Os cilindros hidráulicos se tornaram o coração das máquinas pesadas. De escavadeiras a guindastes, esses cilindros desempenham um papel fundamental. No entanto, é fundamental saber a pressão exata que um cilindro hidráulico pode oferecer. Isso nos levou a escrever um artigo sobre como calcular a pressão do cilindro hidráulico.
Os cilindros hidráulicos podem ter diferentes classificações de pressão. Por exemplo, os cilindros pequenos usam menos fluido hidráulico. Portanto, eles exercem menos pressão sobre o pistão e vice-versa. As máquinas para serviços pesados consistem em cilindros que oferecem alta pressão. Neste artigo, eu o orientarei no cálculo da pressão do cilindro hidráulico.
O que é pressão do cilindro hidráulico?
Os cilindros usam fluido hidráulico para seu trabalho. Esse fluido aplica pressão no interior dos cilindros que empurra o pistão. Essa pressão exercida pelo fluido no interior do cilindro é chamada de pressão do cilindro hidráulico. Todo o sistema hidráulico depende dessa pressão.
Os sistemas hidráulicos consistem principalmente em cilindros, pistões e fluido. O fluido entra nos cilindros e a haste do pistão fica dentro do cilindro. O fluido exerce pressão sobre a superfície do pistão, fazendo com que o pistão se mova contra a pressão do fluido.
A haste do pistão se estende para fora e realiza a tarefa específica. Ela pode fazer qualquer coisa, como levantar, puxar ou pressionar. Portanto, todo o trabalho depende da pressão do fluido hidráulico. Mas quanta pressão o fluido oferece dentro do cilindro hidráulico? Conhecer essa pressão é crucial em muitos casos. Vou explicar por quê.
Quando você souber a pressão, poderá usar o cilindro correto. Por exemplo, use pressão com um cilindro alto se precisar trabalhar com cargas pesadas. Além disso, usar um cilindro com pouca pressão para levantar cargas pesadas pode ser desastroso. O cilindro não fornecerá potência suficiente para levantar o objeto. Na próxima seção, discutirei o método de cálculo.
Como calcular a pressão do cilindro hidráulico?
O sistema hidráulico funciona de acordo com a Lei de Pascal. Essa lei afirma que a pressão aplicada a um fluido confinado é transmitida em todas as direções de maneira uniforme. Em um cilindro, a pressão aplicada ao fluido se espalha igualmente por toda a superfície do pistão. De acordo com a Lei de Pascal:
Força = Pressão (P) × Área (A)
Também podemos reorganizar essa fórmula da seguinte forma:
P = F/A
Isso significa que a pressão será igual à força por unidade de área do pistão. Agora, teremos de encontrar dois parâmetros. O primeiro é a força que o cilindro hidráulico exerce (fluido) sobre o pistão. O segundo é a área da superfície do pistão, que recebe a força dos cilindros.
1- Força
É fundamental conhecer a força que o cilindro exerce sobre o pistão. Por quê? Porque esse é um fator importante que nos ajuda a determinar a pressão exata. Você terá de estimar a força que deseja que o cilindro hidráulico exerça. Ela pode variar de acordo com a tarefa. Suponha que as máquinas precisem levantar material pesado; a força será maior e vice-versa. Vamos supor um caso. Você precisa levantar um objeto que pesa 600 libras. Precisaremos de 600 libras de força para concluir essa tarefa de elevação.
2- Área
Você também precisará da área da superfície do pistão para encontrar a pressão do cilindro hidráulico. Como eu disse anteriormente, o fluido hidráulico aplica pressão contra a superfície do pistão. O pistão sente a mesma pressão em toda a superfície. Lembre-se de que a área da superfície de um pistão pode ter diferentes formatos. Caso a superfície seja circular, aqui está a fórmula para encontrar a área da superfície:
Área = π × (Diâmetro ÷ 2)²
Usando essa fórmula, você poderá encontrar a área do pistão. Geralmente, os cilindros consistem em uma etiqueta onde você verá a área do pistão escrita. Mas, caso não haja nenhuma informação, você pode encontrá-la usando esta fórmula. Por enquanto, vamos supor que o diâmetro do pistão seja de 4 polegadas.
Área = 3,14 × (4 ÷ 2)² = 12,57 polegadas quadradas
Cálculo da pressão do cilindro hidráulico
Como você sabe, os cilindros hidráulicos funcionam de acordo com o princípio da Lei de Pascal. De acordo com ela,
Força = Pressão (P) × Área (A)
Ao reorganizar, você obtém a seguinte fórmula
Pressão (P) = Força ÷ Área (A)
Agora, coloque o valor da força e da área que já encontramos na seção acima.
Pressão (P) = 600 ÷ 12,57 = 47,73 PSI
Esse cilindro colocaria uma pressão de 47 PSI na superfície do pistão. Usei valores presumidos neste artigo, mas você pode encontrá-los usando os valores corretos. Lembre-se de que os valores de força e área variam. Por quê? Porque eles dependem da aplicação específica e das características do cilindro hidráulico.
Perguntas frequentes
Como faço para calcular a pressão do cilindro hidráulico?
O cálculo da pressão do cilindro hidráulico é simples. Ele funciona de acordo com a direção da Lei de Pascal. Aqui está a fórmula para encontrar a pressão:
P = F/A
P representa a pressão, F representa a força e A representa a área da superfície. Você pode usar esses valores para encontrar a pressão exata do cilindro hidráulico.
O que é a Lei de Pascal e como ela se aplica aos cilindros hidráulicos?
A Lei de Pascal afirma que a pressão em um fluido confinado é distribuída ou transmitida igualmente em todas as direções. Os cilindros hidráulicos funcionam com base nesse princípio. Por exemplo, quando o fluido aplica força a uma superfície do pistão, a pressão é distribuída uniformemente. Todas as superfícies sentem a mesma pressão. Como resultado, a haste do pistão se move e executa a tarefa específica.
Quais fatores afetam a pressão de um cilindro hidráulico?
A área de superfície e a força do pistão são dois fatores significativos. Entretanto, o tipo de fluido hidráulico usado nos cilindros também afeta a pressão do cilindro.
O que acontece se um cilindro com baixa pressão for usado para cargas pesadas?
Cilindros com baixas pressões não são adequados para cargas pesadas. Se você usá-los, todo o sistema hidráulico pode falhar. Recomendo o uso de um cilindro com uma classificação de alta pressão caso você trabalhe com cargas pesadas.
Conclusão
É importante observar que há diferentes cilindros hidráulicos disponíveis no mercado. Alguns são pequenos e exercem menos pressão sobre o pistão. Por outro lado, os cilindros mais potentes também são usados em máquinas pesadas. Eles podem exercer pressão extrema e levantar ou puxar cargas pesadas com facilidade. A escolha de um cilindro com a pressão correta é fundamental.
Neste artigo, explico o cálculo para encontrar a pressão dos cilindros hidráulicos. O objetivo do artigo é ajudá-lo a entender facilmente cálculos complexos. Em resumo, você precisa da área da superfície do pistão e da força para encontrar a pressão. A ciência dos cilindros hidráulicos se baseia na Lei de Pascal. Depois de ler o texto, você não terá mais nenhuma confusão.