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Cilindro hidráulico

Informe pistão, haste, pressão e vazão para saber quanta força o cilindro faz, em quanto tempo percorre o curso e se a haste aguenta a compressão sem flambar.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Pré-dimensionamento
Cilindro
Unidade hidráulica
Carga e montagem
—Força de avanço
—

Força e velocidade no avanço, no retorno e no regenerativo

Barras: força. Pontos: velocidade. O regenerativo troca força por velocidade.

Toque no gráfico para ver os valores.

Força admissível de flambagem conforme o curso

Força crítica de Euler dividida por 3,5, para a haste e a fixação escolhidas, comparada com a força máxima de avanço.

Toque no gráfico para ver os valores.

Próximo passo

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Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Forças: F_avanço = p · A · ηm; F_retorno = p · (A − Ah) · ηm; regenerativo: F = p · Ah · ηm
Velocidades: v = Q · ηv ÷ A (avanço), ÷ (A − Ah) (retorno), ÷ Ah (regenerativo)
Flambagem (Euler): Fk = π² · E · I ÷ Lk², I = π d⁴ ÷ 64, E = 210 GPa, Lk = (curso + adicional) × fator; F_adm = Fk ÷ 3,5

Hipóteses e limites

  • Haste de aço maciça; contrapressão no lado oposto desprezada (exceto no regenerativo); atrito das vedações no rendimento mecânico.
  • A verificação de Euler vale para hastes esbeltas; em hastes curtas, use também o método de Tetmajer e a resistência do material.

Normas e documentos técnicos

  • ISO 3320: Fluid power — Cylinders — Bores and piston rod diameters
  • ISO 6020-1 e ISO 6022: cilindros hidráulicos de 160 e 250 bar
  • ISO 4413:2010: Hydraulic fluid power — General rules and safety requirements for systems and their components
  • Bosch Rexroth: The Hydraulic Trainer, vol. 1

Legislação e regulamentos no Brasil

  • NR-12: segurança no trabalho em máquinas e equipamentos (prensas, sistemas hidráulicos, Anexo VIII)
  • ABNT NBR ISO 4413: requisitos de segurança de sistemas hidráulicos

Perguntas frequentes

Como calcular a força de um cilindro hidráulico?

Multiplique a pressão pela área do pistão e pelo rendimento mecânico. Um pistão de 100 mm a 160 bar faz cerca de 119 kN no avanço com 95% de rendimento.

Por que o retorno é mais rápido?

No retorno a vazão entra na coroa, que tem área menor que o pistão porque a haste ocupa parte dela. A mesma vazão em área menor dá velocidade maior e força menor.

O que é circuito regenerativo?

Uma ligação em que o óleo do lado da haste volta para o lado do pistão no avanço, aumentando a velocidade. A força cai para pressão × área da haste.