Calculadora de vazão e velocidade de cilindro hidráulico
Informe o diâmetro do pistão, o da haste e a vazão que chega ao cilindro para obter a velocidade teórica de avanço e de retorno. Com o curso, a calculadora estima também o tempo de cada movimento.
Resultado teórico, sem perdas nem atrito. Não substitui projeto ou cálculo de engenheiro responsável e não deve ser usado para dimensionar itens de segurança (travas, válvulas de alívio, estruturas, cargas suspensas).
A relação entre vazão, área e velocidade
O óleo que a bomba entrega precisa ocupar o volume que o pistão deixa livre ao se mover. Por isso a vazão é o produto da área pela velocidade: Q = A × v. Isolando a velocidade, v = Q ÷ A. No avanço, A é a área do pistão (π × D² / 4); no retorno, a área anular (π × (D² − d²) / 4), onde d é o diâmetro da haste.
A pressão não entra nessa conta: ela define a força, não a velocidade. Se a carga exigir mais pressão do que a válvula de alívio permite, o excesso de vazão volta ao tanque e o cilindro desacelera ou para.
Unidades usadas
Vazão em L/min, diâmetros e curso em mm. Como 1 L/min = 1.000.000 mm³ ÷ 60 s, a velocidade sai em mm/s por v = Q × 16.666,7 ÷ A, e em m/s dividindo por 1.000. O tempo de curso é o curso dividido pela velocidade.
Exemplo resolvido: Ø100 × Ø50 mm, 50 L/min, curso de 500 mm
Avanço
A = 7.853,98 mm². v = 50 × 1.000.000 ÷ 60 ÷ 7.853,98 = 106,1 mm/s (0,106 m/s). Tempo: 500 ÷ 106,1 = 4,71 s.
Retorno
Área anular = 5.890,49 mm². v = 833.333 ÷ 5.890,49 = 141,5 mm/s. Tempo: 500 ÷ 141,5 = 3,53 s. O retorno é 33% mais rápido porque a área é 25% menor.
Quando o cilindro fica mais lento com o tempo
Se a máquina era mais rápida e foi perdendo velocidade, a vazão útil caiu em algum ponto do circuito: bomba gasta, vedação do pistão passando óleo ou válvula com vazamento interno. O diagnóstico começa medindo a vazão real — veja perda de vazão hidráulica e manutenção de cilindros hidráulicos.
Perguntas frequentes
- Como calcular a velocidade de um cilindro hidráulico?
- Divida a vazão pela área: v = Q ÷ A. Com Q em L/min e A em mm², v [mm/s] = Q × 1.000.000 ÷ 60 ÷ A. Um pistão Ø100 mm (7.854 mm²) alimentado com 50 L/min avança a cerca de 106 mm/s.
- Por que o cilindro retorna mais rápido do que avança?
- No retorno o óleo enche a câmara do lado da haste, que tem volume menor (área anular). A mesma vazão preenche esse volume mais depressa, então a velocidade de retorno é maior. A relação entre as velocidades é o inverso da relação entre as áreas.
- Qual vazão preciso para uma velocidade desejada?
- Q = A × v. Com A em mm² e v em m/s, Q [L/min] = A × v × 0,06. Para avançar um pistão Ø100 mm a 0,1 m/s: 7.854 × 0,1 × 0,06 ≈ 47,1 L/min.
- O cilindro está mais lento que o calculado. O que pode ser?
- As causas mais comuns são bomba com desgaste (vazão real menor que a nominal), vazamento interno no cilindro ou em válvulas, válvula de alívio abrindo antes do previsto ou restrição na linha. Medir a vazão real com fluxômetro separa as hipóteses.
Onde aplicar este cálculo
- Cilindros hidráulicosTipos, falhas comuns e reparo de cilindros.
- Bombas hidráulicasA vazão que move o cilindro vem da bomba.
- Perda de vazãoCilindro lento costuma começar aqui.
- Cilindro de dupla açãoAvanço e retorno com velocidades diferentes.
- Força de cilindroCalcule a força com os mesmos diâmetros.
- Glossário técnicoTermos de bombas, válvulas e cilindros.
O número não bate com o que a máquina entrega?
Força ou velocidade abaixo do teórico costuma indicar vazamento interno, bomba gasta ou válvula desregulada. A HiComp faz o diagnóstico e envia orçamento antes de qualquer reparo.