Automação Industrial PUC IEC - Aula 2 Comandos Hidráulicos (1)

Prévia do material em texto

Automação Industrial 
Comandos Hidráulicos e 
Pneumáticos
Professor Engº Franklin Coelho de Resende, Esp.
resendefr@gmail.com
mailto:breno.aredes@prof.una.br
AUTOMAÇÃO HIDRÁULICA
AULA 02
3 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULAS
Comparando o corpo humano podemos dizer que a bomba é o coração de um sistema 
hidráulico, em seguida, a válvula é o cérebro.
As válvulas são utilizadas para executar uma grande variedade de funções e controles.
CLASSIFICAÇÃO:
FORMA CONSTRUTIVA:
• a) Assento Esférico
• b, c, d, e) Assento Cônico
• f ) Placa
• g) Carretel
FUNÇÃO:
• Válvulas de controle de pressão
• Válvulas de controle de fluxo
• Válvulas de retenção
• Válvulas de controle direcional
Hidráulica & Pneumática4
VÁLVULAS
A função de uma válvula de pressão é influenciar a pressão em um sistema ou parte dele.
CLASSIFICAÇÃO: Conforme a função, as válvulas podem ser subdivididas em grupos:
➢ (1) Válvulas limitadoras de pressão (alívio)
➢ (2) Válvulas redutoras de pressão
➢ (3) Válvulas de sequência de pressão
➢ (4) Válvulas de contrabalanço de pressão
As válvulas podem ser diretamente operadas ou pré-operadas, dependendo da vazão que 
por elas fluirá.
Em geral e para uma melhor sensibilidade das válvulas de pressão, existem molas para 
faixas de pressão, tais como:
• Até 25 bar
• Até 50 bar
• Até 100 bar
• Até 200 bar
• Até 315 bar
• Até 400 bar
Hidráulica & Pneumática5
VÁLVULAS DE CONTROLE DE PRESSÃO
M
Qrv
Qag usuárioQp psys
Reservatório
Hidráulica & Pneumática6
A válvula limitadora de pressão (alívio) tem a função de limitar a pressão em um sistema hidráulico, a 
pressão primária (antes da válvula), num valor ajustado na mola.
Ao ser atingida a pressão regulada, a força da pressão vence a força da mola, liberando parte ou toda a 
vazão da bomba para o reservatório; porém, mantendo no sistema a pressão nela regulada.
A válvula de limitadora de pressão sempre é montada paralela a bomba.
A pressão pode subir em um sistema hidráulico se:
• A vazão da bomba é maior que o vazão através da válvula direcional
• O volume de um sistema fechado é comprimido
• A carga do atuador aumenta
• Calor é introduzido em um sistema fechado e a resistência hidráulica do sistema aumenta 
(viscosidade)
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
7 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO DIRETAMENTE 
OPERADA, MONTAGEM CARTUCHO – BLOCO
• Vazões menores.
Símbolo
Limitadora de pressão 
pré-operada, dreno 
externo
T
P
Cilindro
Válv. Direcional
Válv. Limit. 
de pressão
Válv. 
controle 
de fluxo
Válv.retenção
Bomba
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
Hidráulica & Pneumática8
Cilindro
Válv. Direcional
Válv. 
Limit. de 
pressão
Válv. 
controle 
de fluxo
Válv.retenção
Bomba Limitadora de pressão 
pré-operada, dreno 
externo
P
T Y
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO PRÉ-OPERADA
➢ Combinação de válvulas.
➢ Vazões maiores.
➢ Piloto interno ou externo (comando a distância).
➢ Dreno interno ou externo.
Símbolo
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
9 Hidráulica & Pneumática
Cilindro
Válv. Direcional
Válv. Limit. 
de pressão
Válv. 
controle 
de fluxo
Válv.retenção
Bomba
Limitadora de pressão pré-
operada, com descarga por 
solenóide.
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO PRÉ-OPERADA, 
COM DESCARGA POR SOLENÓIDE.
➢ Combinação de três válvulas.
➢ Vazões maiores.
➢ Piloto interno ou externo (comando a distância).
➢ Dreno interno ou externo.
B
x
A
y
a
Símbolo
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
10 Hidráulica & Pneumática
M
Qrv
Qag usuárioQp psys
Reservatório
Limitadora de pressão pré-
operada, com descarga por 
solenóide.
B
x
A
y
a
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO PRÉ-OPERADA, 
COM DESCARGA POR SOLENÓIDE.
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DE CONTROLE DE PRESSÃO OPERADA POR PILOTO
Simbolo de válvula
Limitadora de pressão
Operada por piloto
11
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
A
B
B
A
Hidráulica & Pneumática
Sistema de Alta e Baixa Pressão (Alta-Baixa)
Circuito regenerativo
12
Alta 
pressão
Baixa 
pressão
VÁLVULAS LIMITADORA DE PRESSÃO
M
Reservatório 
auxiliar
Válvula de 
Pré-enchiento
Prensa
Têm a função de fornecer uma pressão constante secundário p2, isto é,a pressão de 
saída, independentemente da pressão primária p1 e da vazão Q.
Aplicado, por exemplo, se uma bomba de fluido proporciona a dois diferentes 
sistemas parciais, com duas pressões diferentes.
A pressão reduzida é usada frequentemente para funções auxiliares como 
pilotagem.
As válvulas redutoras de pressão diretamente operada, pilotadas ou válvulas de três 
vias e sempre com dreno externo.
Símbolo
Hidráulica & Pneumática13
VÁLVULAS REDUTORA DE PRESSÃO
Hidráulica & Pneumática14
VÁLVULAS REDUTORA DE PRESSÃO
LIMITADORA 
DE PRESSÃO
100 bar
REDUTORA 
DE PRESSÃO
50 bar
15 Hidráulica & Pneumática
Têm a função de permitir que um atuador 
seja acionado após um outro atuador em 
sequência. Atingida uma determinada 
pressão no sistema primário, a válvula abre 
passagem para alimentar um sistema 
secundário.
A diferença, comparando com as 
limitadoras de pressão, é que o elemento 
de vedação, neste caso, é um êmbolo, que 
permite um controle mais sensível.
B
A
Símbolo
B
A
VÁLVULAS DE SEQUENCIA DE PRESSÃO
LIMITADORA 
DE PRESSÃO
140 bar
VÁLVULA DE 
SEQUENCIA 
PRESSÃO
120 bar
16 Hidráulica & Pneumática
Num circuito de uma prensa, quando a válvula 
direcional remete fluxo para o lado traseiro do atuador, o 
peso fixado à haste cairá de maneira incontrolável.
O fluxo da bomba não conseguirá manter-se.
Para evitar esta situação, uma válvula de pressão 
normalmente fechada é instalada abaixo do cilindro da 
prensa. O carretel da válvula não conectará as vias 
principal e secundária até que uma pressão, que é 
transmitida à extremidade do carretel, seja maior do que 
a pressão desenvolvida pelo peso (isto é, quando a 
pressão do fluído estiver no lado traseiro do pistão). 
Deste modo, o peso é contrabalanceado em todo o seu 
curso descendente.
Símbolo
B
A
VÁLVULAS DE CONTRABALANÇO DE PRESSÃO
A velocidade de acionamento de atuadores hidráulicos depende da vazão fornecida, ou controlada, que 
chega ou sai dos mesmos.
A função da válvulas de vazão é controlar essa vazão proporcionando uma passagem 
(estrangulamento) variável. Elas possibilitam uma ajustagem contínua do fluxo, sem escalonamentos.
Uma vez ajustada a velocadade de um atuador, ela pode mudar por alterações na vazão, que são 
causadas por: - Variações na pressão e/ou viscosidade do fluido.
➢ A vazão será maior a medida que aumenta o diferencial de pressão e vice-versa.
➢ A vazão será maior a medida que diminui a viscosidade de óleo e vice-versa.
VANTAGENS DAS VÁLVULAS DE FLUXO SÃO:
➢ Simplicidade construtiva, operação segura e bom comportamento dinâmico
DESVANTAGEM:
➢ As perdas de energia são relativamente alta (perda de carga)
TIPOS:
➢ Válvulas redutoras de vazão
➢ Dependentes da pressão e viscosidade
➢ Dependentes somente da pressão
➢ Válvulas reguladoras de vazão
➢ Dependentes somente da viscosidade
➢ Independentes da pressão e viscosidade
Hidráulica & Pneumática17
VÁLVULAS DE VAZÃO
18 Hidráulica & Pneumática
A VÁLVULA 7 É UMA VÁLVULA REDUTORA 
DE VAZÃO, BIDIRECIONAL, DEPENDENTES 
DA PRESSÃO E VISCOSIDADE
VÁLVULAS DE VAZÃO
Hidráulica & Pneumática
parafuso de ajuste
válvula de retenção
19
VÁLVULA REDUTORA DE VAZÃO UNIDIRECIONAL, DEPENDENTES DA PRESSÃO 
E VISCOSIDADE COM RETENÇÃO INTEGRADA.
VÁLVULAS DE VAZÃO
Hidráulica & Pneumática
CONTROLE NA ENTRADA CONTROLE NA SAÍDA CONTROLE EM DESVIO 
20
VÁLVULAS DE VAZÃO – MÉTODOS DE CONTROLE
a) Serie – Vazões menores b) Paralelo – Vazões maiores
VÁLVULA REGULADORA DE VAZÃO, UNIDIRECIONAL, DEPENDENTES 
SOMENTE DA VISCOSIDADE.
Elas consistem em uma válvula de pressão diferencial combinada com uma válvula de retenção.
A válvula mantém a diferença de pressão de queda constante sobre a válvula derestrição para 
que a vazão depende apenas da área de fluxo efetivo ou o deslocamento da válvula x.
O movimento do atuador torna-se independente da carga.
Elas podem ser em série ou em paralelo. construção paralela tem uma melhor eficiência.
Hidráulica & Pneumática21
VÁLVULAS DE VAZÃO
Hidráulica & Pneumática22
VÁLVULA REGULADORA DE VAZÃO, UNIDIRECIONAL, DEPENDENTES 
SOMENTE DA VISCOSIDADE.
VÁLVULAS DE VAZÃO
Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA REGULADORA DE VAZÃO INDEPENDENTES DA PRESSÃO E VISCOSIDADE.
COMPENSAÇÃO DE TEMPERATURA COM UMA HASTE BIMETÁLICA
tamanho
de orifício
normal
haste bimetálica ou
de alumínio
condição normal
tamanho
de orifício
diminuído
haste expandida
com temperatura
aumentada
tamanho
de orifício
aumentado
haste contraída
com temperatura
diminuída
23
VÁLVULAS DE VAZÃO
Hidráulica & Pneumática24
VÁLVULAS DE VAZÃO
• Válvula de placa sanduíche
• Limitação de fluxo de 2 portas do atuador
• Tipo de ajuste: Eixo com soquete sextavado
• Regulagem de entrada ou saída do medidor
VÁLVULA DE RETENÇÃO DO ACELERADOR
REGULAGEM SAIDA REGULAGEM DE ENTRADA
REGULAGEM SAIDA REGULAGEM DE ENTRADA
Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA CONTROLADORA DE FLUXO COM TEMPERATURA E PRESSÃO 
COMPENSADAS NO CIRCUITO
Área do
pistão
20 cm2
Velocidade da haste
600 cm/min.
20 litros/min.
Área do
pistão
20 cm2
Velocidade da haste
600 cm/min.
20 litros/min.
25°C 50°C 60°C
25
Normalmente nas indústrias os 
sistemas hidráulicos iniciam 
operação pela manhã com 
temperatura de 25ºC e a tarde 
chegam a 60ºC.
VÁLVULAS DE VAZÃO
Têm a função de permitir o fluxo em uma única direção.
Em sentido oposto o fluxo é impedido de fluir normalmente por um elemento 
cônico ou esférico.
O elemento é pressionado para o assento através da força da mola.
Geralmente é necessário usinagem de superfícies metálicas muito precisas.
Hidráulica & Pneumática26
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
Válvula de retenção com 
desbloqueio hidráulico, 
dreno interno .
Válvula de retenção com 
desbloqueio hidráulico, dreno 
interno ou externo
VÁLVULA DE RETENÇÃO COM DESBLOQUEIO HIDRÁULICO, DRENO INTERNO OU 
EXTERNO.
Ao contrário da retenção simples, a válvula de retenção com desbloqueio hidráulico, também pode permitir o 
fluxo no sentido do bloqueio, quando desejado.
Estas válvulas podem ser utilizadas para:
• Bloquear um sistema hidráulico sob pressão,
• Como segurança, para impedir o retorno da carga no caso de ruptura da tubulação ou falta de pressão,
• Para evitar movimentos indesejados de consumidores hidráulicos devido a vazamentos.
Hidráulica & Pneumática27
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
APLICAÇÃO COM OS MODELOS COM DRENO INTERNO E 
DRENO EXTERNO.
Hidráulica & Pneumática28
P T
A B
x
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
Typical circuit
Hidráulica & Pneumática29
VÁLVULA DE RETENÇÃO COM DESBLOQUEIO HIDRÁULICO GEMINADA.
PARA MONTAGEM EM “SANDUÍCHE”.
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
Hidráulica & Pneumática30
Válvula direcional
Válvula de retenção
Válvula de vazão 
(Aceleração)
Válvula de alívio,
redutoras ....
Montagem sanduíche
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
Hidráulica & Pneumática31
PLACA RETIFICADORA OU PLACA GRAETZ.
A função da placa retificadora é direcionar o fluxo do fluido para que num determinado espaço 
tenha sempre a mesma direção.
É usada, na maior parte das vezes, junto com uma válvula reguladora de vazão.
VÁLVULAS DE RETENÇÃO
Hidráulica & Pneumática32
A função de uma válvula direcional é controlar partidas, paradas, bem como, determinar 
a direção do fluxo de um fluido, e portanto, a direção do movimento e as posições de 
parada de um consumidor (cilindro ou motor hidráulico).
São classificadas:
➢ Válvulas direcionais de assento ou êmbolo.
➢ Número de vias e posições.
➢ Tipo de acionamento: - Discreto ou de ajuste contínuo.
➢ Podem ser diretamente operada ou pré-operada, depende da vazão requerida e força 
de acionamento do êmbolo.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática33
DISCRETO CONTÍNUO
VÁLVULAS ELETROHIDRÁULICA
• ACIONAM NAS POSIÇÕES EXTREMAS.
• TOTALMENTE ABERTAS OU FECHADAS 
OU NO CENTRO (MOLAS).
VÁLVULA PROPORCIONAL
• CONTROLE DA DIREÇÃO, VAZÃO DE UM 
FLUIDO, E VELOCIDADES DE 
ACIONAMENTO, PROPORCIONALMENTE 
A UM SINAL ELÉTRICO DE ENTRADA NO 
SOLENÓIDE
SERVO – VÁLVULA
• CAPAZES DE COMANDAR ANALOGICAMENTE 
POTÊNCIA MUITO GRANDE, COM UMA 
POTÊNCIA DE ENTRADA MUITO PEQUENA.
UTILIZADAS NO MOVIMENTO DE GRANDES 
MASSAS EM UM CURTO ESPAÇO DE TEMPO 
COM A VARIAÇÃO DE FORÇAS E 
POSICIONAMENTO E VELOCIDADES 
PRECISAS.
HIDRÁULICA PROPORCIONAL
NO ACIONAMENTO, A MAGNITUDE DO SINAL DE SAÍDA É PROPORCIONAL AO SINAL DE ENTRADA
ELETROHIDRÁULICA
VÁLVULA ON OFF.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
TIPO DE ACIONAMENTO
VÁLVULAS ISOLADORAS
Hidráulica & Pneumática34
➢ OCORREM SEMPRE PERDAS POR 
VAZAMENTOS.
➢ PERDAS DE CARGA REDUZIDAS
➢ NECESSIDADE DE DESLOCAMENTOS 
RELATIVAMENTE GRANDES, PORQUE UMA 
SOBREPOSIÇÃO POSITIVA É NECESSÁRIA PARA A 
VEDAÇÃO.
➢ PREFERIDO EM TODOS OS CASOS, POR 
CAUSA DA SUA FLEXIBILIDADE E BAIXO PREÇO
➢ NECESSIDADE RADIAIS E AXIAIS DE ALÍVIO DE 
PRESSÃO.
➢ PODEM SER TOTALMENTE ESTANQUES, 
ISENTAS DE VAZAMENTOS.
➢ NECESSIDADE DE DESLOCAMENTOS 
MENORES PARA DEIXAR FLUIDO ATRAVÉS
➢ PREFERENCIAIS PARA AS FUNÇÕES DE 
GRANDE FLUXO
Válvulas direcionais de êmbolo linear Válvulas direcionais de assento
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática35
Tipo de acionamento
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Tipo de acionamento
Manual, elétrico ou eletro-hidráulico
Símbolo:
Hidráulica & Pneumática36
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE ÊMBOLO LINEAR 
DIRETAMENTE OPERADA
CENTRAGEM POR MOLAS E PILOTO PNEUMÁTICO
.
CENTRAGEM POR MOLAS E PILOTO HIDRÁULICO.
Com duas posições de comutação e trava
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática37
Duas posições Três posições
Símbolos Básicos
Válvula direcional 4/3 vias, diretamente 
operada por duplo solenóide, êmbolo tipo 
centrado por molas.
Hidráulica & Pneumática38
Nº DE VIAS E POSIÇÕES
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática39
VÁLVULA DIRETAMENTE OPERADA
VÁLVULA PRÉ-OPERADA
Válvula principal
Válvula pré-operadora
Símbolos reduzido
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática
IDENTIFICAÇÕES DE ÊMBOLO POR LETRA OU Nº
40
= Êmbolo L
= Êmbolo M
= Êmbolo P
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática41
Válvula direcional de 
êmbolo, 3 posições com 
comando eletro-hidráulico, 
duplo solenóide, centragem 
do êmbolo tipo J por 
mola, piloto e dreno externo 
Válvula direcional de 
êmbolo, 3 posições com 
comando eletro-hidráulico, 
duplo solenóide, centragem 
do êmbolo tipo 6 por 
pressão hidráulica, piloto e 
dreno interno
VÁLVULAS DE ÊMBOLO LINEAR PRÉ-OPERADA
Outro modelo com piloto e 
dreno externo
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática
USO DE VÁLVULA DE RETENÇÃO PARA PILOTAGEM
42
Válvula
pré-operadora
Válvula 
principal
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática
DRENO EXTERNO
dreno externo
43
Válvula 
pré-operadora
Válvula 
principal
P T
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática
PRESSÃO PILOTO EXTERNA
Piloto externo
44
Válvula
pré-operadora
Válvula 
principal
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Com uma esfera Com duas esferas
Válvula direcional de assento 3/2 vias, 
acionamento por solenóide - NA
Esfera Cônico Placa
VÁLVULAS DE ASSENTO
Válvula direcional de assento 3/2 vias, 
acionamento por solenóide - NF
Hidráulica & Pneumática45
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática
VÁLVULAS DE CENTRO ABERTO NO CIRCUITO
46
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE CENTRO FECHADO NO CIRCUITO
47 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática
VÁLVULAS DE CENTRO EM TANQUE NO CIRCUITO
48
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica& Pneumática
VÁLVULAS DE CENTRO ABERTO NEGATIVO NO 
CIRCUITO
49
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
Hidráulica & Pneumática50
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO
SERVO VÁLVULAS
VÁLVULAS 
PROPORCIONAIS
Hidráulica & Pneumática51
➢ O termo “servo” é utilizado com conceito muito amplo. De forma bem 
genérica indica uma função na qual um pequeno sinal de entrada 
corresponde a um sinal de saída amplificado. Um exemplo muito conhecido é 
o volante de um automóvel, onde uma pequena força executada pelo 
motorista corresponde a uma grande força atuante nas rodas.
➢ As servo-válvulas são capazes de comandar analogicamente potência 
muito grande, com uma potência de entrada muito pequena.
Utilizadas no movimento de grandes massas em um curto espaço de tempo 
com a variação de forças e posicionamento e velocidades precisas.
Estas válvulas são de custo elevado porque têm carcterísticas construtivas 
de altíssima precisão.
Devido a isso, o seu funcionamento também é caro, porque o fluido tem que 
ser muito bem filtrado.
Eles têm geralmente duas (para taxas de fluxo muito grande de três) etapas 
de amplificação.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
Hidráulica & Pneumática52
IDENTIFICAÇÃO E FUNCIONAMENTO:
• As posições 1 e 2 temos o primeiro estágio, denominado motor 
de comando. é um motor com magnetização permanente e 
vedado hermeticamente da parte hidráulica.
• A posição 3 corresponde ao amplificador hidráulico. nele ocorre 
a transformação da deflecção da placa de impacto em uma 
grandeza hidráulica 
• Se não há sinal de corrente (4 a 20ma), não há deflecção da 
placa de impacto e está é mantida no meio e o sistema em 
equilíbrio.
se houver corrente, o núcleo de ferro é deslocado e a placa de 
impacto que é rigidamente acoplado com ele também é 
deslocada e uma queda de pressão é criada. se a deflecção for 
à direita, gera-se uma queda de pressão em pa e vice-versa. 
Assim, com a queda de pressão temos um desequilíbrio do 
êmbolo (centragem por mola) e consequente direcionamento da 
pressão p para a ou b e retorno para tanque t.
deve haver sempre fluxo e regulação constante.
• Desvantagem: é difícil segurar a posição zero, por causa do 
atrito seco ou de contaminação do fluído.
Placa de impacto deflectora “T”
Servo – Válvula de Dois Estágios.
FILTRO
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
Hidráulica & Pneumática53
SERVO – VÁLVULA DE TRÊS ESTÁGIOS.
São usados para potências maiores.
São servo-válvulas direcionais de 3 estágios, operadas 
eletricamente. eles são usados ​​principalmente para controlar 
posição, força ou pressão e velocidade.
Símbolo
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
CONSTRUCÃO
User
Hidráulica & Pneumática54
Centragem por molas 
de construção 
específica
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
Hidráulica & Pneumática55
CONSTRUCÃO
Centragem por 
dispositivo de indução
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
56 Hidráulica & Pneumática
• A função da válvula proporcional é controlar a direção e vazão de um fluido, determinando o sentido 
de movimento de um atuador e suas velocidades de acionamento, proporcionalmente a um sinal 
elétrico de entrada no solenóide.
• Podem ser diretamente operada ou pré-operada e os movimentos são precisos.
AS PRINCIPAIS VANTAGENS TÉCNICAS SÃO:
• Alterações suaves e progressivas do deslocamento 
de grandes massas acionadas por estes 
mecanismos (acelerações, desacelerações e 
mudanças de direção de movimento), 
proporcionalmente, às variáveis dos sinais de 
alimentação fornecidos pela cartela eletrônica de 
comando.
• Redução do número de componentes de um circuito 
hidráulico.
• Maior vida útil dos elementos hidráulicos e 
mecânicos.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
Hidráulica & Pneumática57
Identificação e funcionamento:
Quanto maior for o sinal de comando elétrico (potenciômetro de 0 a 10volts), tanto maior será o 
deslocamento do êmbolo para a direita. o curso portanto é proporcional ao sinal elétrico. quanto maior o 
curso, maior é a área de passagem do fluido e maior é a vazão.
Símbolo
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
Hidráulica & Pneumática58
A função da válvula reguladora de vazão proporcional é regular a vazão de óleo, 
praticamente independente da pressão e viscosidade a partir de um valor elétrico de 
referência em um potenciômetro.
Símbolo
VÁLVULA DE VAZÃO
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
Hidráulica & Pneumática59
A função básica corresponde a válvula limitadora de pressão convencional. A diferença está no piloto. A 
mola de pressão foi substituída pelo solenóide proporcional de força regulada. Maior corrente de 
entrada siginifica maior força no solenóide e com isso maior regulagem de pressão. Entrada de corrente 
mais baixa significa regulagem de pressão mais baixa.
Símbolo
VÁLVULA DE PRESSÃO
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
CONTROLE DE MALHA ABERTA E FECHADA
CONTROLE DE MALHA ABERTA
Movimento da mesa sem precisão do 
deslocamento, apenas com movimento sem 
vibração e baixo impacto. A precisão depende 
da capacidade de cada componente e não 
compensa interferência externa. 
CONTROLE DE MALHA FECHADA
Movimento da mesa com alta precisão de 
controle do deslocamento, velocidade de 
resposta rápida e dinâmica com compensação 
automática de interferência externa.
VÁLVULA DE PRESSÃO
VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL – SERVO VÁLVULA
60 Hidráulica & Pneumática
Diagrama esquemático (a), sistema de 
controle de posição em malha fechada 
(b) e vista (c) de um servoconversor
eletro-hidráulico integrado (IEHSD): 
• 1 - Atuador hidráulico, 
• 2 - Sensor de posição linear 
magnetorrestritivo, 
• 3 - 4 / 3 Válvula de controle 
direcional proporcional, controlador 
de 4 eixos integrado (IAC), 
controlador de interface de rede 5 
sem fio (WNIC).
CONTROLE DE FORÇA E POSIÇÃO 
DO SERVOCONVERSOR 
ELETROHIDRÁULICO INTEGRADO
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
61 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
62 Hidráulica & Pneumática
OPÇÕES 
• Alívio de sobrecarga 
• Vários modos Operação servocontrolada normal 
• Bypass (para permitir que outros atuadores operem a superfície de controle) 
• Amortecido / Bloqueado Amortecido / Bloqueado
RECURSOS 
• Baixo peso 
• Modos de falha gerenciáveis 
• Montagem flexível 
• Vários suprimentos hidráulicos 
possíveis 
• Vários canais elétricos 
possíveis 
• Baixo consumo de energia 
para manter a carga 
PROBLEMAS 
• Menor rigidez 
ATUADORES ELETRO-HIDRÁULICOS - EHA
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
63 Hidráulica & Pneumática
64 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
65 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
CONTROLE DE EXECUÇÃO D/O NORMAL (3) – REDUNDÂNCIA NOS 
ACIONAMENTOS.
SIDESTICK
O sidestick envia ordens elétricas para os computadores ELevator Aileron
(ELACs) e Spoiler Elevator Computers (SECs).
ELAC
Existem dois ELACs: ELAC 1 normalmente controla os ailerons, com
ELAC 2 como backup. Em caso de falha do ELAC 1, ELAC 2 assumir automaticamente 
o controle.
SEC
Usando ordens provenientes dos ELACs, cada SEC envia ordens para um ou dois 
pares de spoilers, sem backup.
FAC
Computador de Aumento de Voo (FAC) 1, com FAC 2 como backup,
transmite ordens de coordenação de turno para o leme.
FMGC
Quandoo piloto automático está engajado, o Gerenciamento de Voo e Orientação. 
O computador (FMGC) envia comandos de execução para os ELACs e os FACs, e para 
as SECs através dos ELACs via comunicação serial de dados ARINC 429.
AILERONS
Há dois atuadores hidráulicos controlados eletricamente por aileron, um
no modo ativo e o outro no modo de amortecimento. O azul esquerdo e a direita. 
Atuadores verdes são controlados por ELAC 1 e os outros dois atuadores por ELAC 2. 
Todos os atuadores de aileron revertem para o modo de amortecimento em caso de 
uma duplo Falha elac ou baixa pressão hidráulica verde e azul.
SPOILERS
Cada spoiler é alimentado por um atuador hidráulico. Superfícies são 
automaticamente retraído se uma falha for detectada pelo sistema de 
monitoramento ou se não houver fornecimento elétrico.
Em caso de perda de fonte hidráulica:
- se retraída, a superfície permanece retraída,
- se não for retraída, a superfície manterá a deflexão existente para o zero posição 
de momento de dobradiça ou menos se empurrado para baixo pela aerodinâmica.
NOTA: Spoilers 1 não são usados para controle de estabilidade.
OPERAÇÃO ANORMAL DE CONTROLE DE ESTABILIDADE (3) - FALHA ELÉTRICA
Em caso de perda elétrica total, o rolo induzido é obtido usando o leme
pedais, que têm um controle mecânico.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
66 Hidráulica & Pneumática
REDUNDÂNCIA NOS ACIONAMENTOS.
LOCALIZAÇÃO DO COMPONENTE DO SISTEMA DE 
CONTROLES DE VOO (2)
VISÃO GERAL DO SISTEMA (continuada)
CONTROLES ATIVOS DE SERVO
Há dois controles servo para cada aileron, para cada 
elevador e
para a função de amortecimento da guinada. Na 
configuração normal, um servo, o controle atua na 
superfície. Chama-se controle ativo de servo. O 
segundo, que segue a deflexão da superfície, está em 
modo de amortecimento.
Quando apenas o passo manual está disponível, o modo 
de centro é
aplicado aos elevadores. Os atuadores são mantidos 
hidraulicamente
em posição neutra.
PRIORIDADES DE RECONFIGURAÇÃO
Na configuração normal, os computadores a seguir 
fazem o servo-loop
Controle. As setas indicam as prioridades de 
reconfiguração de atuação em caso de falha do 
computador ou perda de circuitos hidráulicos.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
67 Hidráulica & Pneumática
AVIAÇÃO - COMPONENTES TÍPICOS DO ATUADOR DO LEME 
• Filtro de entrada 
• Válvula de retenção de entrada 
• Servo-válvula com monitoramento LVDT
• Válvula de seleção de modo (3 vias) 
• Válvulas solenóides para pilotar a válvula de seleção de modo 
• Válvulas de retenção amortecidas 
• Transdutores de pressão diferencial 
• Válvulas de retenção anti-cavitação
• Compensador e válvula de alívio de retorno
ATUADORES ELETRO-HIDRÁULICOS - EHA
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
68 Hidráulica & Pneumática
69 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
70 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
TECNOLOGIA DE CONTROLE DE VOO 
71 Hidráulica & Pneumática
Hidráulica & Pneumática72
Sistema hidráulico da Torre
(Panela com aço líquido).
Dados técnicos:
Diâmetro do êmbolo: 850 mm.
Curso: 1.000 mm.
Pressão de projeto: 300 bar.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
SIDERURGIA – ACIARIA – LINGOTAMENTO CONTÍNUO
Hidráulica & Pneumática73
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
SIDERURGIA – ACIARIA – LINGOTAMENTO CONTÍNUO
Hidráulica & Pneumática74
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
Controle proporcional integral derivado (PID)
SIDERURGIA – ACIARIA – LINGOTAMENTO CONTÍNUO
Controle do operador e da Sala de controle
Hidráulica & Pneumática75
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - SERVO - VÁLVULAS
76 Hidráulica & Pneumática
1. Velocidade
2. Posição (régua potenciométrica)
3. Interpolação
(contorno)
4. Pressão ou potência (transdutor)
VÁLVULA DIRECIONAL PROPORCIONAL
MÉTODOS DE CONTROLE DO DRIVE HIDRÁULICO
77 Hidráulica & Pneumática
VÁLVULA DIRECIONAL E PRESSÃO PROPORCIONAL
MÉTODOS DE CONTROLE DO DRIVE HIDRÁULICO
78 Hidráulica & Pneumática
Máquina CNC Hidráulica
 Interface Homem Máquina
 PLC
 CNC
 Drive para servomotor elétrico
 Drive para sistema Hidráulico (HLA)
 Servo motor elétrico
 Válvula com Servo solenoide (proporcional)
 Válvula direcional
 Cilindro
 Sensor de posição
11 Sensor de pressão
Cilíndro Hidráulico 
integrando servo-
solenóide, servo-válvula 
e transdutor de posição
VÁLVULA DIRECIONAL PROPORCIONAL
MÉTODOS DE CONTROLE DO DRIVE HIDRÁULICO
Sistema servo eletro-hidráulico para 
controle de velocidade do motor 
hidráulico de deslocamento fixo usando 
válvula proporcional e controlador. 
Controladores PID clássicos são 
sensíveis a variações nos parâmetros do 
sistema.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
79 Hidráulica & Pneumática
MÁQUINA DE MOLDAGEM POR INJEÇÃO COM ACIONAMENTO HIDRÁULICO
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
80 Hidráulica & Pneumática
ALGUNS MARCOS NA TECNOLOGIA DE ACIONAMENTO PARA MÁQUINAS DE 
MOLDAGEM POR INJEÇÃO HIDRÁULICA
• 1975 - As primeiras válvulas proporcionais do tipo 4WRZ são usadas para o 
movimento de fechamento das máquinas de moldagem por injeção.
• 1977 - O primeiro ajuste eletro-hidráulico com Servo válvula para bombas de 
pistão radial.
• 1979 - Graças ao pistão radial A10 e à bomba de pistão axial, aproximadamente 
30 a 40% menos energia é usada em comparação com os sistemas anteriores.
• 1990 - Introdução da bomba de pistão axial ajustável hidráulica proporcional DFE
• 1997 - A primeira máquina de moldagem por injeção com válvula fieldbus da 
Rexroth.
• 2009 - As novas unidades de bomba de velocidade variável Sytronix permitem 
economia de energia de até 80%.
• 2015 - Os motores de pistão radial hidráulico Hägglunds CAb são desenvolvidos 
especialmente para máquinas de moldagem por injeção.
VÁLVULA DIRECIONAL DE CONTROLE
APLICAÇÃO - VÁLVULAS DE AJUSTE CONTÍNUO - VÁLVULA PROPORCIONAL
81 Hidráulica & Pneumática