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Dimensionamento de acumuladores para movimentos arbitrários

Entenda o que são acumuladores, quais são as suas principais funções e o que fazer para efetuar o dimensionamento adequado desses componentes em sistemas hidráulicos e pneumáticos.

Em operações industriais, onde a demanda por produção tende a ser virtualmente ininterrupta, armazenar energia é tão importante quanto produzi-la. Assim como capacitores e baterias podem ser usados para estocar energia elétrica, por exemplo, o armazenamento de energia hidráulica ou pneumática se dá por meio dos acumuladores de pressão.

Existem diversos tipos de acumuladores, e além de selecionar a alternativa mais adequada às características de cada aplicação, outro desafio é especificar o tamanho ideal para o componente. Saiba mais sobre estes aspectos nos parágrafos a seguir.

Funções, características e tipos de acumuladores de pressão

Acumuladores de pressão são componentes extremamente versáteis para aplicações hidráulicas e pneumáticas. Podem ser utilizados para funções emergenciais e de segurança como a já mencionada armazenagem de energia, e também para atenuação de pulsação e de golpes mecânicos, compensação de força e de vazão, operações de emergência e oscilações no sistema, recuperação da energia de frenagem e muito mais.

Um dos pontos que contribuem para o dinamismo dos acumuladores é a variedade de formatos, materiais e tamanhos em que podem ser encontrados no mercado. Os três tipos mais comuns são os acumuladores tipo bexiga, tipo diafragma e tipo pistão.

Exemplos dos três tipos de acumuladores mais comuns.
Fonte: Hidráulica e Pneumática / Reprodução

Acumuladores tipo bexiga: consistem basicamente em uma carcaça de metal preenchida por uma bexiga de borracha sintética, que é enchida com gás comprimido. Oferecem grande proteção contra sujeira e contaminação.

Acumuladores tipo diafragma: possuem um diafragma localizado entre dois hemisférios de metal, separando óleo e gás. Respondem de forma positiva a mudanças drásticas de pressão e suportam altas taxas de compressão.

Acumuladores tipo pistão: a estrutura básica desse tipo consiste em uma carcaça e um pistão móvel, sendo semelhante a um cilindro hidráulico sem haste. Destacam-se pela ampla variedade de tamanhos disponíveis.

O que fazer para dimensionar corretamente os acumuladores?

Considerando que os acumuladores desempenham papel fundamental na realização de movimentos arbitrários, sobretudo relacionados a funções emergenciais e de segurança, é preciso ser assertivo ao definir o tamanho ideal do componente. Para isso, os pontos a seguir devem ser levados em consideração:

Saber quais são as variações de volume durante a operação, decorrentes do processo de diminuição da quantidade de óleo e ampliação do volume de gás;
Estimar o fluxo da bomba calculando o fluxo total necessário a cada ciclo e dividindo este valor pelo tempo da operação;
Calcular a demanda instantânea, multiplicando a velocidade estendida pela área do furo do cilindro. Quando o cilindro está retraindo, o cálculo muda para a multiplicação da velocidade de retração pela área do lado da haste do pistão.
Definir a quantidade total de óleo usado, preferencialmente utilizando um controlador de movimento para gerar dados mais precisos do que seria possível utilizando planilhas, por exemplo.

Se precisar esclarecer alguma dúvida sobre o assunto para garantir maior produtividade e assertividade em sua operação, fale com um especialista em sistemas hidráulicos e pneumáticos.

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