apostila (pneumatica)

Apostila de Pneumtica

Professor Ricardo Adriano dos Santos

Sumrio

INTRODUO ..................................................................... 4

PROPRIEDADES DO AR COMPRIMIDO ...................................... 5

-VANTAGENS ..................................................................... 5

-LIMITAES ..................................................................... 6

FUNDAMENTOS FSICOS ....................................................... 6

PROPRIEDADES FISICAS DO AR ............................................. 7

- COMPRESSIBILIDADE ........................................................ 7

- ELASTICIDADE ................................................................. 7

- DIFUSIBILIDADE ................................................................ 8

- EXPANSIBILIDADE ............................................................. 8

INSTALAO DE PRODUO ................................................. 9

TIPOS DE COMPRESSORES ................................................. 10

-COMPRESSOR DINAMICO DE FLUXO RADIAL ......................... 11

-COMPRESSOR DE PARAFUSO ............................................ 12

-COMPRESSOR DE SIMPLES EFEITO ..................................... 14

-COMPRESSOR DE DUPLO EFEITO ....................................... 14

SISTEMA DE REFRIGERAO DOS COMPRESSORES ................ 15

-RESFRIAMENTO GUA .................................................... 15

-RESFRIAMENTO A AR ........................................................ 16

PREPARAO DO AR COMPRIMIDO ....................................... 17

-UMIDADE ........................................................................ 17

DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO ...................................... 19

-REDE DE DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO ......................... 19

UNIDADE DE CONSERVAO OU DE CONDICIONAMENTO .......... 20

FILTRO DE AR COMPRIMIDO ................................................ 21

DRENOS DOS FILTROS ....................................................... 23

-DRENO MANUAL ............................................................... 23

-DRENO AUTOMTICO ........................................................ 23

LUBRIFICADOR DE AR COMPRIMIDO ...................................... 24

REGULADOR DE PRESSO .................................................. 25

MANUTENO DAS UNIDADES DE CONSERVAO ................... 27

ELEMENTOS PNEUMTICOS DE TRABALHO ............................ 28

Prof. Ricardo Adriano dos Santos 2

MOVIMENTOS LINEARES ..................................................... 28

- CILINDROS DE SIMPLES AO ........................................... 28

- CILINDROS DE DUPLA AO ............................................... 29

- CILINDRO DE HASTE DUPLA .............................................. 31

- CILINDRO DUPLEX CONTNUO OU CILINDRO TANDEM ............. 32

- CILINDRO DE IMPACTO ..................................................... 33

- CILINDRO SEM HASTE ...................................................... 34

VLVULAS PNEUMTICAS ................................................... 35

VLVULAS DIRECIONAIS ..................................................... 35

DESENVOLVIMENTO DOS SMBOLOS ..................................... 36

IDENTIFICAO DOS ORIFCIOS DAS VLVULAS ...................... 37

- IDENTIFICAO DOS ORIFCIOS .......................................... 38

SIMBOLOGIA DAS VLVULAS DIRECIONAIS ............................. 40

CADEIA DE COMANDOS ...................................................... 41

TIPOS DE ACIONAMENTOS .................................................. 42

VLVULAS DE BLOQUEIO .................................................... 44

- VLVULA DE RETENO ................................................... 44

-VLVULA ALTERNADORA ................................................... 44

- VLVULA DE SIMULTANEIDADE .......................................... 45

-VLVULA DE ESCAPE RPIDO ............................................ 45

MTODOS DE CONFECO DE ESQUEMAS ............................. 46

POSSIBILIDADES DE REPRESENTAO DOS MOVIMENTOS ........ 46

- REPRESENTAO POR ORDEM CRONOLGICA .................... 46

- REPRESENTAO EM FORMA DE TABELA ............................ 47

- REPRESENTAO EM FORMA VETORIAL .............................. 47

- REPRESENTAO EM FORMA ALGBRICA ........................... 47

- DIAGRAMA TRAJETO-PASSO .............................................. 47

MTODO INTUITIVO ............................................................ 48

EXERCCIOS PRTICOS ...................................................... 50

EXERCCIOS PROPOSTOS ................................................... 55

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................... 58


INTRODUO

O termo pneumtica derivado do grego Pneumos ou Pneuma (respirao, sopro) e definido como a parte da Fsica que se ocupa da dinmica e dos fenmenos fsicos relacionados com os gases ou vcuos. tambm o estudo da conservao da energia pneumtica em energia mecnica, atravs dos respectivos elementos de trabalho.

Embora a base da pneumtica seja um dos mais velhos conhecimentos da humanidade, foi preciso aguardar o sculo XIX para que o estudo do seu comportamento e propriedades se tornasse sistemtico. Porm, pode-se dizer que somente aps o ano de 1950 que ela foi realmente introduzida no meio industrial.

Hoje, o ar comprimido tornou-se indispensvel, e nos mais diferentes ramos industriais instalam-se equipamentos pneumticos.

PROPRIEDADES DO AR COMPRIMIDO

-VANTAGENS- Incremento da produo com investimento relativamente pequeno.

- Reduo dos custos operacionais. A rapidez nos movimentos pneumticos e a libertao do operrio (homem) de operaes repetitivas possibilitam o aumento do ritmo de trabalho, aumento de produtividade e, portanto, um menor custo operacional.

- Robustez dos componentes pneumticos. A robustez inerente aos controles pneumticos torna-os relativamente insensveis a vibraes e golpes, permitindo que aes mecnicas do prprio processo sirvam de sinal para as diversas sequncias de operao. So de fcil manuteno.

- Facilidade de implantao. Pequenas modificaes nas mquinas convencionais, aliadas disponibilidade de ar comprimido, so os requisitos necessrios para implantao dos controles pneumticos.

- Resistncia a ambientes hostis. Poeira, atmosfera corrosiva, oscilaes de temperatura, umidade, submerso em lquidos, raramente prejudicam os componentes pneumticos, quando projetados para essa finalidade.

- Simplicidade de manipulao. Os controles pneumticos no necessitam de operrios superespecializados para sua manipulao.


- Segurana. Como os equipamentos pneumticos envolvem sempre presses moderadas, tornam-se seguros contra possveis acidentes, quer no pessoal, quer no prprio equipamento, alm de evitarem problemas de exploso.

- Reduo do nmero de acidentes. A fadiga um dos principais fatores que favorecem acidentes; a implantao de controles pneumticos reduz sua incidncia (liberao de operaes repetitivas).

-LIMITAES- O ar comprimido necessita de uma boa preparao para realizar o trabalho proposto: remoo de impurezas, eliminao de umidade para evitar corroso nos equipamentos, engates ou travamentos e maiores desgastes nas partes mveis do sistema.

- Os componentes pneumticos so normalmente projetados e utilizados a uma presso mxima de 1723,6 kPa. Portanto, as foras envolvidas so pequenas se comparadas a outros sistemas. Assim, no conveniente o uso de controles pneumticos em operao de extruso de metais. Provavelmente, o seu uso vantajoso para recolher ou transportar as barras extrudadas.

- Velocidades muito baixas so difceis de ser obtidas com o ar comprimido devido s suas propriedades fsicas. Neste caso, recorre-se a sistemas mistos (hidrulicos e pneumticos).

- O ar um fluido altamente compressvel, portanto, impossvel se obterem paradas intermedirias e velocidades uniformes. O ar comprimido um poluidor sonoro quando so efetuadas exaustes para a atmosfera. Esta poluio pode ser evitada com o uso de silenciadores nos orifcios de escape.

FUNDAMENTOS FSICOSA superfcie terrestre totalmente cercada por uma camada de ar. Este ar,

que de interesse vital, uma mistura gasosa da seguinte composio: Nitrognio, aproximadamente 78% do volume; Oxignio, aproximadamente 21 % do volume. Alm disso, o ar contm resduos de Dixido de Carbono, Argnio, Hidrognio, Nenio, Hlio, Criptnio e Xennio.

Apesar de inspido, inodoro e incolor, percebemos o ar atravs dos ventos, avies e pssaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos tambm o seu impacto sobre o nosso corpo. Conclumos facilmente que o ar tem existncia real e concreta, ocupando lugar no espao.


PROPRIEDADES FISICAS DO AR

- COMPRESSIBILIDADEO ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o

volume de qualquer recipiente, adquirindo seu formato, j que no tem forma prpria. Assim, podemos encerr-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma reduo de volume usando uma de suas propriedades - a compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito ao de uma fora exterior.

- ELASTICIDADEPropriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto

o efeito (fora) responsvel pela reduo do volume.

- DIFUSIBILIDADEPropriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com

qualquer meio gasoso que no esteja saturado.


- EXPANSIBILIDADEPropriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de

qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

INSTALAO DE PRODUOPara a produo de ar comprimido so necessrios compressores, os quais

comprimem o ar para a presso de trabalho desejada. Na maioria dos acionamentos e comandos pneumticos se encontra, geralmente, uma estao central de distribuio de ar comprimido. No necessrio calcular e planejar a transformao e transmisso da energia para cada consumidor individual. A Instalao do compresso fornece o ar comprimido para os devidos lugares atravs de uma rede tubular.

Instalaes mveis de produo so usadas, principalmente, na indstria de minerao, ou para mquinas que freqentemente mudam de local.

J ao projetar, devem se consideradas a ampliao e aquisio de outros novos aparelhos pneumticos. Por isso necessrio sobredimensionar a


instalao para que mais tarde no venha se constatar que ela est sobrecarregada. Uma ampliao posterior da instalao se torna geralmente muito cara.

Muito importante o grau de pureza do ar. Um ar limpo garante um longa vida til da instalao. A utilizao correta dos diversos tipos de compressores tambm deve ser considerado.

TIPOS DE COMPRESSORESCompressores so mquinas destinadas a elevar a presso de um certo

volume de ar, admitido nas condies atmosfricas, at uma determinada presso, exigida na execuo dos trabalhos realizados pelo ar comprimido.

Sero diferenciados dois tipos bsicos de compressores. O primeiro se trata de um tipo baseado no princpio de reduo de volume. Aqui se consegue a compresso, sugando o ar para um ambiente fechado, e diminuindo-se posteriormente o tamanho destes ambientes. Este tipo de construo denomina-se compressor de embolo ou pisto (compressores de embolo de movimento linear).

O outro tipo de construo funciona segundo o princpio de fluxo. Suco do ar de um lado e compresso no outro por acelerao da massa (turbina).


-COMPRESSOR DINAMICO DE FLUXO RADIAL

O ar acelerado a partir do centro de rotao, em direo periferia, ou seja, admitido pela primeira hlice (rotor dotado de lminas dispostas radialmente), axialmente, acelerado e expulso radialmente. Quando vrios estgios esto reunidos em uma carcaa nica, o ar obrigado a passar por um difusor antes de ser conduzido ao centro de rotao do estgio seguinte, causando a converso de energia cintica em energia de presso.

A relao de compresso entre os estgios determinada pelo desenho da hlice, sua velocidade tangencial e a densidade do gs. O resfriamento entre os estgios, a princpio, era realizado atravs de camisas d'gua nas paredes internas do compressor.

Atualmente, existem resfriadores intermedirios separados, de grande porte, devido sensibilidade presso, por onde o ar dirigido aps dois ou trs estgios, antes de ser injetado no grupo seguinte. Em compressores de baixa presso no existe resfriamento intermedirio.

Os compressores de fluxo radial requerem altas velocidades de trabalho, como por exemplo 334, 550, 834 at 1667 r.p.s.. Isto implica tambm em um deslocamento mnimo de ar (0,1667 m3/s).

As presses influem na sua eficincia, razo pela qual geralmente so geradores de ar comprimido. Assim, comparando-se a sua eficincia com a de um compressor de deslocamento positivo, esta seria menor. Por isso, esses compressores so empregados quando se exigem grandes volumes de ar comprimido.

-COMPRESSOR DE PARAFUSOEste compressor dotado de uma carcaa onde giram dois rotores

helicoidais em sentidos opostos. Um dos rotores possui lbulos convexos, o outro uma depresso cncava e so denominados, respectivamente, rotor macho e rotor


fmea. Os rotores so sincronizados por meio de engrenagens; entretanto existem fabricantes que fazem com que um rotor acione o outro por contato direto. O processo mais comum acionar o rotor macho, obtendo-se uma velocidade menor do rotor fmea. Estes rotores revolvem-se numa carcaa cuja superfcie interna consiste de dois cilindros ligados como um "oito".

Nas extremidades da cmara existem aberturas para admisso e descarga do ar. O ciclo de compresso pode ser seguido pelas figuras a,b,c,d.

O ar presso atmosfrica ocupa espao entre os rotores e, conforme eles giram, o volume compreendido entre os mesmos isolado da admisso. Em seguida, comea a decrescer, dando incio compresso. Esta prossegue at uma posio tal que a descarga descoberta e o ar descarregado continuamente, livre de pulsaes. No tubo de descarga existe uma vlvula de reteno, para


evitar que a presso faa o compressor trabalhar como motor durante os perodos em que estiver parado.

-COMPRESSOR DE SIMPLES EFEITOEste tipo de compressor leva este nome por ter somente uma cmara de

compresso, ou seja, apenas a face superior do pisto aspira o ar e comprime; a cmara formada pela face inferior est em conexo com o carter. O pisto est ligado diretamente ao virabrequim por uma biela (este sistema de ligao denominado tronco), que proporciona um movimento alternativo de sobe e desce ao pisto, e o empuxo totalmente transmitido ao cilindro de compresso.

Iniciado o movimento descendente, o ar aspirado por meio de vlvulas de admisso, preenchendo a cmara de compresso. A compresso do ar tem incio com o movimento da subida. Aps obter-se uma presso suficiente para abrir a vlvula de descarga, o ar expulso para o sistema.

-COMPRESSOR DE DUPLO EFEITOEste compressor assim chamado por ter duas cmaras, ou seja, as duas

faces do mbolo aspiram e comprimem. O virabrequim est ligado a uma cruzeta por uma biela; a cruzeta, por sua vez, est ligada ao mbolo por uma haste. Desta maneira consegue transmitir movimento alternativo ao mbolo, alm do que, a fora de empuxo no mais transmitida ao cilindro de compresso e sim s paredes guias da cruzeta. O mbolo efetua o movimento descendente e o ar admitido na cmara superior, enquanto que o ar contido na cmara inferior comprimido e expelido. Procedendo-se o movimento oposto, a cmara que havia efetuado a admisso do ar realiza a sua compresso e a que havia comprimido efetua a admisso. Os movimentos prosseguem desta maneira, durante a marcha do trabalho.


SISTEMA DE REFRIGERAO DOS COMPRESSORESRemove o calor gerado entre os estgios de compresso,visando:

- Manter baixa a temperatura das vlvulas, do leo lubrificante e do ar que est sendo comprimido (coma queda de temperatura do ar a umidade removida).

- Aproximar a compresso da isotrmica, embora esta dificilmente possa ser atingida, devido pequena superfcie para troca de calor.

- Evitar deformao do bloco e cabeote, devido s temperaturas.

- Aumentar a eficincia do compressor. O sistema de refrigerao compreende duas fases: Resfriamento dos cilindros de compresso e Resfriamento do Resfriador Intermedirio.

Um sistema de refrigerao ideal aquele em que atemperatura do ar na sada do resfriador intermedirio igual temperatura de admisso deste ar. O resfriamento pode ser realizado por meio de ar em circulao, ventilao forada e gua, sendo que o resfriamento gua o ideal porque provoca condensao de umidade; os demais no provocam condensao.

-RESFRIAMENTO GUAOs blocos dos cilindros so dotados de paredes duplas, entre as quais

circula gua. A superfcie que exige um melhor resfriamento a do cabeote, pois permanece em contato com o gs ao fim da compresso. No resfriador intermedirio empregam-se, em geral, tubos com aletas. O ar a ser resfriado passa em torno dos tubos, transferindo o calor para a gua em circulao.

Esta construo preferida, pois permite maior vazo e maior troca de calor. A gua utilizada para este fim deve ter baixa temperatura, presso suficiente, estar livre de impurezas e ser mole, isto , conter pouco teor de sais de clcio ou outras substncias.

O processo de resfriamento se inicia, geralmente, pela circulao de gua atravs da cmara de baixa presso, entrando posteriormente em contato com o resfriador intermedirio. Alm de provocar o resfriamento do ar, uma considervel


quantidade de umidade retida, em consequncia da queda de temperatura provocada no fluxo de ar proveniente do estgio de baixa presso.

Em seguida, a gua dirigida para a cmara de alta presso, sendo eliminada do interior do compressor, indo para as torres ou piscinas de resfriamento. Aqui, todo o calor adquirido eliminado da gua, para que haja condies de reaproveitamento. Determinados tipos de compressores necessitam de grandes quantidades de gua e, portanto, no havendo um reaproveitamento, haver gastos. Este reaproveitamento se faz mais necessrio quando a gua disponvel fornecida racionalmente para usos gerais.

Os compressores refrigeradores gua necessitam ateno constante, para que o fluxo refrigerante no sofra qualquer interrupo, o que acarretaria um aumento sensvel na temperatura de trabalho.

Determinados tipos de compressores possuem, no sistema de resfriamento intermedirio, vlvulas termostticas, visando assegurar o seu funcionamento e protegendo-o contra a temperatura excessiva, por falta d'gua ou outro motivo qualquer. O resfriamento intermedirio pela circulao de gua o mais indicado.

-RESFRIAMENTO A ARCompressores pequenos e mdios podem ser, vantajosamente, resfriados a

ar num sistema muito prtico, particularmente em instalaes ao ar livre ou onde o calor pode ser retirado facilmente das dependncias. Nestes casos, o resfriamento a ar a alternativa conveniente.

Existem dois modos bsicos de resfriamento por ar :

-Circulao - os cilindros e cabeotes, geralmente, so aletados a fim de proporcionar maior troca de calor, o que feito por meio da circulao do ar ambiente e com auxlio de hlices nas polias de transmisso.

-Ventilao Forada - a refrigerao interna dos cabeotes e resfriador intermedirio conseguida atravs de ventilao forada, ocasionada por uma ventoinha, obrigando o ar a circular no interior do compressor.

PREPARAO DO AR COMPRIMIDO

-UMIDADEO ar atmosfrico uma mistura de gases, principalmente de oxignio e

nitrognio, e contm contaminantes de trs tipos bsicos: gua, leo e poeira. As partculas de poeira, em geral abrasivas, e o leo queimado no ambiente de lubrificao do compressor, so responsveis por manchas nos produtos.


A gua responsvel por outra srie de inconvenientes que mencionaremos adiante. O compressor, ao admitir ar, aspira tambm os seus compostos e, ao comprimir, adiciona a esta mistura o calor sob a forma de presso e temperatura, alm de adicionar leo lubrificante.

Os gases sempre permanecem em seu estado nas temperaturas e presses normais encontradas no emprego da pneumtica. Componentes com gua sofrero condensao e ocasionaro problemas. Sabemos que a quantidade de gua absorvida pelo ar est relacionada com a sua temperatura e volume.

A maior quantidade de vapor d'gua contida num volume de ar sem ocorrer condensao depender da temperatura de saturao ou ponto de orvalho a que est submetido este volume. No ar comprimido temos ar saturado. O ar estar saturado quando a presso parcial do vapor d'gua for igual presso de saturao do vapor d'gua, temperatura local. O vapor superaquecido quando a presso parcial do vapor d'gua for menor que a presso de saturao.

Enquanto tivermos a presena de gua em forma de vapor normalmente superaquecido, nenhum problema ocorrer.

Analisemos agora: um certo volume de ar est saturado com vapor d'gua, isto , sua umidade relativa 100%; comprimimos este volume at o dobro da presso absoluta, o seu volume se reduzir metade. Logicamente, isto significar que sua capacidade de reter vapor d'gua tambm foi reduzida metade devido ao aumento da presso e reduo do seu volume. Ento o excesso de vapor ser precipitado como gua. Isto ocorre se a temperatura for mantida constante durante a compresso, ou seja, processo isotrmico de compresso. Entretanto, isso no acontece; verifica-se uma elevao considervel na temperatura durante a compresso.

Como foi mencionado anteriormente, a capacidade de reteno da gua pelo ar est relacionada com a temperatura, sendo assim, no haver precipitao no interior das cmaras de compresso. A precipitao de gua ocorrer quando o ar sofrer um resfriamento, seja no resfriador ou na linha de distribuio. Isto explica porque no ar comprimido existe sempre ar saturado com vapor d'gua em suspenso, que se precipita ao longo das tubulaes na proporo em que se resfria.

Quando o ar resfriado presso constante, a temperatura diminui, ento a parcial do vapor ser igual presso de saturao no ponto de orvalho. Qualquer resfriamento adicional provocar condensao da umidade.

Denomina-se Ponto de Orvalho o estado termodinmico correspondente ao incio da condensao do vapor d'gua, quando o ar mido resfriado e a presso parcial do vapor constante. A presena desta gua condensada nas linhas de ar, causada pela diminuio de temperatura, ter como conseqncias:


- Oxida a tubulao e componentes pneumticos.

- Destri a pelcula lubrificante existente entre as duas superfcies que esto em contato, acarretando desgaste prematuro e reduzindo a vida til das peas, vlvulas, cilindros, etc.

- Prejudica a produo de peas.

- Arrasta partculas slidas que prejudicaro o funcionamento dos componentes pneumticos.

- Aumenta o ndice de manuteno

- Impossibilita a aplicao em equipamentos de pulverizao.

- Provoca golpes de ariete nas superfcies adjacentes, etc.

Portanto, da maior importncia que grande parte da gua, bem como dos resduos de leo, seja removida do ar para evitar reduo de todos os dispositivos e mquinas pneumticas.

DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDOComo resultado da racionalizao e automatizao dos dispositivos de

fabricao, as indstrias necessitam continuamente de uma maior quantidade de ar. Cada mquina e equipamentos necessitam de uma determinada quantidade de ar, sendo abastecidos por um compressor, atravs da rede tubular de distribuio.

O dimetro da tubulao deve ser escolhido de maneira que, se o consumo aumentar, a queda de presso entre o depsito e o consumidor no ultrapasse 10kpa (0,1 bar). Se a queda de presso ultrapassar este valor, a rentabilidade do sistema prejudicada diminuindo consideravelmente sua capacidade. No projeto de novas instalaes deve-se prever uma futura ampliao para maior demanda de ar, cujo motivo dever ser previsto um dimetro maior dos tubos da rede de distribuio. A montagem posterior de uma rede distribuidora de maiores dimenses (ampliao), acarretar despesas elevadas.

A escolha do dimetro da tubulao no realizada por quaisquer frmulas empricas para aproveitar tubos por acaso existentes no depsito, mas sim considerando-se:

- o volume corrente (vazo)

- o comprimento da tubulao

- a queda de presso

- a presso de trabalho

- o nmero de pontos de estrangulamento na rede


-REDE DE DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDOAplicar, para cada mquina ou dispositivo automatizado, um compressor

prprio, possvel somente em casos espordicos e isolados. Onde existem vrios pontos de aplicao, o processo mais conveniente e racional efetuar a distribuio do ar comprimido situando as tomadas nas proximidades dos utilizadores.

A rede de distribuio de ar comprimido compreende todas as tubulaes que saem do reservatrio, passando pelo secador e que, unidas, orientam o ar comprimido at os pontos individuais de utilizao.

A rede possui duas funes bsicas:

1. Comunicar a fonte produtora com os equipamentos consumidores.

2. Funcionar como um reservatrio para atender s exigncias locais.

Um sistema de distribuio perfeitamente executado deve apresentar os seguintes requisitos: pequena queda de presso entre o compressor e as partes de consumo, a fim de manter a presso dentro de limites tolerveis em conformidade com as exigncias das aplicaes; no apresentar escape de ar; do contrrio haveria perda de potncia; apresentar grande capacidade de realizar separao de condensado. Ao serem efetuados o projeto e a instalao de uma planta qualquer de distribuio, necessrio levar em considerao certos preceitos. O no-cumprimento de certas bases contraproducente e aumenta sensivelmente a necessidade de manuteno.

UNIDADE DE CONSERVAO OU DE CONDICIONAMENTOAps passar por todo o processo de produo, tratamento e distribuio, o

ar comprimido deve sofrer um ltimo condicionamento, antes de ser colocado para trabalhar, a fim de produzir melhores desempenhos. Neste caso, o beneficiamento do ar comprimido consiste no seguinte: filtragem, regulagem da presso e introduo de uma certa quantidade de leo para a lubrificao de todas as partes mecnicas dos componentes pneumticos.

A utilizao desta unidade de servio indispensvel em qualquer tipo de sistema pneumtico, do mais simples ao mais complexo. Ao mesmo tempo em que permite aos componentes trabalharem em condies favorveis, prolonga a sua vida til. Uma durao prolongada e funcionamento regular de qualquer componente em um circuito dependem, antes de mais nada, do grau de filtragem, da iseno de umidade, da estabilidade da presso de alimentao do equipamento e da lubrificao das partes mveis.


Isso tudo literalmente superado quando se aplicam nas instalaes dos dispositivos, mquinas, etc., os componentes de tratamento preliminar do ar comprimido aps a tomada de ar: Filtro, Vlvula Reguladora de Presso (Regulador) e Lubrificador, que reunidos formam a Unidade de Condicionamento ou Lubrefil.

FILTRO DE AR COMPRIMIDOO filtro de ar comprimido retm as impurezas que fluem atravs de si

principalmente de gua condensada. Ar comprimido limpo essencial em indstrias de processamento de alimentos, eletrnica, equipamentos hospitalares e odontolgicos, indstria fotogrfica, fbricas de plsticos e na instrumentao. Ar limpo nessas e em outras aplicaes significa mais do que apenas ar isento de contaminao por partculas slidas. O ar utilizado nessas indstrias deve tambm estar isento de aerossis de gua e de leo contaminantes, que fogem do raio de ao dos sistemas de filtragem convencionais.

O ar comprimido conduzido atravs de uma chapa guia para dentro da cmara do filtro e colocado em rpido movimento giratrio. Assim as partculas de sujeira mais pesadas e gotas de gua so impulsionadas para a parede da cmara pela fora centrfuga, onde se fixam. O produto da condensao acumula-se na parte inferior da cmara e deve ser retirado atravs do parafuso de esgotamento, quando a marca superior for alcanada.

Partculas menores so retiradas pelo elemento de filtro, pelo qual o ar forado a passar no caminho para o receptor. O elemento de filtro deve ser limpo ou substitudo regularmente.


O ar comprimido entra pelo orifcio no corpo do filtro e flui atravs do defletor superior (A) causando uma ao de turbilhonamento no ar comprimido. A umidade e as partculas slidas contidas no ar so jogadas contra a parede do copo (C) devido a uma ao centrfuga do ar comprimido turbilhonado pelo defletor.

Tanto a umidade quanto as partculas slidas escorrem pela parede do copo devido fora da gravidade. O anteparo (B) assegura que a ao de turbilhonamento ocorra sem que o ar passe diretamente atravs do elemento filtrante.

O defletor inferior (E) separa a umidade e as partculas slidas depositadas no fundo do copo, evitando assim a reentrada das mesmas no sistema de ar comprimido. Depois que a umidade e as maiores partculas slidas foram removidas pelo processo de turbilhonamento, o ar comprimido flui atravs do elemento filtrante (D) onde as menores partculas so retidas.

O ar ento retorna para o sistema, deixando a umidade e as partculas slidas contidas no fundo do copo, que deve ser drenado antes que o nvel atinja a altura onde possam retornar para o fluxo de ar.

Esta drenagem pode ser executada por um Dreno Manual (F), o qual acionado por uma manopla (G) girando no sentido anti-horrio, ou por um Dreno Automtico, que libera o lquido assim que ele atinja um nvel pr-determinado.

DRENOS DOS FILTROSDrenos so dispositivos fixados na parte inferior dos copos, que servem para

eliminar o condensado e as impurezas, retidos pela ao de filtragem. Podem ser manuais ou automticos.


-DRENO MANUALEm presena do condensado permanece inativo, retendo-o no interior do

copo. Para eliminar o condensado retido necessria a interferncia humana, que comanda manualmente a abertura de um obturador, criando uma passagem pela qual a gua e as impurezas so escoadas por fora da presso do ar atuante no interior do copo. Extradas as impurezas, o ar escapa e o obturador deve ser recolocado em sua posio inicial.

-DRENO AUTOMTICOUtilizado para eliminar o condensado retido no interior do copo do filtro, sem

necessidade de interferncia humana. O volume de gua condensada, medida que removido pelo filtro, acumula-se na zona neutra do interior do copo, at provocar a elevao de uma bia.

Quando a bia deslocada, permite a passagem de ar comprimido atravs de um pequeno orifcio. O ar que flui pressuriza uma cmara onde existe uma membrana; a presso exercida na superfcie da membrana cria uma fora que provoca o deslocamento de um elemento obturador, que bloqueava o furo de comunicao com o ambiente.

Sendo liberada esta comunicao, a gua condensada no interior do copo expulsa pela presso do ar comprimido. Com a sada da gua, a bia volta para sua posio inicial, vedando o orifcio que havia liberado, impedindo a continuidade de pressurizao da cmara onde est a membrana.

O ar que forou o deslocamento da membrana por meio de um elemento poroso flui para a atmosfera, permitindo que uma mola recoloque o obturador na sede, impedindo a fuga do ar, reiniciando o acmulo de condensado. Ideal para utilizao em locais de difcil acesso, onde o condensado rene-se com facilidade, etc.

LUBRIFICADOR DE AR COMPRIMIDOOs sistemas pneumticos e seus componentes so constitudos de partes

possuidoras de movimentos relativos, estando, portanto, sujeitos a desgastes mtuos e consequente inutilizao. Para diminuir os efeitos desgastantes e as foras de atrito, a fim de facilitar os movimentos, os equipamentos devem ser lubrificados convenientemente, por meio do ar comprimido.

Lubrificao do ar comprimido a mescla deste com uma quantidade de leo lubrificante, utilizada para a lubrificao de partes mecnicas internas mveis que esto em contato direto com o ar. Essa lubrificao deve ser efetuada de uma forma controlada e adequada, a fim de no causar obstculos na passagem de ar, problemas nas guarnies etc. Alm disso, esse lubrificante deve chegar a todos os componentes, mesmo que as linhas tenham circuitos sinuosos. Isso


conseguido desde que as partculas de leo permaneam em suspenso no fluxo, ou seja, no se depositem ao longo das paredes da linha. O meio mais prtico de efetuar este tipo de lubrificao atravs do lubrificador.

O ar comprimido flui atravs do lubrificador por dois caminhos. Em baixas vazes, a maior parte do ar flui atravs do orifcio Venturi (B) e a outra parte flui defletindo a membrana de restrio (A) e ao mesmo tempo pressuriza o copo atravs do assento da esfera da placa inferior.

A velocidade do ar que flui atravs do orifcio do Venturi (B) provoca uma depresso no orifcio superior (F), que, somada presso positiva do copo atravs do tubo de suco (E), faz com que o leo escoe atravs do conjunto gotejador. Esse fluxo controlado atravs da vlvula de regulagem (G) e o leo goteja atravs da passagem (I), encontrando o fluxo de ar que passa atravs do Venturi (B), provocando assim sua pulverizao.

Quando o fluxo de ar aumenta, a membrana de restrio (A) dificulta a passagem do ar, fazendo com que a maior parte passe pelo orifcio do Venturi (B), assegurando assim que a distribuio de leo aumente linearmente com o aumento da vazo de ar. O copo pode ser preenchido com leo sem precisar despressurizar a linha de ar, devido ao da esfera (C).

Quando o bujo de enchimento (H) retirado, o ar contido no copo escapa para a atmosfera e a esfera (C) veda a passagem de ar para o copo, evitando assim sua pressurizao. Ao recolocar o bujo, uma pequena poro de ar entra no copo e quando este estiver totalmente pressurizado a lubrificao volta ao normal.


REGULADOR DE PRESSOOs reguladores foram projetados para proporcionar uma resposta rpida e

uma regulagem de presso acurada para o maior nmero de aplicaes industriais. O uso do diafragma especialmente projetado resulta em um aumento significativo da vida til do regulador, proporcionando baixos custos de manuteno. Suas principais caractersticas so:

- Resposta rpida e regulagem precisa, devido a uma aspirao secundria e a vlvula de assento incorporado.

- Grande capacidade de reverso de fluxo.

- Diafragma projetado para proporcionar um aumento da vida til do produto.

- Dois orifcios destinados a manmetro que podem ser usados como orifcios de sada.

- Fcil manuteno.

O ar comprimido entra por (P) e pode sair por (P' apenas se a vlvula de assento estiver aberta. A seco de passagem regulvel est situada abaixo d vlvula de assento (C). Girando totalmente a manopla (D) no sentido anti-horrio (mola sem compresso), conjunto da vlvula de assento (C) estar fechado.

Girando a manopla no sentido horrio, aplica-se um carga numa mola calibrada de regulagem (A) fazendo com que o diafragma (B) e a vlvula de assento (C) s desloquem para baixo, permitindo a passagem do fluxo de ar comprimido para a utilizao (H).

A presso sobre o diafragma (B) est balanceada atravs o orifcio de equilbrio (G) quando o regulador est em operao. A presso secundria, ao exceder a presso regulada, causar, por meio do orifcio (G), ao diafragma (B), um movimento ascendente contra a mola de regulagem (A), abrindo o orifcio de sangria (F) contido no diafragma. O excesso de ar jogado para atmosfera atravs de um orifcio (E) na tampa do regulador (somente para reguladores com sangria).

Portanto, uma sada de presso pr-regulada um processo de abre-fecha da vlvula de assento (C), que poderia causar certa vibrao. Isso evitado porque certos reguladores so equipados por um amortecimento (I) mola ou a ar comprimido.

O dispositivo autocompensador (C-J) permite montar o regulador em qualquer posio, e confere ao equipamento um pequeno tempo de resposta. A presso de sada alterada pela atuao sobre a manopla de regulagem, no importa se para decrscimo - quando a presso secundria regulada maior, o ar excedente desta regulagem automaticamente expulso para o exterior atrves do orifcio (F) at a presso desejada ser atingida - ou acrscimo - o aumento


processa-se normalmente atuando-se a manopla e comprimindo-se a mola (A) da forma j mencionada; atrves de um manmetro (J) registram-se as presses secundrias reguladas.

MANUTENO DAS UNIDADES DE CONSERVAOSo necessrios os seguintes servios freqentes de manuteno:

- Filtro de ar comprimido: O nvel de gua condensada deve ser controlado regularmente, pois a altura marcada no copo coletor no deve ser ultrapassada. A gua condensada acumulada pode ser arrastada para a tubulao de ar comprimido e para os equipamentos. Para drenar a gua condensada deve-se abrir um parafuso de dreno no fundo do copo coletor. O cartucho filtrante, quando sujo, tambm deve ser limpo ou substitudo.

- Regulador de presso: Na existncia de um filtro de ar comprimido antes do regulador, este no necessita de manuteno.

- Lubrificador de ar comprimido: Controlar o nvel de leo no copo do lubrificador. Se necessrio, completar o leo at a marcao. Filtros de material plsticos e o copo do lubrificador devem ser limpos somente com querosene. Para o lubrificador devem ser usados somente leos minerais.

ELEMENTOS PNEUMTICOS DE TRABALHOA energia pneumtica transformada em movimento e fora atravs dos

elementos de trabalho. Esses movimentos podem ser lineares ou rotativos.

Os movimentos lineares so executados pelos cilindros (simples ao ou dupla ao) e os movimentos rotativos pelos motores pneumticos de giro contnuo e cilindros rotativos de giro limitado.


MOVIMENTOS LINEARES

- CILINDROS DE SIMPLES AOOs cilindros de simples ao realizam trabalho recebendo ar comprimido em

apenas um de seus lados. Em geral o movimento de avano o mais utilizado para a atuao com ar comprimido, sendo o movimento de retorno efetuado atravs de mola ou por atuao de uma fora externa devidamente aplicada. Para o cilindro de simples ao com retorno por mola, a fora da mola calculada apenas para que se possa repor o embolo do cilindro sua posio inicial com velocidade suficientemente alta, sem absorver energia elevada.

O curso dos cilindros de simples ao est limitado ao comprimento da mola. Por esta razo no so fabricados cilindros de simples ao com atuao por mola com mais de 100 mm. Os cilindros de simples ao so especialmente utilizados com operaes que envolvam fixao, expulso, extrao e prensagem, entre outras.

Os cilindros de simples ao podem ainda ser construdos com elementos elsticos para reposio. o caso dos cilindros de membrana onde o movimento de retorno feito por uma membrana elstica presa haste.

A vantagem da membrana est na reduo do atrito porm a limitao da fora nestes casos se torna uma desvantagem. Estes cilindros so usados especialmente em situaes de pequenos espaos disponveis para operaes de fixao e indexao de peas ou dispositivos.


- CILINDROS DE DUPLA AOOs cilindros de dupla ao realizam trabalho recebendo ar comprimido em

ambos os lados. Desta forma, realizam trabalho tanto no movimento de avano como no movimento de retorno. Um sistema de comando adequado permite ao ar comprimido atingir uma camara de cada vez, exaurindo o ar retido na camara oposta. Assim quando o ar comprimido atinge a camara traseira estar em escape a camara dianteira e o cilindro avanar. No movimento de retorno o ar comprimido chega a camara dianteira e a camara traseira estar em escape.

Como no h a presena da mola, as limitaes impostas aos cilindros de dupla ao, esto ligadas as deformaes da haste quanto a flexo e a flambagem.

Os cilindros de dupla ao quando sujeitos a cargas e velocidades elevadas, sofrem grandes impactos, especialmente entre o embolo e as tampas. Com a introduo de um sistema de amortecimento, os cilindros podem trabalhar sem o risco de impacto que na maioria das vezes danifica o cilindro causando vazamento e reduzindo o rendimento e a vida til do cilindro de dupla ao.

Para evitar tais danos, antes de alcanar a posio final de curso um embolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando somente uma pequena passagem geralmente regulvel.

Com o escape do ar restringindo, cria-se uma sobrepresso que, para ser vencida absorve parte da energia o que resulta em perda de velocidade nos finais de curso.


- CILINDRO DE HASTE DUPLAEste tipo de cilindro (D.A.) de haste dupla vem encontrando grandes

aplicaes na indstria. Possui duas hastes unidas ao mesmo mbolo. Enquanto uma das hastes realiza trabalho, a outra pode ser utilizada no comando de fins de curso ou dispositivos que no possam ser posicionados ao longo da oposta.

Apresentam ainda a possibilidade de variao do curso de avano, o que bastante favorvel, principalmente em operaes de usinagem. As duas faces do mbolo possuem geralmente a mesma rea, o que possibilita transmitir foras iguais em ambos os sentidos de movimentao. Apresenta dois mancais de guia, um em cada cabeote, oferecendo mais resistncia a cargas laterais, que podem ser causadas pela aplicao, bem como melhor alinhamento. De acordo com o dispositivo em que for adaptado, este cilindro pode apresentar uma srie de outras aplicaes. Pode ser fixado pelas extremidades das hastes, deixando o corpo livre, ou fixado pelo corpo, permitindo que as hastes se desloquem. Como exemplo tpico, considera-se o caso da automao de mesas de mquinas operatrizes e mquinas de injeo.

- CILINDRO DUPLEX CONTNUO OU CILINDRO TANDEMDotado de dois mbolos unidos por uma haste comum, separados entre si

por meio de um cabeote intermedirio, possui entradas de ar independentes. Devido sua forma construtiva, dois cilindros (de Dupla Ao) em srie numa mesma camisa, com entradas de ar independentes, ao ser injetado ar comprimido simultaneamente nas duas cmaras, no sentido de avano ou retorno, ocorre atuao sobre as duas faces do mbolo, de tal modo que a fora produzida a


somatria das foras individuais de cada mbolo. Isto permite dispor de maior fora, tanto no avano como no retorno.

Aplicado em casos onde se necessitam maiores foras, porm no dispondo de espao para comportar um cilindro de dimetro maior, e no pode elevar muito a presso de trabalho - a sua aplicao podendo superar o problema. Em sistemas de sincronismo de movimentos muito empregado; as cmaras intermedirias so preenchidas com leo. Quando da sua utilizao, deve-se levar em considerao o seu comprimento, que maior. H necessidade, portanto, de profundidades ou vos diferentes para seu posicionamento, principalmente em funo do curso desejado.

- CILINDRO DE IMPACTORecebe esta denominao devido fora a ser obtida pela transformao de

energia cintica. um cilindro de dupla ao especial com modificaes.

- Dispe internamente de uma pr-cmara (reservatrio).

- O mbolo, na parte traseira, dotado de um prolongamento.

- Na parede divisria da pr-cmara, existem duas vlvulas de reteno. Estas modificaes permitem que o cilindro desenvolva impacto, devido alta energia cintica obtida pela utilizao da presso imposta ao ar.


Assim, um cilindro de impacto com dimetro de 102 mm, acionado por uma presso de 700 kPa, desenvolve uma fora de impacto equivalente a 35304 N, enquanto que um cilindro normal, de mesmo dimetro e de mesma presso, atinge somente 5296 N. Ao ser comandado, o ar comprimido enviado ao cilindro retido inicialmente e acumulado na pr-cmara interna, atuando sobre a pequena rea da seco do prolongamento do mbolo.

Quando a presso do pisto atinge um valor suficiente, inicia-se o deslocamento do pisto. Este avana lentamente at que, em determinado instante, o prolongamento do mbolo se desaloja da parede divisria e permite que todo o ar armazenado escoe rapidamente, atuando sobre a rea do mbolo.

No instante em que ocorre a expanso brusca do ar, o pisto adquire velocidade crescente at atingir a faixa onde dever ser melhor empregado. O impacto produzido atravs da transformao da energia cintica fornecida ao pisto, acrescida da ao do ar comprimido sobre o mbolo.

Quando se necessitam de grandes foras durante curtos espaos de tempo, como o caso de rebitagens, gravaes, cortes etc., este o equipamento que melhor se adapta. No entanto, ele no se presta a trabalhos com grandes deformaes. Sua velocidade tende a diminuir aps certo curso, em razo da resistncia oferecida pelo material ou pela existncia de amortecimento no cabeote dianteiro.

As duas vlvulas de reteno j mencionadas possuem funes distintas. Uma delas tem por funo permitir que o cilindro retorne totalmente posio inicial; o prolongamento do mbolo veda a passagem principal do ar. A outra vlvula permite que a presso atmosfrica atue sobre o mbolo, evitando uma soldagem entre a parede divisria e o mbolo, devido eliminao quase que total do ar entre os dois, o que tenderia formao de um vcuo parcial.


- CILINDRO SEM HASTEO cilindro sem haste constitudo de um mbolo que desliza livremente no

interior da camisa do cilindro. No lado externo camisa temos um cursor que desliza junto com o mbolo. A fora que faz com que o cursor externo deslize juntamente com o embolo, obtida atravs de um pacote de imas situado na face interna do cursor.

Com o cilindro sem haste se reduz a necessidade de grandes espaos para a instalao. Se comparados aos cilindros convencionais esse espao reduzido em 50%.


VLVULAS PNEUMTICASOs cilindros pneumticos, componentes para mquinas de produo, para

desenvolverem suas aes produtivas, devem ser alimentados ou descarregados convenientemente, no instante em que desejarmos, ou de conformidade com o sistema programado.

Portanto, basicamente, de acordo com seu tipo, as vlvulas servem para orientar os fluxos de ar, impor bloqueios, controlar suas intensidades de vazo ou presso. Para facilidade de estudo, as vlvulas pneumticas foram classificadas nos seguintes grupos:

- Vlvulas de Controle Direcional

- Vlvulas de Bloqueio (Anti-Retorno)

- Vlvulas de Controle de Fluxo

- Vlvulas de Controle de Presso

Cada grupo se refere ao tipo de trabalho a que se destina mais adequadamente.

VLVULAS DIRECIONAISSo vlvulas que interferem na trajetria do fluxo do ar, desviando-o para

onde for mais conveniente em um determinado momento por ao de um acionamento externo.


Tm por funo orientar a direo que o fluxo de ar deve seguir, a fim de realizar um trabalho proposto. Para um conhecimento perfeito de uma vlvula direcional, deve-se levar em conta os seguintes dados:

- Posio Inicial

- Nmero de Posies

- Nmero de Vias

- Tipo de Acionamento (Comando)

- Tipo de Retorno

- Vazo

Para a representao das vlvulas direcionais nos circuitos pneumticos utilizamos simbologia normalizada conforme norma DIN ISSO 1219. Esta norma nos d a funo da vlvula e no considera a construo da mesma.

O desenvolvimento dos smbolos nos d a noo exata de como compreender a simbologia completa das vlvulas.

DESENVOLVIMENTO DOS SMBOLOSAs vlvulas direcionais so sempre representadas por um retngulo. Este

retngulo dividido em quadrados. O nmero de quadrados representados na simbologia igual ao nmero de posies da vlvula, representando a quantidade de movimentos que executa atravs de acionamentos.

Nmero de posies a quantidade de manobras distintas que uma vlvulas direcional pode executar ou permanecer sob a ao de seu acionamento. Nestas condies, a torneira, que uma vlvula, tem duas posies: ora permite passagem de gua, ora no permite.

O nmero de vias o nmero de conexes de trabalho que a vlvula possui. So consideradas como vias a conexo de entrada de presso, conexes de utilizao e as de escape. Para fcil compreenso do nmero de vias de uma vlvula de controle direcional podemos tambm considerar que:


Uma regra prtica para a determinao do nmero de vias consiste em separar um dos quadrados (posio) e verificar quantas vezes o(s) smbolo(s) interno(s) toca(m) os lados do quadro, obtendo-se, assim, o nmero de orifcios e em correspondncia o nmero de vias. Preferencialmente, os pontos de conexo devero ser contados no quadro da posio inicial.

IDENTIFICAO DOS ORIFCIOS DAS VLVULASAs identificaes dos orifcios de uma vlvulla pneumtica, reguladores,

filtros etc., tm apresentado uma grande diversificao de indstria para indstria, sendo que cada produtor adota seu prprio mtodo, no havendo a preocupao de utilizar uma padronizao universal. Em 1976, o CETOP Comit Europeu de Transmisso leo-Hidrulica e Pneumtica, props um mtodo universal para a identificao dos orifcios aos fabricantes deste tipo de equipamento. O cdigo, apresentado pelo CETOP, vem sendo estudado para que se torne uma norma universal atravs da Organizao Internacional de Normalizao - ISO. A finalidade do cdigo fazer com que o usurio tenha uma fcil instalao dos componentes, relacionando as marcas dos orifcios no circuito com as marcas contidas nas vlvulas, identificando claramente a funo de cada orifcio.

Essa proposta numrica, conforme mostra.

- IDENTIFICAO DOS ORIFCIOSN 1 - alimentao: orifcio de suprimento principal.

N 2 - utilizao, sada: orifcio de aplicao em vlvulas de 2/2, 3/2 e 3/3.

Ns 2 e 4 - utilizao, sada: orifcios de aplicao em vlvulas 4/2, 4/3, 5/2 e 5/3.


N 3 - escape ou exausto: orifcios de liberao do ar utilizado em vlvulas 3/2, 3/3, 4/2 e 4/3.

Ns 3 e 5 - escape ou exausto: orifcio de liberao do ar utilizado em vlvulas 5/2 e 5/3. Orifcio nmero 1 corresponde ao suprimento principal; 2 e 4 so aplicaes; 3 e 5 escapes.

Orifcios de pilotagem so identificados da seguinte forma: 10, 12 e 14. Estas referncias baseiam-se na identificao do orifcio de alimentao 1.

N 10 - indica um orifcio de pilotagem que, ao ser influenciado, isola, bloqueia, o orifcio de alimentao.

N 12 - liga a alimentao 1 com o orifcio de utilizao 2, quando ocorrer o comando.

N 14 - comunica a alimentao 1 com o orifcio de utilizao 4, quando ocorrer a pilotagem.

Quando a vlvula assume sua posio inicial automaticamente (retorno por mola, presso interna) no h identificao no smbolo.

Em muitas vlvulas, a funo dos orifcios identificada literalmente. Isso se deve principalmente s normas DIN (DEUTSCHE NORMEN), que desde maro de 1996 vigoram na Blgica, Alemanha, Frana, Sucia, Dinamarca, Noruega e outros pases. Segundo a Norma DIN 24.300, Blatt 3, Seite 2, Nr. 0.4. de maro de 1966, a identificao dos orifcios a seguinte:

Linha de trabalho (utilizao): A, B, C

Conexo de presso (alimentao): P

Escape ao exterior do ar comprimido utilizado pelos equipamentos pneumticos (escape, exausto): R,S,T

Drenagem de lquido: L

Linha para transmisso da energia de comando (linhas de pilotagem): X,Y, Z

Os escapes so representados tambm pela letra E, seguida da respectiva letra que identifica a utilizao (normas N.F.P.A.) Exemplo : EA - significa que o orifcios em questo so a exausto do ponto de utilizao A. EB - escape do a utilizado pelo orifcio B. A letra D, quando utilizada, representa orifcio de escape do ar de comando interno.


SIMBOLOGIA DAS VLVULAS DIRECIONAIS


CADEIA DE COMANDOSOs circuitos pneumticos so divididos em vrias partes distintas e em cada

uma dessas divises, elementos pneumticos especficos esto posicionados.

Esses elementos esto agrupados conforme suas funes dentro dos sistemas pneumticos. As mltiplas funes quando devidamente posicionadas dentro de uma hierarquia, formam o que chamamos de cadeia de comandos.

A disposio grfica dos diferentes elementos anloga a representao esquemtica da cadeia de comando, ou seja, o fluxo de sinais de baixo para cima. A alimentao um fator muito importante e deve ser bem representada. recomendvel representar elementos necessrios a alimentao na parte inferior e distribuir a energia, tal como mencion-la de maneira ascendente.

Para circuitos relativamente volumosos pode-se simplificar desenhando numa parte do esquema a fonte de energia assinalando os diferentes elementos por meio da simbologia simplificada.


TIPOS DE ACIONAMENTOSA comutao das vlvulas direcionais dependem de acionamentos externos,

esses acionamentos podem ser: mecnicos, manuais, eltricos, pneumticos ou ainda combinados. O acionamento deve ser compatvel com o momento do acionamento. Por exemplo: para um sinal de incio de ciclo normalmente se usa um acionamento muscular (boto, pedal, alavanca). Quando o acionamento vai ser executado por um cilindro no meio do ciclo, um acionamento mecnico (rolete, gatilho ou came) o mais indicado.


VLVULAS DE BLOQUEIOVlvulas de bloqueio so elementos que em geral bloqueiam a passagem de

ar em um sentido, permitindo a passagem livre no sentido oposto. A presso no lado do bloqueio atua sobre o elemento vedante, permitindo assim, a vedao perfeita da vlvula.

- VLVULA DE RETENOVlvulas de reteno impedem completamente a passagem do ar em uma

direo, permitindo que o ar passe praticamente livre com a mnima queda de presso na direo oposta. O fechamento pode ser efetuado atravs de cone, esfera, membrana ou placa.


-VLVULA ALTERNADORAEsta vlvula possui duas entradas X e Y e uma sada A. Quando o ar

comprimido entra em X, a esfera bloqueia a entrada Y e o ar circula de X para A. Em sentido contrario quando o ar circula de Y para A, a entrada X fica bloqueada. Quando um lado de um cilindro ou de uma vlvula entra em exausto, a esfera permanece na posio em que se encontrava antes do retorno do ar.

Estas vlvulas so chamadas tambm de elemento OU e seleciona sinais emitidos por vlvulas de sinais provenientes de diversos pontos e impede o escape de ar por uma segunda vlvula.

Se um cilindro ou uma vlvula de comando devem ser acionados de dois ou mais lugares, necessria a utilizao desta vlvula alternadora, tambm chamada de vlvula de isolamento.

- VLVULA DE SIMULTANEIDADEEsta vlvula possui duas entradas X e Y e uma sada A. O ar comprimido

pode passar somente quando houver presso em ambas as entradas. Um sinal de entrada em X ou Y impede o fluxo para A em virtude do desequilbrio das foras que atuam sobre a pea mvel. Quando existe uma diferena de tempo das presses, a ltima a que chega na sada A. Se os sinais de entrada so de presses diferentes, a maior bloqueia um lado da vlvula e a presso menor chega at a sada A. Esta vlvula tambm chamada de elemento E.


-VLVULA DE ESCAPE RPIDOEstas vlvulas so usadas para aumentar a velocidade dos mbolos dos

cilindros. Tempos de retorno elevados, especialmente em cilindros de ao simples podem ser eliminados dessa forma.

A vlvula dotada de uma conexo de presso P, uma conexo de escape R bloqueado e uma sada A.

Quando se aplica presso em P, a junta desloca-se contra o assento e veda o escape R. O ar circula at a sada A. Quando a presso em P deixa de existir, o ar que agora retorna pela conexo A, movimenta a junta contra a conexo P provocando seu bloqueio. Desta forma o ar pode escapar por R rapidamente para a atmosfera. Evita-se com isso, que o ar de escape seja obrigado a passar por uma canalizao longa e de dimetro pequeno at a vlvula de comando. O mais recomendvel colocar o escape rpido diretamente no cilindro ou ento o mais prximo possvel do mesmo.

MTODOS DE CONFECO DE ESQUEMASEm princpio, pode-se apresentar duas possibilidades principais para a

composio de esquemas: os mtodos conhecidos como intuitivos tambm denominados de mtodos convencionais,ou a composio metdica de esquema segundo prescries e diretrizes estabelecidas.

O objetivo, independentemente do tipo de composio do esquema, de se obter no final, um comando que se apresente bom funcionamento e transcurso seguro. Enquanto que antigamente se dava valor a soluo de maior vantagem econmica, hoje situam-se em primeiro lugar, a segurana de transcurso, a simplicidade de manuteno e com isto tambm, a facilidade de superviso.


POSSIBILIDADES DE REPRESENTAO DOS MOVIMENTOSA necessidade de representar seqncias de movimentos e estados de

comutao de elementos de trabalho e de comando de maneira facilmente visvel no necessita de maiores esclarecimentos.

Assim que existir um problema um tanto mais complexo, as relaes no so reconhecveis rpida e seguramente, se no for escolhida uma forma apropriada da representao. Uma representao simples facilita a compreenso em um mbito maior.

Exemplo: Pacotes que chegam por um transportador so elevados por um cilindro pneumtico A e empurrados para outro transportador por um cilindro pneumtico B. Existe uma condio de que o cilindro B somente retorne quando o A tiver alcanado sua posio inicial.

- REPRESENTAO POR ORDEM CRONOLGICA- O cilindro A avana e eleva os pacotes

- O cilindro B empurra os pacotes sobre o transportador

- O cilindro A retorna

- O cilindro B retorna

- REPRESENTAO EM FORMA DE TABELAPASSO DE TRABALHO

MOVIMENTO CILINDRO A

MOVIMENTO CILINDRO B

1 Avana Parado recuado2 Parado avanado Avana3 Recua Parado avanado4 Parado recuado Recua

- REPRESENTAO EM FORMA VETORIAL- Avano da haste representado por uma seta

- Retorno da haste representado por uma seta

A

B

A

B


- REPRESENTAO EM FORMA ALGBRICA- Para avano da haste: +

- Para retorno da haste: -

A+ B+ A- B-

- DIAGRAMA TRAJETO-PASSONeste caso, se representa a seqncia de operao em um elemento de

trabalho, levando-se ao diagrama a indicao do movimento em dependncia de cada passo considerado (passo: variao do estado de qualquer unidade construtiva). Se existirem diversos elementos de trabalho, estes esto representados da mesma maneira e desenhados uns sobre os outros. A correspondncia realizada atravs de passos.

Do primeiro passo at o passo 2 a haste de cilindro avana da posio final traseira para a posio final dianteira, sendo que esta alcanada no passo 2. A partir do passo 4, a haste do cilindro retorna e alcana a posio final traseira no passo 5.


MTODO INTUITIVOExemplo: Pacotes que chegam por um transportador so elevados por um

cilindro pneumtico A e empurrados para outro transportador por um cilindro pneumtico B. Existe uma condio de que o cilindro B somente retorne quando o A tiver alcanado sua posio inicial.

Para a confeco do projeto recomenda-se o seguinte:

1 - Determinar a seqncia de trabalho;

2 - Elaborar o diagrama de trajeto-passo;

3 - Colocar no diagrama trajeto-passo os elementos fins de curso a serem utilizados;

4 - Desenhar os elementos de trabalho;

5 - Desenhar os elementos de comando correspondentes;

6 - Desenhar os elementos de sinais;

7 - Desenhar os elementos de abastecimento de energia;

8 - Traar as linhas dos condutores de sinais de comando e de trabalho;

9 - Identificar os elementos;

10 - Colocar no esquema a posio correta dos fins de curso, conforme o diagrama de trajeto e passo;


11 - Verificar se necessria alguma anulao de sinais permanentes (contrapresso) em funo do diagrama de trajeto-passo;

12 - Introduzir as condies marginais.

EXERCCIOS PRTICOS1. Comandar um cilindro de simples ao com comando direto


2. Comandar um cilindro de simples ao utilizando uma vlvula simples piloto

3. Comandar um cilindro simples ao utilizando uma vlvula duplo piloto


4. Comandar um cilindro de simples ao de dois pontos diferentes e independentes

5. Comandar um cilindro de simples ao atravs de acionamento simultneo de duas vlvulas acionadas por boto.


6. Comando indireto de um cilindro de dupla ao, utilizando uma vlvula duplo piloto e com controle de velocidade do cilindro.

7. Comandar um cilindro de dupla ao com avano lento e retorno acelerado


EXERCCIOS PROPOSTOS

1. A figura abaixo representa um dispositivo de alimentao de peas. O funcionamento deste dispositivo baseia-se no avano de um atuador de simples ao que desloca as peas para dentro de um sistema, retornando em seguida sua posio inicial para uma nova alimentao. O avano do atuador ocorre atravs do acionamento de um boto e o retorno pelo desacionamento do mesmo. Elaborar o circuito pneumtico para este dispositivo.

2. O funcionamento do dobrador de chapas baseia-se no avano de um atuador de dupla ao que dobra as peas para baixo, retornando em seguida sua posio inicial para realizar uma nova dobra. O avano do atuador ocorre atravs do acionamento de um boto e o retorno pelo acionamento de outro boto. Elaborar o circuito pneumtico para este dispositivo.


3. Num processo de fabricao de peas, o controle de qualidade realizado visualmente, por um operador. As peas aprovadas so destinadas esteira 1 e as peas reprovadas sero retrabalhadas e para isso sero destinadas esteira 2. Ao detectar uma pea para retrabalho, o operador ir acionar um boto para que o atuador de dupla ao avance e desloque a pea esteira 2. O retorno do atuador ocorre automaticamente. Elaborar o circuito pneumtico para este dispositivo.

4. A figura abaixo representa um dispositivo para cortar chapas. O avano do atuador de dupla ao pode ser feito de dois pontos diferentes, e aps o deslocamento da chapa ela ser cortada. Ao acionar um terceiro boto, o atuador ir retornar rapidamente, mas somente se houver a confirmao de que ele est totalmente avanado. Elaborar o circuito pneumtico.


5. Um atuador de dupla ao utilizado para abrir o silo. Aps acionar um boto, o atuador dever retornar. O avano e retorno do atuador devero ocorrer lentamente. Elaborar o circuito pneumtico.


REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS- Manual de ar comprimido e gases. Editora Pearson Prentice-Hall

- Automao Pneumtica Industrial. Cursos de Extenso, Universidade Tecnolgica Federal do Paran

- Introduo Pneumtica. Festo Didactic, 1998

- Projetos de Sistemas Pneumticos. Festo Didactic, 1998

- Tecnologia Pneumtica Industrial. Parker Training, 2000

- [ http://www.sorocaba.unesp.br/professor/luizrosa/index_arquivos/chp.htm] Circuitos hidrulicos e pneumticos. Unesp


Apostila de PneumticaINTRODUOPROPRIEDADES DO AR COMPRIMIDO-VANTAGENS-LIMITAESFUNDAMENTOS FSICOSPROPRIEDADES FISICAS DO AR- COMPRESSIBILIDADE- ELASTICIDADE- DIFUSIBILIDADE- EXPANSIBILIDADEINSTALAO DE PRODUOTIPOS DE COMPRESSORES-COMPRESSOR DINAMICO DE FLUXO RADIAL-COMPRESSOR DE PARAFUSO-COMPRESSOR DE SIMPLES EFEITO-COMPRESSOR DE DUPLO EFEITOSISTEMA DE REFRIGERAO DOS COMPRESSORES-RESFRIAMENTO GUA-RESFRIAMENTO A ARPREPARAO DO AR COMPRIMIDO-UMIDADEDISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDO-REDE DE DISTRIBUIO DO AR COMPRIMIDOUNIDADE DE CONSERVAO OU DE CONDICIONAMENTOFILTRO DE AR COMPRIMIDODRENOS DOS FILTROS-DRENO MANUAL-DRENO AUTOMTICOLUBRIFICADOR DE AR COMPRIMIDOREGULADOR DE PRESSOMANUTENO DAS UNIDADES DE CONSERVAOELEMENTOS PNEUMTICOS DE TRABALHOMOVIMENTOS LINEARES- CILINDROS DE SIMPLES AO- CILINDROS DE DUPLA AO- CILINDRO DE HASTE DUPLA- CILINDRO DUPLEX CONTNUO OU CILINDRO TANDEM- CILINDRO DE IMPACTO- CILINDRO SEM HASTEVLVULAS PNEUMTICASVLVULAS DIRECIONAISDESENVOLVIMENTO DOS SMBOLOSIDENTIFICAO DOS ORIFCIOS DAS VLVULAS- IDENTIFICAO DOS ORIFCIOSSIMBOLOGIA DAS VLVULAS DIRECIONAISCADEIA DE COMANDOSTIPOS DE ACIONAMENTOSVLVULAS DE BLOQUEIO- VLVULA DE RETENO-VLVULA ALTERNADORA- VLVULA DE SIMULTANEIDADE-VLVULA DE ESCAPE RPIDOMTODOS DE CONFECO DE ESQUEMASPOSSIBILIDADES DE REPRESENTAO DOS MOVIMENTOS- REPRESENTAO POR ORDEM CRONOLGICA- REPRESENTAO EM FORMA DE TABELA- REPRESENTAO EM FORMA VETORIAL- REPRESENTAO EM FORMA ALGBRICA- DIAGRAMA TRAJETO-PASSOMTODO INTUITIVOEXERCCIOS PRTICOSEXERCCIOS PROPOSTOSREFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

apostila (pneumatica)

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