Como funciona um cilindro hidráulico

Entenda como funciona um cilindro hidráulico, descubra seus componentes, tipos de ação e aplicações industriais.

Para entender como o cilindro hidráulico funciona é preciso conhecer a Lei de Pascal, que é o princípio básico de toda a hidráulica industrial. A Lei de Pascal afirma que qualquer pressão aplicada a um fluido confinado se transmite igualmente em todas as direções. Em suma, isso explica perfeitamente o que o cilindro faz.

Mas, antes de continuar, se você chegou até aqui procurando por manutenção ou componentes para o seu cilindro hidráulico, conte com a INDUSTRIAL 4.0 para isso.

O que é um cilindro hidráulico

Primeiramente, vamos explicar de forma bem resumida o que é um cilindro hidráulico. O cilindro é um dispositivo que utiliza a pressão de um fluido (óleo hidráulico) para mover um êmbolo dentro de um tubo cilíndrico. Assim sendo, mesmo com uma estrutura compacta, ele é capaz de movimentar, prensar, injetar e moldar diversos tipos de materiais, inclusive os mais pesados.

Consulte este outro artigo para entender melhor o que é um cilindro hidráulico.

Aplicação da Lei de Pascal no cilindro hidráulico

Conforme já mencionamos, a Lei de Pacal determina que a pressão aplicada a um fluido incompressível confinado é transmitida de forma igual e integral em todas as direções. Basicamente, isso explica como o cilindro hidráulico opera.

No contexto do cilindro, quando o óleo hidráulico é pressurizado e introduzido em uma das câmaras, essa pressão se distribui uniformemente sobre a superfície do êmbolo. Como o fluido não se comprime, a força gerada pela pressão é convertida em movimento linear, empurrando o pistão e, consequentemente, a haste. Assim sendo, essa transmissão eficiente da força permite que o cilindro realize tarefas como levantar, empurrar ou prensar com grande precisão e potência, mesmo em sistemas compactos.

Funcionamento do cilindro hidráulico

Em resumo, podemos afirmar que o funcionamento do cilindro se divide em duas fases:

• Conversão de Energia: O cilindro recebe energia na forma de fluido sob pressão e a transforma em força mecânica.
• Produção de Movimento: Ele converte essa energia em um movimento físico, que pode ser linear (na maioria dos casos) ou rotativo, dependendo do design.

Componentes do cilindro hidráulico

Em seguida, falaremos mais detalhadamente sobre como funciona o cilindro hidráulico. Porém, antes de nos aprofundarmos nisso, vale a pena entender um pouco sobre a função e funcionamento de seus componentes.

Camisa (corpo do cilindro):

É a estrutura externa que contém em seu interior o fluido pressurizado e guia o movimento do êmbolo. Dessa forma, sua função é suportar a pressão interna e manter o alinhamento dos componentes.

Êmbolo (pistão)

Localizado dentro da camisa, recebe diretamente a pressão do fluido. Desse modo, transforma a energia hidráulica em força mecânica, deslocando-se linearmente.

Haste

Conectada ao êmbolo, transmite o movimento para fora do cilindro. Sendo assim, é a parte que efetivamente empurra, puxa ou movimenta a carga.

Cabeçotes (tampas)

Fecham as extremidades da camisa e servem de suporte para a haste e para as conexões de entrada e saída do fluido.

Vedações

Sem dúvida, são componentes essenciais no cilindro, já que garantem que o fluido não escape entre o êmbolo e a camisa ou pela saída da haste. De fato, são elas as responsáveis por manter a eficiência e evitar vazamentos.

Portas de entrada e saída de fluido

Permitem que o óleo pressurizado entre e saia do cilindro, controlando o avanço e o retorno do êmbolo.

Sistema de amortecimento (quando presente)

Reduz a velocidade do êmbolo no fim do curso, evitando impactos bruscos e aumentando a durabilidade do cilindro.

Caso queira saber de forma mais aprofundada sobre cada um dos componentes, temos uma outro artigo falando sobre isso.

Passo a Passo de como funciona um cilindro hidráulico

1. Geração de pressão no fluido

Tudo começa na bomba hidráulica, que pressuriza o fluido. Essa pressão é a base para todo o movimento. Em seguida, o fluido pressurizado é conduzido por válvulas e mangueiras até o interior do cilindro.

2. Entrada do fluido no cilindro

O fluido pressurizado entra em uma das câmaras do cilindro. Nos modelos de ação simples, o fluido entra apenas em um lado, empurrando o pistão em uma direção. Já nos de dupla ação, o fluido pode ser direcionado para ambos os lados, permitindo movimento de avanço e de retorno. Mais a frente neste artigo, explicamos melhor as diferenças entre os modelos.

3. Movimento do pistão

Ao receber a pressão, o pistão se desloca dentro da camisa do cilindro. Esse deslocamento é linear e gera força proporcional à pressão aplicada e à área da superfície do pistão, conforme a Lei de Pascal.

4. Transmissão do movimento pela haste

A haste, conectada ao pistão, transmite o movimento para fora do cilindro. Assim sendo, é ela que empurra, puxa ou levanta a carga desejada, transformando a energia hidráulica em trabalho mecânico.

5. Controle do movimento

O sistema hidráulico utiliza válvulas de controle para regular a direção, a velocidade e a intensidade da força. Desse modo, permite movimentos precisos, como levantar lentamente uma carga ou aplicar pressão constante em uma prensa.

6. Retorno do pistão

Nos cilindros de dupla ação, o retorno ocorre pela entrada de fluido na câmara oposta. Nos de ação simples, o retorno pode ser feito por mola interna ou pelo peso da própria carga. Assim, o pistão volta à posição inicial, pronto para um novo ciclo.

7. Ciclo contínuo

Esse processo pode se repetir inúmeras vezes, garantindo operação contínua e confiável em máquinas industriais, agrícolas, automotivas e aeronáuticas.

Diferenças no funcionamento do cilindro de dupla ação e simples ação

O funcionamento de um cilindro hidráulico varia conforme o tipo. Ele pode ser de simples ação ou de dupla ação, e essa diferença está diretamente ligada à forma como o fluido pressurizado atua sobre o êmbolo.

CILINDRO DE Simples ação

No cilindro de simples ação, o óleo hidráulico entra apenas em uma câmara, empurrando o êmbolo em uma única direção, normalmente para estender a haste. Nesse caso, o retorno não é feito pelo fluido, mas sim por uma força externa, como uma mola interna, a gravidade ou o peso da própria carga. Esse tipo de cilindro é mais simples, econômico e usado em aplicações onde o movimento em apenas um sentido é suficiente, como em macacos hidráulicos, prensas ou sistemas de elevação básicos.

Cilindro de dupla ação

Já o cilindro de dupla ação possui duas câmaras de entrada de óleo, permitindo que o fluido pressurizado atue tanto para estender quanto para retrair a haste. De fato, isso garante controle total nos dois sentidos do movimento, com maior precisão e versatilidade. Por isso, é amplamente utilizado em máquinas industriais, escavadeiras, prensas e equipamentos que exigem movimentos repetitivos e controlados em ambos os sentidos.

Em resumo, o cilindro de simples ação é indicado para movimentos unidirecionais e aplicações mais simples, enquanto o de dupla ação oferece maior controle e eficiência em operações industriais complexas.

Conclusão

Em conclusão, como viu, o funcionamento do cilindro é relativamente simples. Porém, este componentes exerce uma função essencial no sistema hidráulico. Sendo assim, sempre é bom lembrar: cuide bem da manutenção do seu cilindro hidráulico!

Precisa de soluções para o seu cilindro hidráulico? Então conte com quem é autoridade no assunto: INDUSTRIAL 4.0. Somos especialistas em hidráulica industrial e distribuidores autorizados Parker.