Ficha 01 · Princípios, bombas, actuadores

Parte I · Princípios

Exercício 1 · Lei de Pascal (15 pts)

Num macaco hidráulico manual:

• Pistão pequeno: Ø 12 mm.
• Pistão grande: Ø 80 mm.
• Operador aplica 200 N na alavanca (vantagem mecânica 5×).

a) Que força chega ao pistão pequeno? b) Que pressão se cria no sistema? c) Que força obtemos no pistão grande? d) Que distância sobe o pistão grande quando o pequeno desce 100 mm?

Exercício 2 · Pressão, caudal, potência (10 pts)

Um sistema hidráulico tem:

• Pressão de trabalho: 150 bar.
• Caudal da bomba: 25 L/min.
• Rendimento da bomba: 85%.
• Rendimento do motor eléctrico: 90%.

a) Potência hidráulica disponível. b) Potência mecânica no veio da bomba. c) Potência eléctrica consumida. d) Que motor eléctrico standard escolhes?

Parte II · Bombas

Exercício 3 · Escolha de bomba (15 pts)

Para cada aplicação, indica o tipo de bomba mais adequado e justifica:

a) Prensa hidráulica industrial 50 t, ciclos lentos. b) Sistema de comando de máquina-ferramenta de precisão. c) Sistema móvel de escavadora 30 t. d) Sistema simples de macaco hidráulico de oficina. e) Sistema com cargas muito variáveis (50% do tempo em pico, 50% em baixo).

Exercício 4 · Cavitação (10 pts)

Numa bomba hidráulica ouve-se ruído característico de "ferver pedras" e desempenho está reduzido.

a) Qual a causa provável? b) Listar 4 causas possíveis específicas. c) Que acções tomar para verificar e corrigir? d) Que dano pode ocorrer se não for corrigido?

Parte III · Actuadores

Exercício 5 · Dimensionamento (15 pts)

Tens que dimensionar um cilindro hidráulico para prensar peças com força de 5 t e curso de 150 mm. Pressão disponível na rede: 200 bar.

a) Calcula o diâmetro mínimo do pistão. b) Escolhe um diâmetro comercial standard. c) Volume de óleo consumido por ciclo (avanço + recuo, assumir Ø haste = 0,4 × Ø pistão). d) Se queremos ciclo total de 5 segundos, qual o caudal mínimo da bomba? e) Que potência eléctrica do motor?

Parte IV · Comparação e síntese

Exercício 6 · Hidráulica vs pneumática vs eléctrica (10 pts)

Para cada aplicação, indica e justifica a tecnologia mais adequada:

a) Prensa de injecção de plástico (180 t). b) Levantar e baixar uma plataforma elevatória industrial. c) Pequena máquina de embalagem (cilindros 30 mm). d) Eixo de máquina-ferramenta CNC com precisão 0,01 mm. e) Sistema de manutenção da pressão em circuito de água quente.

Exercício 7 · Servoválvula vs proporcional (10 pts)

a) Que diferença entre servoválvula e válvula proporcional? b) Que aplicação típica de cada? c) Que ordem de preço (relativa) de cada uma? d) Como afecta a escolha o tipo de comando do PLC?

Parte V · Aplicação prática

Exercício 8 · Diagnóstico (15 pts)

Numa prensa hidráulica observas:

• Cilindro avança normalmente até cerca de 50% do curso, depois fica "preso" e a pressão cai.
• Manómetro indica 80 bar (sistema regulado para 150 bar).
• Bomba continua a trabalhar (motor sem dispara).
• Não há fugas externas visíveis.

a) Listar 4 hipóteses de causa por ordem de probabilidade. b) Sequência de verificação. c) Acções correctivas.