º?úo se torna geralmente muito cara. Muito importante ?® o grau de pureza do ar. Um ar limpo garante uma longa vida ??til da instala?º?úo. A utiliza?º?úo correta dos diversos tipos de compressores tamb?®m deve ser considerada.

Tipos de Compressores Ser?úo diferenciados dois tipos b?ísicos de compressores: – baseado no princ?¡pio de redu?º?úo de volume: consegue-se a compress?úo sugando o ar para um ambiente fechado e diminuindo-se posteriormente o tamanho desses ambi- entes. Esse tipo de constru?º?úo denomina-se compressor de ?¬mbolo ou pist?úo (com- pressores de ?¬mbolo de movimento linear).

– funcionamento segundo o princ?¡pio de fluxo: suc?º?úo do ar de um lado e compress?úo no outro por acelera?º?úo da massa (turbina).

Compressor tipo parafuso Esse compressor ?® dotado de uma carca?ºa onde giram dois rotores helicoidais em sentidos opostos. Um dos rotores possui l??bulos convexos, o outro uma depress?úo c??ncava e s?úo denomina- dos, respectivamente, rotor macho e rotor f?¬mea. Os rotores s?úo sincronizados por meio de engre- nagens; entretanto existem fabricantes que fazem com que um rotor acione o outro por contato

direto. O processo mais comum ?® acionar o rotor macho, obtendo-se uma velocidade menor do rotor f?¬mea. Esses rotores revolvem-se numa carca?ºa cuja superf?¡cie interna consiste de dois cilindros ligados como um “oito”. Nas extremidades da c?ómara existem aberturas para admiss?úo e descarga do ar. O ar ?á press?úo atmosf?®rica ocupa espa?ºo entre os rotores e, conforme eles giram, o volume compreendido entre os mesmos ?® isolado da admiss?úo. Em seguida, come?ºa a decrescer, dando in?¡cio ?á compress?úo. Essa prossegue at?® uma posi?º?úo tal que a descarga ?® descoberta e o ar ?® descarregado continuamente, livre de pulsa?º?Áes. No tubo de descarga existe uma v?ílvula de reten?º?úo para evitar que a press?úo fa?ºa o compressor trabalhar como motor durante os per?¡odos em que estiver parado.

Compressor de Duplo Efeito ÔÇô Compressor Tipo Cruzeta Esse compressor ?® assim chamado por ter duas c?ómaras, ou seja, as duas faces do ?¬mbolo aspiram e comprimem. O virabrequim est?í ligado a uma cruzeta por uma biela; a cruzeta, por sua vez, est?í ligada ao ?¬mbolo por uma haste. Dessa maneira consegue transmitir movimento alterna- tivo ao ?¬mbolo, al?®m do que a for?ºa de empuxo n?úo ?® mais transmitida ao cilindro de compress?úo e sim ?ás paredes guias da cruzeta.

O ?¬mbolo efetua o movimento descendente e o ar ?® admitido na c?ómara superior, enquanto o ar contido na c?ómara inferior ?® comprimido e expelido. Procedendo-se o movimento oposto, a c?ómara que havia efetuado a admiss?úo do ar realiza a sua compress?úo e a que havia comprimido efetua a admiss?úo. Os movimentos prosseguem dessa maneira, durante a marcha do trabalho.

Compressor de Simples Efeito ou Compressor Tipo Tronco Esse tipo de compressor leva esse nome por ter somente uma c?ómara de compress?úo, ou seja, apenas a face superior do pist?úo aspira o ar e comprime. A c?ómara formada pela face inferior est?í em conex?úo com o Carter. O pist?úo est?í ligado diretamente ao virabrequim por uma biela (esse sistema de liga?º?úo ?® denominado tronco), que proporciona um movimento alternativo de sobe e desce ao pist?úo; o empuxo ?® totalmente transmitido ao cilindro de compress?úo. Iniciado o movimento descendente, o ar ?® aspirado por meio de v?ílvulas de admiss?úo, preenchendo a c?ómara

de compress?úo. A compress?úo do ar tem in?¡cio com o movimento da subida. Ap??s obter-se uma press?úo suficiente para abrir a v?ílvula de descarga, o ar ?® expulso para o sistema.

Compressor Din?ómico de Fluxo Radial O ar ?® acelerado a partir do centro de rota?º?úo, em dire?º?úo ?á periferia, ou seja, ?® admitido pela primeira h?®lice (rotor dotado de l?óminas dispostas radialmente), axialmente, ?® acelerado e expulso radialmente.

Elementos pneum?íticos de trabalho A energia pneum?ítica ser?í transformada, por cilindros pneum?íticos, em movimentos retil?¡neos e pelos motores pneum?íticos em movimentos rotativos.

Elementos pneum?íticos de movimento retil?¡neo A gera?º?úo de um movimento retil?¡neo com elementos mec?ónicos, conjugados com acionamentos el?®tricos ?® relativamente custosa e ligada a certas dificuldades de fabrica?º?úo e dura- bilidade. Por essa raz?úo utilizam-se os cilindros pneum?íticos.

Cilindros de a?º?úo simples Os cilindros de a?º?úo simples s?úo acionados por ar comprimido de um s?? lado, e, portanto, realizam trabalho em um s?? sentido. O retrocesso efetua-se mediante uma mola ou atrav?®s de for?ºa externa.

A for?ºa da mola ?® calculada para que possa retroceder o ?¬mbolo ?á posi?º?úo inicial, com uma velocidade suficientemente alta, sem absorver, por?®m, energia elevada.

Em cilindros de a?º?úo simples com mola, o curso do ?¬mbolo ?® limitado pelo comprimento da mola. Por essa raz?úo fabricam-se cilindros de a?º?úo simples com com- primento de curso at?® aproximadamente 100 mm.

Esses elementos s?úo utilizados principalmente para fixar, expul- sar, prensar, elevar, alimentar, etc.

Cilindro de a?º?úo simples – Miniatura Cilindro de membrana Uma membrana, que pode ser de borracha, de material sint?®tico ou tamb?®m met?ílico, assu- me a tarefa do ?¬mbolo. A haste do ?¬mbolo ?® fixada no centro da membrana. Nesse caso, a veda?º?úo deslizante n?úo existe. Em a?º?úo contr?íria ocorre somente a for?ºa el?ística da membrana.

Esses elementos s?úo utilizados na fabrica?º?úo de ferramentas e dispositivos, bem como em prensas de cunhar, rebitar e fixar pe?ºas em lugares estreitos.

Cilindro de membrana com haste Entre duas cubas met?ílicas uma membrana de borracha, pl?ístico ou metal est?í firmemente tensionada. A haste do ?¬mbolo est?í fixa ?á membrana e o retorno se d?í atrav?®s da mola.

Cilindro de membrana de proje?º?úo A constru?º?úo desses cilindros ?® similar ao anterior. Tamb?®m se emprega uma membrana que, quando submetida ?á press?úo, projeta-se ao longo da parede inferior do cilindro movimentando a haste para fora. Esse sistema permite cursos maiores (aproximadamente 50 – 80 mm). O atrito ?® bem menor.

Cilindros de A?º?úo Dupla A for?ºa exercida pelo ar comprimido movimenta o ?¬mbolo do cilindro de a?º?úo dupla, realizan- do movimento nos dois sentidos. Ser?í produzida uma determinada for?ºa no avan?ºo, bem como no retorno do ?¬mbolo. Os cilindros de a?º?úo dupla s?úo utilizados especialmente onde ?® necess?írio tamb?®m realizar trabalho no retrocesso. O curso, em princ?¡pio, ?® limitado, por?®m importante levar em considera?º?úo a deforma?º?úo por flex?úo e flambagem. A veda?º?úo aqui efetua-se mediante ?¬mbolo de dupla veda?º?úo.

Cilindro com amortecimento nos fins de curso Quando volumes grandes e pesados s?úo movimentados por um cilindro, deve existir neste um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou at?® danifica?º?Áes. Antes de alcan?ºar a posi?º?úo final, um ?¬mbolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando somente uma pequena passagem geralmente regul?ível.

Com o escape do ar restringido, cria-se uma sobrepress?úo que, para ser vencida absorve parte da energia e resulta em perda de velocidade nos fins de curso. Invertendo o movimento do ?¬mbolo, o ar entra sem impedimento pelas v?ílvulas de reten?º?úo, e o ?¬mbolo pode, com for?ºa e velocidade total, retroceder.

Elementos pneum?íticos em movimento girat??rio Esses elementos transformam a energia pneum?ítica em movimento de giro. S?úo os motores a ar comprimido.

Motores de pist?úo ?À Pist?Áes em movimento radial: o ?¬mbolo, atrav?®s de uma biela, aciona o eixo do motor. Para que seja garantido um movimento sem golpes e vibra?º?Áes s?úo necess?íri- os v?írios pist?Áes. A pot?¬ncia dos motores depende da press?úo de entrada, o n??mero de pist?Áes, ?írea dos pist?Áes e do curso dos mesmos.

?À pist?úo axial: ?® similar ao dos motores de pist?úo radial. Um disco oscilante transforma a for?ºa de 5 cilindros, axialmente posicionados, em movimento girat??rio. Dois pist?Áes s?úo alimentados simultaneamente com ar comprimido. Com isso se obt?®m um mo- mento de in?®rcia equilibrado, garantindo um movimento de motor uniforme e sem vibra?º?Áes.

Existem motores pneum?íticos com rota?º?úo ?á direita e ?á esquerda. A rota?º?úo m?íxima est?í fixada em 5.000 rpm e a faixa de pot?¬ncia, em press?úo normal, varia entre 1,5 a 19 KW (2 a 25 CV).

Motor de palhetas Gra?ºas ?á constru?º?úo simples e pequeno peso, os motores pneum?íticos geralmente s?úo fabri- cados segundo esse tipo construtivo.

Eles s?úo, em princ?¡pio, de funcionamento inverso aos compressores multicelular de palhetas (compressor rotativo). O rotor est?í fixado excentricamente em um espa?ºo cil?¡ndrico e ?® dotado de ÔÇ£ranhuras”. As palhetas colocadas nas ranhuras ser?úo, pela for?ºa centr?¡fuga, afastadas contra a parede interna do cilindro. A veda?º?úo individual das c?ómaras ?® garantida.

Por meio da pequena quantidade de ar, as palhetas ser?úo afastadas contra a parede interna do cilindro, j?í antes de acionar o rotor. Em tipos de constru?º?úo diferente, o encosto das palhetas ?® feito por press?úo de molas. Motores dessa execu?º?úo t?¬m geralmente entre 3 a 10 palhetas, que formam no motor c?ómaras de trabalho, nas quais pode atuar o ar, sempre de acordo com o tamanho da ?írea de ataque das palhetas. O ar entra na c?ómara maior, expandindo-se na medida do aumento da c?ómara.

CILINDROS DE A?ç?âO DUPLA COM EXECU?ç?âO ESPECIAL Cilindro com haste passante Esse tipo de cilindro de haste passante possui algumas vantagens. A haste ?® melhor guiada devido aos dois mancais de guia, possibilitando a admiss?úo de uma ligeira carga lateral. Os ele- mentos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do ?¬mbolo. Nesse cilindro, as for?ºas de avan?ºo e retorno s?úo iguais devido ?á mesma ?írea de aplica?º?úo de press?úo em ambas as faces do ?¬mbolo.

Cilindro Tanden Essa constru?º?úo nada mais ?® do que dois cilindros de a?º?úo dupla, os quais formam uma s?? unidade. Dessa forma, com simult?ónea press?úo nos dois ?¬mbolos, a for?ºa ?® uma soma das for?ºas dos dois cilindros. O uso dessa unidade ?® necess?írio para se obter grandes for?ºas em locais onde n?úo se disp?Áe de espa?ºo suficiente para a utiliza?º?úo de cilindros de maior di?ómetro.

Cilindros de m??ltiplas posi?º?Áes Esse tipo de cilindro ?® formado de dois ou mais cilindros de a?º?úo dupla. Esses elementos est?úo, como ilustrado, unidos um ao outro. Os cilindros movimentam-se, conforme os lados dos ?¬mbolos que est?úo sobre press?úo, individualmente. Com dois cilindros de cursos diferentes obt?®m- se quatro posi?º?Áes.

Aplica?º?úo: ?ÀSele?º?úo de ramais para transporte de pe- ?À Dispositivo selecionador (pe?ºas boas, refugadas e a serem aproveitadas).

Cilindro com ?¬mbolo magn?®tico Na utiliza?º?úo de cilindros pneum?íticos, necessita-se com freq???¬ncia detectar as posi?º?Áes iniciais, finais e at?® intermedi?írios. Para a resolu?º?úo desse problema, basta a utiliza?º?úo de roletes fins de curso (el?®tricos ou pneum?íticos), ou ainda sensores (eletr??nicos ou pneum?íticos). Essa solu?º?úo, por?®m, tem como desvantagem a necessidade de espa?ºo f?¡sico para a instala?º?úo desses detectores.

Com o cilindro de ?¬mbolo magn?®tico, instala-se, por exemplo, detectores do tipo “Reed”, no trilho localizado no tubo. Na aproxima?º?úo do ?¬mbolo, esse detector ?® acionado.

Na constru?º?úo desse cilindro, utilizam-se materiais n?úo magn?®ticos, como: lat?úo, alum?¡nio, a?ºo inox e pl?ísticos.

Interruptor el?®trico de proximidade Em muitas m?íquinas e instala?º?Áes, a montagem de sinalizadores (fins de curso) apresenta v?írios problemas. Freq??entemente falta espa?ºo, a m?íquina ?® muito pequena ou os fins de curso n?úo devem entrar em contato com sujeira, ?ígua de resfriamento, ??leo ou aparas.

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