Introdução: Por que controlar a velocidade do cilindro hidráulico?
A característica exclusiva dos cilindros hidráulicos é sua eficiência volumétrica, que se aproxima de 100%, apesar das perdas de eficiência mecânica. Isso significa que quase todo o fluido que entra neles produz movimento linear proporcional, tornando o cálculo da velocidade do cilindro relativamente simples.
Os padrões industriais orientam as decisões de projeto hidráulico. De acordo com ISO 4413:2010, Os projetistas devem considerar as taxas de fluxo e a pressão ao dimensionar os componentes para uma operação segura.
Aqui estão os 5 métodos mais comuns de controle da velocidade do cilindro hidráulico:
5 maneiras de controlar a velocidade do cilindro hidráulico Métodos de controle de fluxo explicados1 Controle de fluxo de entrada do medidor
O método mais comum para controlar a velocidade do cilindro hidráulico é limitar o fluxo que entra na porta de trabalho. É possível instalar válvulas de controle de fluxo de medição diretamente na porta de trabalho, na linha de trabalho ou na pilha de válvulas ou no coletor.
O controle de fluxo de entrada do medidor deve incluir uma válvula de retenção para fluxo reverso livre. Isso é fundamental porque o cilindro precisa de fluxo irrestrito durante o curso de retorno.
Melhor para: Aplicações gerais de controle de velocidade em que a direção da carga é consistente.
2 Controle de fluxo de saída do medidor
Ao contrário do primeiro método, o controle de fluxo de saída restringe o fluxo de fluido que sai do cilindro para controlar a velocidade.
Advertência: Risco de intensificação da pressão
O velho ditado pneumático “em caso de dúvida, não meça” deve levantar suspeitas nos sistemas hidráulicos aplicativos. O controle de falta de medidor pode causar intensificação da pressão, levando a vazamentos ou falhas.
Nunca meça quando o líquido do lado da haste precisar suportar a carga de um cilindro de dupla ação. Quando essa pressão é exposta à contrapressão, ela se combina com a pressão de carga, fazendo com que a pressão no lado da haste suba a níveis perigosos.
Melhor para: Aplicações com cargas leves em que a contrapressão não é uma preocupação.
3 Válvulas de agulha
Em muitos casos, as válvulas de agulha são o método mais eficaz e econômico para controlar a velocidade do cilindro.
Sem um válvula de retenção, As válvulas de agulha podem restringir o fluxo em ambas as direções, o que as torna adequadas para aplicações que exigem descida lenta por gravidade.
Melhor para: Aplicações de descida por gravidade em baixa velocidade, controle de velocidade bidirecional.
4 Controle de fluxo prioritário de três portas
Essa válvula tem uma única entrada e duas saídas, regulando a proporção do fluxo para ambas as portas. A porta prioritária (CF) normalmente é compensada por pressão.
Ele determina a hierarquia de fluxo: se o fluxo de entrada ficar abaixo da configuração de fluxo prioritário, o fluxo para a terceira porta (EF) ficará indisponível.
Cuidado: Em aplicações com grande fluxo de entrada e baixo fluxo controlado, todo o fluxo de entrada é afetado pela pressão operacional, e o excesso de fluxo é desperdiçado como calor.
Melhor para: Sistemas que exigem fluxo prioritário para um atuador com transbordamento para circuitos secundários.
5 Válvulas direcionais proporcionais
As válvulas proporcionais regulam a posição do carretel por meio de controladores PWM, obtendo um fluxo variável. O carretel contém ranhuras de medição que fornecem fluxo medido, essencialmente semelhante às válvulas de agulha dupla.
A compensação de pressão, o sensor de carga ou o controle eletrônico complexo proporcionam às válvulas proporcionais um desempenho superior no controle da velocidade do cilindro.
Melhor para: Aplicações de alta precisão que exigem controle de velocidade variável.
Comparação: 5 métodos de controle de velocidade
| Método | Restrição de fluxo | Melhor aplicativo | Nível de risco |
|---|
| Meter-In | Entrada | Controle geral de velocidade | Baixa |
| Medidor de saída | Saída | Aplicações de cargas leves | Alta |
| Válvula de agulha | Ambas as direções | Descida gravitacional | Médio |
| Controle de fluxo prioritário | Proporção regulamentada | Sistemas de múltiplos atuadores | Baixa |
| Válvula proporcional | Variável | Controle de precisão | Baixa |
Como escolher o método correto de controle de velocidade
- É necessário um controle de velocidade simples? Meter-in com válvula de retenção
- Carga variável presente? Válvula proporcional com sensor de carga
- Controle bidirecional de baixo custo? Válvula de agulha (sem válvula de retenção)
- Fluxo prioritário para um atuador? Controle de fluxo prioritário de três portas
- Requisitos de alta precisão? Válvula proporcional com controle PWM
Perguntas frequentes
P: Qual é a diferença entre o controle de entrada e saída do medidor?R: O medidor de entrada restringe o fluxo que entra no cilindro; o medidor de saída restringe o fluxo que sai. O medidor de entrada é geralmente mais seguro para cargas variáveis; o medidor de saída pode causar intensificação da pressão.
P: Por que as válvulas de controle de fluxo precisam de válvulas de retenção?R: As válvulas de retenção fornecem fluxo reverso livre, permitindo que o cilindro se retraia sem restrições quando a válvula de controle de fluxo estiver fechada.
P: O que causa a intensificação da pressão no controle de saída do medidor?R: Quando o fluxo de saída é restrito, a contrapressão se combina com a pressão de carga no lado da haste, podendo exceder a pressão do sistema.
