Prensa hidráulica: para que serve, como funciona, exemplos - Ciência - 2023

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o Prensa Hidraulica É uma máquina composta por pistões, que se movem em cilindros unidos por vasos comunicantes cheios de fluido, que atuam para multiplicar a força. Quando uma pequena força é aplicada ao pistão de entrada, o sistema oferece uma força maior ao pistão de saída.

Essa força maior é usada na indústria metalúrgica para comprimir e cortar metais, dando-lhes a forma de peças ou peças mecânicas necessárias para montar carros, aviões, aparelhos elétricos e muito mais.

Também pode ser usado para levantar pesos pesados, exercer tração, extrair óleo de sementes e endireitar peças de metal deformadas.

Como quase sempre exigem pouca manutenção e são seguras de usar, as prensas hidráulicas são obrigatórias na indústria. Por isso são fabricados em inúmeros modelos e tamanhos, inclusive em prensas menores para uso doméstico.


Seu princípio de funcionamento é muito simples, baseia-se nos chamados Lei de pascal. Isso afirma que a pressão aplicada a um fluido confinado em um recipiente é totalmente transmitida a cada parte do fluido e às paredes do recipiente. É então que, por meio do fluido, a força aplicada é transmitida e multiplicada na saída.

História da prensa hidráulica

Prensas baseadas em vários mecanismos têm sido usadas desde os tempos antigos para comprimir, laminar, cortar e muitas outras funções.

Mas a primeira prensa hidráulica, baseada no princípio de Pascal, deve-se a Joseph Bramah, um engenhoso mecânico que nasceu em 1749 na cidade de Stainborough, na Inglaterra. É por isso que a prensa hidráulica também é conhecida como Imprensa Bramah.

No início, a imprensa Bramah não produziu grandes forças. Portanto, não era adequado para cunhar moedas ou trabalhar metais em grande escala. Mas logo depois, em 1797, os irmãos Jacques e Auguste Perier aprimoraram o desenho atingindo pressões superiores a 70 kg / cm.2.


Uma nova otimização apareceu em meados do século 19, graças a um maquinista escocês chamado John Haswell, que trabalhava para as ferrovias austríacas.

Desde então, a prensa hidráulica passou a fazer parte das ferramentas da indústria pesada até hoje, com projetos muito aprimorados envolvendo sistemas de controle computadorizados.

Princípio de Pascal

Esse princípio foi descoberto muito antes de Bramah, no século 17, pelo cientista francês Blaise Pascal (1623 - 1662).

Pascal foi um inventor muito prolífico durante sua curta vida. Ele se interessou por matemática, fez contribuições importantes para a teoria das probabilidades e inventou uma calculadora mecânica, chamada de pascalina.

Anteriormente, das mãos de Pascal vieram os experimentos sobre vácuo e pressão, feitos por Evangelista Torricelli, assistente do já idoso Galileu Galilei.


Depois de muita observação, ele colocou seu princípio em prática ao estourar um barril cheio de água, acrescentando apenas mais 1 kg de água por meio de um tubo alto.

Pascal conseguiu quebrar o barril pelo fato de a água não ser um líquido muito compressível, ou seja, não mudar de volume com facilidade. Portanto, se a água for confinada e uma pequena força for aplicada através de um pequeno pistão, a pressão criada, que é a força dividida pela área, é grande.

A força é então transmitida a cada molécula do fluido e às paredes do recipiente.

Se o recipiente estiver bem fechado como o barril, pressão suficiente irá estourá-lo. Mas se, em vez disso, houver um pistão em movimento na outra extremidade, a força o desloca e ele pode empurrar ou levantar um objeto colocado sobre ele. É assim que funciona o macaco hidráulico.

Equações

No diagrama a seguir você pode ver o princípio de Pascal: uma força menor F1 aplica-se ao pequeno pistão da área S1, graças ao qual produz uma força F2 maior, pois depende do quociente (S2/ S1), que é maior do que 1. Como a pressão é a mesma em todos os lugares:

p = F1 / S1 = F2 / S2

Daí se conclui que a magnitude da força transmitida ao maior pistão é:

F2 = (S2 / S1) F1

Para que serve a prensa hidráulica?

Como indicamos anteriormente, a prensa hidráulica tem uma variedade de funções:

-Comprimir e puxar.

-Corte peças para uma grande variedade de equipamentos.

-Laminar o metal.

- Esprema frutas e sementes para extrair o óleo.

-Extrair peças.

-Aperte as peças de aço deformadas.

Como funciona uma prensa hidráulica?

A prensa hidráulica funciona aplicando uma pequena força de entrada, que será amplificada pelo fluido para obter uma certa força de saída. Isso é conseguido com o dispositivo básico descrito, além de vários sistemas complementares.

Os fluidos usados ​​são diversos, geralmente derivados de hidrocarbonetos e algumas prensas contêm mais de um.

Uma prensa hidráulica moderna é basicamente composta por:

–Sistema hidráulico, com base no princípio de Pascal descrito, que contém o fluido hidráulico, pistões, válvulas, filtros, mangueiras e tubos, que complementam o sistema. Existem também medidores de pressão para verificar a pressão e com ela a força de saída.

Agora, existem prensas hidráulicas manuais, como macacos hidráulicos para veículos, mas o mais comum em laboratórios e indústrias é que elas têm motor. Portanto, vários sistemas adicionais também são necessários:

–Sistema elétrico, consistindo de um sistema de partida, fiação, bobinas, conectores e fusíveis.

–Sistema de energia, com um motor e uma bomba.

–Sistema de controle computadorizado, contém os componentes eletrônicos necessários para operar a impressora de acordo com os requisitos do trabalho.

Exemplos e aplicações

Testes de compressão e tração

As propriedades dos materiais usados ​​na construção e fabricação são testadas por ensaios controlados.

Com o auxílio da prensa, as amostras são comprimidas ou esticadas aos poucos e as deformações por que passam são registradas. Desta forma, sabe-se o quanto resistem antes de se deformar e quebrar permanentemente.

Fabricação de peças de carroceria

Uma ferramenta chamada morrer, que entre outras funções, permite cortar as chapas de acordo com os modelos de design.

Desta forma, são cortadas as partes metálicas que constituem a carroceria do carro e de outros veículos.

Além de ser utilizada para criar peças de carroceria, a prensa hidráulica tem outros usos na indústria automotiva, como montagem de peças diversas. É por isso que é muito útil na oficina mecânica.

Máquinas compactadoras

Uma grande quantidade de metal é encontrada em itens de fim de vida, que podem ser reutilizados, mas primeiro devem ser coletados e armazenados.

As máquinas de compactação reduzem o volume do metal, para que ele possa ser armazenado em espaços menores enquanto é reutilizado. Eles também podem reduzir o volume de outros resíduos para reciclagem, como caixas e caixas de papelão.

Na industria alimentícia

São prensas hidráulicas destinadas ao processamento de frutas e sementes, além da extração de óleo.

Na industria farmacêutica

As drogas vêm em muitas formas. Pílulas e comprimidos com tamanho e dosagem precisos são fabricados em prensas hidráulicas que compactam os compostos.

As prensas também são usadas na fabricação de cosméticos em pó compacto.

Referências

  1. Bauer, W. 2011. Physics for Engineering and Sciences. Volume 1. Mc Graw Hill.
  2. Giancoli, D. 2006. Física: Princípios com Aplicações. 6º. Ed Prentice Hall.
  3. Intriago, N. 2006. Automação de uma prensa de teste universal. Projeto de Graduação Especial da Faculdade de Engenharia da UCV.
  4. Palomo, J. Hydraulic Press. Recuperado de: blog.laminasyaceros.com.
  5. Prensa hidráulica: origem de muitas máquinas. Recuperado de: fabricators-maquinas-industrial.es.