23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Automação em Pneumática & Hidráulica
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
BIBLIOGRAFIA • Fundamentos De Sistemas Hidráulicos - Irlan Von Linsingen - Editora Da UFSC Campus Trindade • Senai Sp - Comandos Hidráulicos: Informações Tecnológicas - Sérgio Nobre Franco. • Fundamentos De Automação Industrial Pneutrônica - Bollmann, Arno, Abhp. • Automação Eletropneumática - Bonacorso E Noll - Editora Rica 2000. Érica • Centro Universitário Da FEI: Notas De Aula - IECAT - Teoria - Rev.4 • Técnicas De Automação Industrial – Festo • Símbolos Pneumáticos - DIN ISO1219-1, 03/96. Símbolos Gráficos Para O Equipamento Pneumático. • Automação Pneumática – Eng. Arivelto Bustamante Fialho – Editora Érica – 2ª edição
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Aula 1: Introdução
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Definição
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APLICAÇÕES DE HIDRÁULICA & PNEUMÁTICA • Movimentação de carga; • Conformação Mecânica: – Usinagem; – Injeção; – Outros. • Posicionamento; • Automação Industrial.
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APLICAÇÃO DE PNEUMÁTICA
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APLICAÇÃO DE PNEUMÁTICA
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APLICAÇÃO DE HIDRÁULICA
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APLICAÇÃO DE HIDRÁULICA
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CONVERSÃO DE ENERGIA
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SISTEMAS HIDRÁULICOS • São aplicados em equipamentos / máquinas que requeiram grandes esforços • Apresentam uma boa performance quanto à deslocamentos em baixa velocidade ou rotação • São mais indicados nos acionamentos Lentos
SISTEMAS PNEUMÁTICOS • São empregados em dispositivos / máquinas que necessitam de pequenos esforços • Não possuem um bom desempenho em baixas velocidades ou rotações • São mais adequados à acionamentos Rápidos
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COMPARAÇÕES PNEUMÁTICA HIDRÁULICA ELÉTRICA FORÇA Força limitada ( 40.000 N ) Grandes forças Pequena força TORQUE Pequenos torques Altos torques Altos torques MOVIMENTO LINEAR Simples obtenção Simples obtenção Obtenção direta, complexa e custosa MOVIMENTO ROTATIVO Altas rotações ( 50.000 rpm ) ‐ Baixa potência Altos torques ‐ bom controle Larga faixa de potências ‐ bom controle REGULAGEM Força e velocidade reguláveis Regulagens com maior precisão Controle preciso com sofisticações no controle ACÚMULO E TRANSPORTE Armazenamento possível e fácil (transp. até 1000 m) Armazenamento e transporte limitado Acumulador caro e transp. viável (grandes distâncias) INFLUÊNCIA DO MEIO AMBIENTE Não risco de explosão em ambientes ricos em gases Risco de fogo e contaminação Risco de explosão em ambientes ricos em gases (faisca) Altos se comparados a eletricidade Barata na comparação com pneumática e hidráulica CUSTO DE ENERGIA Relativamente altos se comparados a eletricidade MANUSEIO Manuseio rápido e sem grandes riscos Deve se ter cuidados (alta pressão) Em caso de falhas os riscos são altos
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Conceitos Básicos
• Pressão ( P ) Força Unidade no Sistema Internacional ( SI ) : Pascal [ Pa ]
• Vazão ( Q ) Velocidade Unidade no Sistema Internacional ( SI ) : Litros / Minuto [ lpm ]
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PRINCÍPIO DE PASCAL
“Se uma força externa for aplicada a uma parcela de área de um fluido confinado, a pressão decorrente será transmitida integralmente a todo o fluido e à área do recipiente que o contém”.
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Unidades de medidas de Pressão
1 Bar = 0,1 MPa = 100 KPa = 100.000 Pa = 100.000 N/m2 = 1,0197 Kgf/cm2 = 14,5 lbf/pol2 = 14,5 psi = 0,987 atm 1 Kgf/cm2 = 0,987 Bar 1 psi = 6,89 Kpa = 0,0689 Bar 1 Pa = 1 N/m2 1 MPa = 1 N/mm2
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Tabela unidades de medida de Pressão
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Cálculos das Forças de Avanço e Retorno
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Atuador Linear de Haste Passante
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Área do êmbolo (Atuador Linear de Haste Passante)
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Força de avanço (Atuador Linear de Haste Passante)
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MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CILINDROS PNEUMÁTICO
Forças (Cilindro de duplo efeito haste simples)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CILINDROS HIDRÁULICOS
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MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CILINDROS HIDRÁULICOS
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Hidroestática
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Hidroestática
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Fórmulas básicas
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Vazão volumétrica (Q) • É o volume deslocado na unidade do tempo.
V Q t
Q v. A
Onde: Q = vazão; A = área; v = velocidade; V= volume; t = tempo
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Unidades de medidas de Vazão Volumétrica (Q)
1m3 / hora = 1000 litros / hora = 16,7 litros / minuto = 0,28 litro / segundo 1 galão americano / minuto (1gpm) = 3,785 litros / minuto (lpm) 1.000.000 mm3/s = 60 lpm = 1 litro por segundo (lps)
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Equação de Bernoulli
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Efeito Venturi
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Acionamento Hidrostático
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Aula 2: Válvulas
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Conexão das válvulas
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Válvula direcional de duas posições
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Acionamento e retorno das válvulas ACIONAMENTO •Mecânico •Elétrico •Hidráulico •Pneumático
RETORNO •Mecânico (mola) •Elétrico •Hidráulico •Pneumático
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Válvula direcional
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Válvula direcional
23/03/2017
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Válvula direcional de três posições
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23/03/2017
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Válvula direcional de três posições
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Válvula direcional de três posições
23/03/2017
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Válvula direcional de três posições
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Válvula direcional de três posições
23/03/2017
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Válvula direcional de três posições
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Válvula direcional de três posições
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Válvula Reguladora de Pressão
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Válvula Reguladora de Pressão
23/03/2017
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Válvula Reguladora de Vazão (Bidirecional)
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Válvula de Retenção Vazão livre
Vazão bloqueada
23/03/2017
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Válvula Reguladora de Vazão com retorno livre ou unidirecional
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Válvula de Alívio / Segurança
23/03/2017
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Válvula de Lógica “OU” Símbolo:
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Válvula de Lógica “E” Símbolo:
23/03/2017
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Válvula de sequência Símbolo
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Circuito com válvula de sequência
23/03/2017
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Aula 3: Bombas e Compressores
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Bombas Hidráulicas
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva de desempenho da bomba hidráulica
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva de desempenho da bomba hidráulica
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva de desempenho da bomba hidráulica
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva de desempenho da bomba hidráulica
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva característica da bomba hidráulica com Válvula de alívio
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva característica da bomba hidráulica com Válvula de alívio
• Ponto de quebra: Qb = Qs; • Após o ponto de quebra: Qs = Qb – Qd, para pr p pmax; • pmax: Qb = Qd (Qs = 0); • Pamax = Q’’b . pmax (ME).
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MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Curva característica da bomba hidráulica
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Compressores
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor de Êmbolo (1 estágio) • Baixa, Média e Alta Pressão • Alto Aquecimento • Refrigeração (Ar ou Água) • Até 400 Kpa (4 Bar) – 1 estágio
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Compressor de Êmbolo (2 estágio) • Baixa, Média e Alta Pressão • Alto Aquecimento • Refrigeração (Ar ou Água) • Até 1500 Kpa (15 Bar) – 2 estágio
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor Rotativo
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor Parafuso (Helicoidal)
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor Axial
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor Radial (Turbo Compressor) • Grandes Vazões
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor acionado por motor elétrico
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Compressor acionado por motor a explosão
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Sistema de regulagem por descarga
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Sistema de regulagem por fechamento
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Sistema de regulagem intermitente (mais usual)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Circuitos Abertos
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Circuitos Fechados (Mais usado)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Elementos que compões a rede
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Unidade de Conservação pneumática (LUBRIFIL)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Simbologia
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
LINHAS DE TRANSMISSÃO
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
COMPONENTES DE LINHAS
23/03/2017
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BOMBA HIDRÁULICA E COMPRESSOR
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
BOMBA HIDRÁULICA E MOTOR HIDRÁULICO
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
BOMBA E MOTOR HIDRÁULICO
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
COMPONENTES
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos de cilindros (Atuador linear)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos de cilindros (Atuador linear)
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos de Válvulas
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos de Válvulas
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos dos Acionamentos das Válvulas
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Símbolos
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Símbolos
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Aula 4 - Simulação de circuitos pneumáticos FluidSIM - Festo
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 1
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 2
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 3
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 4 - CIRCUITO "OU"
• O cilindro funciona se "A" ou "B“ estiverem ligados.
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 5 - CIRCUITO “E"
• O cilindro funciona se “1" e “2“ estiverem ligados.
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 6 – RETORNO PELO FIM DE CURSO
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 7
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 8
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 9
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 10 - CIRCUITO DE AUTO-FIXAÇÃO 1. Quando "A" está ligado a saída fica ON. 2. Mesmo que a "A" seja desligado, a saída permanece no estado ON. 3. A saída fica OFF quando "B" é ligado na condição 2.
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva CIRCUITO PNEUMÀTICO – SIMULAÇÃO 11 - CIRCUITO DE SEGURANÇA • Quando "A" ou "B" estão ligados, a Saída 3 não fica ON mesmo se "C" for ligado. • A Saída 3 fica ON se "C" for ligado, apenas quando "A" e "B" estiverem desligados.
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
• Dispositivo para dobramento automático
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
• Dispositivo para dobramento automático Formulação Verbal 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)
Chapa colocada manualmente Através de um pedal (E0) comanda-se o avanço do cilindro A; Fixada a peça (E2 Acionado), o cilindro B avança para o dobramento; Terminado o primeiro dobramento (E4 Acionado), o cilindro B retorna; Terminado o retorno de B (E3 Acionado), procede-se o segundo dobramento da chapa com o avanço do cilindro C; Após o segundo dobramento (E6 Acionado), o cilindro C retorna; A peça é solta (Recuo do cilindro A) após o completo retorno do cilindro C (E5 Acionado); Um novo ciclo, comandado pelo operador, só deve recomeçar após o completo retorno do cilindro A (E1 Acionado).
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
• Dispositivo para dobramento automático (TABELA)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
• Dispositivo para dobramento automático (Indicação Vetorial)
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
• Dispositivo para dobramento automático (Indicação Algébrica)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
• Dispositivo para dobramento automático (Representação Gráfica)
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva PROJETO DE COMANDOS SEQUÊNCIAIS
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 1
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 2
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 3
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 4
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 5
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 6
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata – Passo 7
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata ( A+ B+ / B- A- )
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata ( A+ B+ / B- A- )
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata ( A+ B+ / B- A- )
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata ( A+ B+ / B- A- )
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata ( A+ B+ / B- A- )
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Método da Cascata (Mais de uma válvula memória)
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva
Circuitos Hidráulicos
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Circuito Hidráulico - Básico
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Circuito Hidráulico – Rápido / Lento
23/03/2017
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Circuito Hidráulico – Regenerativo
MECATRÔNICA – PNEUMÁTICA & HIDRÁULICA Prof.: Anderson Silva Determinação do Diâmetro Interno da Mangueira em Função da Vazão do Circuito