apresentaÇÃo - pneumÁtica

5/27/2018 APRESENTA O - PNEUMTICA

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DisciplinaAutomao em Sistemas Industriais

Pneumtica

Prof.MSc. Fernando [email protected]

2013

Notas de Aula


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Objetivos da Aula

Conhecer aplicaes da pneumtica.

Interpretar circuitos pneumticos.

Realizar projetos de circuitos pneumticos.


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Introduo

O termo pneumtica derivado do grego Pneumos [respirao] ouPneuma [sopro] (PARKER, 2000).

A pneumtica a cincia que estuda os fenmenos relacionados aosgases ou vcuos (STEWART, 2002).

A pneumtica utiliza ar comprimido para executar um determinadotrabalho (STEWART, 2002).


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Histrico

No Velho Testamento, so encontradas referncias ao emprego do ar

comprimido na fundio de: prata; ferro; chumbo e estanho (PARKER,2000).

Como instrumento de trabalho era empregado um cilindro de madeiradotado de um mbolo [pisto] (PARKER, 2000).

Figura 1Exemplo de cilindro com pisto (FSICA NET, 2012).


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Histrico

No sculo III (D.C.), um grego, chamado Hero, escreveu um dos

primeiros trabalhos sobre as aplicaes do ar comprimido (PARKER,2000).

A falta de apoio e aliada a ausncia de recursos materiais, contribuiupara que a maior parte destas primeiras aplicaes no fossedesenvolvida (PARKER, 2000).

A tcnica ficou esquecida,sendo aplicada apenas a servio de reis eexrcitos, para aprimoramento blico (PARKER, 2000).

Nos sculos XVI e XVII, cientistas como Galileu, Robert Boyle, Bacon eoutros, passaram a observar as leis naturais sobre compresso eexpanso dos gases (PARKER, 2000).


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Histrico

Aps a revoluo industrial, o ar comprimido adquiriu importncia naindustria (PARKER, 2000).

Atualmente, o controle do ar demonstra eficincia, executandooperaes sem fadiga, economizando (PARKER, 2000):

tempo;

ferramentas e materiais; alm de fornecer segurana ao trabalho.


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Aplicaes da Pneumtica

Parafusadeira Pneumtica (GAS NORTE, 2012A).

Figura 2Parafusadeira pneumtica (GAS NORTE, 2012A).


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Pistola de Pintura (GAS NORTE, 2012B).

Figura 3Pistola de pintura (GAS NORTE, 2012B).


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Lixadeira Pneumtica (SIPA FERRAMENTAS, 2012).

Figura 4Lixadeira pneumtica (SIPA FERRAMENTAS, 2012).


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Prensa Pneumtica (PREVMAQ, 2012).

o Processos de:

corte;

rebitagem;

dobra;

perfurao;

produo de relevos

marcao; Figura 5Prensa pneumtica

(PREVMAQ, 2012).


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Dispositivos Para a Fixao de Peas (CLASS WEB, 2012).

Exemplo:

Rebarbao de peas.

Figura 6Dispositivo para fixao de peas (CLASSI WEB, 2012).

1 2

3


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Vantagens da Pneumtica

Amplia a produo com investimento relativamente pequeno (PARKER,

2000).

Reduo dos custos operacionais (PARKER, 2000).

A agilidade dos movimentos pneumticos permite libertar o operrio

de operaes repetitivas e aumenta o ritmo do trabalho.

So de fcil manuteno (STEWART, 2002).

Insensveis a vibraes (PARKER, 2000).

Facilidade de implantao (PARKER, 2000).

Pequenas modificaes nas mquinas convencionais, aliadas disponibilidade de ar comprimido, so os requisitos bsicos paraimplantao da pneumtica.


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Vantagens da Pneumtica

Resistentes a ambientes agressivos (PARKER, 2000):

Poeira;atmosfera corrosiva;oscilaes de temperatura;umidade.

A operao dos sistemas pneumticos, no necessitam de operriosmuito especializados(PARKER, 2000; STEWART, 2002).

Equipamentos pneumticos trabalham com presses relativamente baixas[reduo de custos e acidentes] (PARKER, 2000).


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Limitaes da Pneumtica

O ar comprimido necessita estar isento de impurezas e umidade paraevitar corroso nos equipamentos do sistema (PARKER, 2000;STEWART, 2002).

Velocidades muito baixas so difceis de serem obtidas com o arcomprimido, devido s suas propriedades fsicas (PARKER, 2000;STEWART, 2002).

O ar comprimido um poluidor sonoro quando so efetuadas exaustespara a atmosfera, portanto, utilize EPIs [Equipamentos de ProteoIndividual] (PARKER, 2000).


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Propriedades do Ar

O ar inspido [no tem gosto], inodoro [sem cheiro] e incolor [sem cor](PARKER, 2000).

A superfcie terrestre envolvida por ar. Esta massa gasosa chamada deatmosfera (GONALVES, 1985):

78 % de nitrognio;

22 % de oxignio; vestgios de dixido de carbono, argnio, hidrognio, nenio, criptnio,

xennio e outros.

Propriedades fsicas (PARKER, 2000):

compressibilidade; elasticidade; difusibilidade; expansibilidade.


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Propriedades do Ar

Compressibilidade.

o O volume do ar pode ser reduzido quando est sujeito a ao deuma fora externa (PARKER, 2000).

Figura 8Compressibilidade (Adaptado de PARKER, 2000).


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Propriedades do Ar

Elasticidade.

o Aps remover a fora que causou a reduo de seu volume, o arvolta ao seu volume inicial (PARKER, 2000).

Figura 9Elasticidade (Adaptado de PARKER, 2000).


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Propriedades do Ar

Difusibilidade.

o O ar pode se misturar de forma homognea com qualquer outroelemento gasoso [unio de substncias] (PARKER, 2000).

Figura 10Difusibilidade (Adaptado de PARKER, 2000).


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Propriedades do Ar

Expansibilidade.

o O ar pode preencher todo o volume de um recipiente, obtendo suageometria (PARKER, 2000).

Figura 11Expansibilidade(Adaptado de PARKER, 2000).


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Lei dos Gases Perfeitos

Descoberta por Boyle-Mariotte, Charles, Gay Lussac (PARKER, 2000).

Esta lei se refere a transformaes de estado, onde uma das variveisfsicas permanece constante (PARKER, 2000).

T2

P2.V2

T1

P1.V1

Onde:

P1Presso 1V1Volume 1T1Temperatura 1

P2Presso 2V2Volume 2T2Temperatura 2


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Lei dos Gases Perfeitos

So conhecidas trs variveis, se algumas delas sofrer uma modificao, oefeito nas demais poder ser previsto (PARKER, 2000).

Figura 12Combinao entre trs variveis fsicas (Adaptado de PARKER, 2000).


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Princpio de Pascal

A presso exercida em um lquido confinado em forma esttica atua em

todos os sentidos e direes, com a mesma intensidade, exercendoforas iguais em reas iguais(PARKER,2000).

1 - Sistema comfludo;

2 - Se aplicarmosuma fora de 10 Kgfno mbolo com 1cm de rea;

3 - O resultado seruma presso de 10Kgf/cmnas paredesdo sistema.

Figura 13Ilustrao do Princpio de Pascal(Adaptado de PARKER, 2000).


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Princpio de Pascal

No S.I.

F Fora [N]P Presso [N/m]Area [m]

A

FP

Temos que: 1 kgf = 9,8 N (GONALVES, 1985).

Fora um agente capaz de deformar (efeito esttico) ou acelerar (efeitodinmico) um corpo(GONALVES, 1985).

Presso [...] quociente da diviso do mdulo (intensidade) de uma forapela rea onde ela atua(GONALVES, 1985).

Tcnico

F Fora [kgf]P Presso [Kgf/cm]Area [cm]


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Grandezas Fsicas

As unidades de medida adotadas no Brasil seguem o padro do S.I

[Sistema Internacional] (GONALVES, 1985).

comum a utilizao de unidades que no pertencem ao S.I em:hidrulica; refrigerao; pneumtica e outros (GONALVES, 1985).


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Produo e Distribuio do Ar Comprimido

Principais componentes de produo e distribuio do ar comprimido

(DORNELES; MUGGE, 2008):

compressor;

resfriador;

reservatrio;

tubulao;

unidade de conservao.


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Compressor.

o uma mquina destinadas a elevar a presso de um certo volumede ar, para permitir a execuo dos trabalhos realizados pelo arcomprimido (PARKER, 2000).

Figura 14Compressor tipo cruzeta (DORNELES; MUGGE, 2008).


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o A funo do compressor : captar; aprisionar; e elevar a pressodo ar (DORNELES; MUGGE, 2008).

o Smbolo do compressor


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A umidade presente nas linhas de ar comprimido causa (PARKER, 2000):

o oxidao da tubulao e dos componentes pneumticos;

o destri a pelcula lubrificante existente entre as duas superfcies que

esto em contato, acarretando desgaste prematuro de vlvulas,cilindros, etc.;

o arrasta partculas slidas que prejudicaro o funcionamento doscomponentes pneumticos;

o aumenta o ndice de manuteno.


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Para solucionar de maneira eficaz o problema da umidade nas instalaesde ar comprimido, utilizado o resfriadorposterior(PARKER, 2000).

Este equipamento instalado entre a sada do compressor e o

reservatrio [onde o ar comprimido na atinge sua maior temperatura](PARKER, 2000).

O resfriadorposterior um trocador de calor utilizado para resfriar o arcomprimido. Como consequncia deste resfriamento, permite-se retirarcerca de 75% a 90% do vapor de gua contido no ar (PARKER, 2000).


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Um resfriador posterior formado por um corpo cilndrico, onde se alojam

feixes de tubos confeccionados com materiais de boa conduo de calor,formando no interior do corpo uma espcie de colmeia (PARKER, 2000).

Figura 15Resfriador posterior (Adaptado de PARKER, 2000).


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Smbolo do resfriador posterior


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O reservatrio de arcomprimido umequipamento que possu afuno de armazenar o arcomprimido (PARKER,2000).

Smbolo do reservatrio dear

Figura 15Reservatrio de ar comprimido(Ar Comprimido Brasil , 2012).


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A tubulao das linhas de ar comprimido so confeccionadas em: cobre;lato; ao galvanizado; ou plstico (DORNELES; MUGGE, 2008).

A ligao [conexo] entre os tubos pode ser realizada por meio de: rosca;

solda; flange e outros (DORNELES; MUGGE, 2008).

A tubulao conduz o ar comprimido at a unidadede conservao.


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A unidade de conservao um elemento do sistema pneumtico, quefornece condies controladas de trabalho [fato que prolonga a vida tildos componentes] (DORNELES; MUGGE, 2008).

Figura 16Reservatrio de ar comprimido (Adaptado de PARKER, 2002).


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Na unidade de conservao, o ar comprimido passa por um ltimocondicionamento, antes de ser colocado para trabalhar. As etapas destecondicionamento so (PARKER, 2000):

filtragem;

regulagem da presso;

introduo de uma certa quantidade de leo, para a lubrificao de

todas as partes mecnicas dos componentes pneumticos.


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Elementos de trabalho - Atuadores

Atuador pneumtico o elemento que executa trabalho mecnico, pormeio da utilizao de ar comprimido (DORNELES; MUGGE, 2008).

So exemplos de atuadores (DORNELES; MUGGE, 2008):

cilindro de simples ao;

cilindro de dupla ao.


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cilindro de simples ao;

oeste tipo de cilindro emprega ar comprimido em um nico sentido[avano ou retorno] para executar trabalho (PARKER, 2000).

Figura 17Cilindro de simples ao (DORNELES; MUGGE, 2008).


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cilindro de simples ao [vistas em corte];

Figura 17Cilindro de simples ao [vistas em cortes] (PARKER, 2000).


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cilindro de dupla ao;

oeste tipo de cilindro emprega ar comprimido em ambos os sentidos[avano e retorno] para executar trabalho (PARKER, 2000).

Figura 17Cilindro de dupla ao (DORNELES; MUGGE, 2008).


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cilindro de dupla ao [vistas em corte];

Figura 17Cilindro de dupla ao [vistas em cortes] (PARKER, 2000).

ou


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Elementos de comando / sinal - Vlvulas

Vlvulas pneumticas so elementos utilizados para direcionar, regular eparar o ar comprimido (BIGATON, 2007).

So exemplos de vlvulas pneumticas (BIGATON, 2007):

vlvulas direcionais;

vlvula reguladora de fluxo;

vlvula de simultaneidade (elemento E);

vlvula de isolamento (elemento ou).


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oso os elementos que direcionam o fluxo de ar comprimido(BIGATON, 2007).

oso representadas de forma simblica, por um retngulo dividido emquadrados [posies da vlvula] (BIGATON, 2007).

o as setas indicam a interligao interna das conexes (BIGATON,

2007).


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Figura 18Vlvulas direcionais (PARKER, 2000).


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oidentificao das vias com letras maiscula ou nmeros (BIGATON,2007).

Figura 19 - Identificao das vias (Adaptado de BIGATON, 2007).


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oresumo das vlvulas direcionais (BIGATON, 2007).

Figura 20Resumo das vlvulas direcionais (Adaptado de BIGATON, 2007).


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oexemplos de acionamento de vlvulas direcionais (BIGATON, 2007).

Figura 21acionamento muscular (Adaptado de BIGATON, 2007).


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oexemplos de acionamento muscular (BIGATON, 2007).

Figura 22Exemplos de acionamento muscular (Adaptado de BIGATON, 2007).


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Figura 23Acionamento mecnico (Adaptado de BIGATON, 2007).


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oexemplos de acionamento mecnico (BIGATON, 2007).

Figura 24Acionamento mecnico (Adaptado de BIGATON, 2007).


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Figura 25Acionamento pneumtico (Adaptado de BIGATON, 2007).


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oexemplos de acionamento pneumtico (BIGATON, 2007).

Figura 26Acionamento pneumtico (Adaptado de BIGATON, 2007).


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oexemplos de identificao de vlvulas (BIGATON, 2007).

Figura 27Exemplos de identificao de vlvulas (Adaptado de BIGATON, 2007).


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vlvulas reguladora de fluxo;

o utilizada para controlar o fluxo de ar, que vai em direo aoatuador (BIGATON, 2007).

Figura 28Vlvula reguladora de fluxo(Adaptado de BIGATON, 2007).

Figura 29Vlvula reguladora de fluxo(FESTO, 2012a).

El d d / i l Vl l


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oesta vlvula possui duas entradas piloto Xe Y. O fluxo de ar direcionado para a sada A apenas quando as duas entradas soacionadas de forma simultnea (BIGATON, 2007).

Figura 28Vlvula de simultaneidade (Adaptado de BIGATON, 2007).

El t d d / i l Vl l


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Figura 29Vlvula de simultaneidade (FESTO, 2012b).

El t d d / i l Vl l


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vlvula de isolamento (elemento ou);

o quando o fluxo de ar comprimido entra em uma das entradas; aentrada oposta vedada , e o ar flui pela sada de utilizao(PARKER, 2000).

Figura 30Vlvula de isolamento (Adaptado de PARKER, 2000).

El t d d / i l Vl l


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vlvula de isolamento (elemento ou);

Figura 31Vlvula de isolamento (BEL AIR, 2012).

M i


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Mangueiras

Para interligar e permitir o trabalho com o fluxo de ar comprimido nossistemas pneumticos, normalmente so utilizadas mangueiras dePoliuretano [PU] (COBEQUI, 2012).

Figura 32Mangueiras de Poliuretano (TECNICOM-AIR, 2012).

M i


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Mangueiras

Caractersticas das mangueiras de poliuretano (COBEQUI, 2012):

tima flexibilidade;

absorve vibraes;

boa resistncia abraso;

boa estabilidade trmica;

excepcional raio de curvatura;

fcil manuseio e montagem.

C


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Conexes

Funo de conectar os elementos do sistema pneumtico (RAGI, 2012).

Figura 33Exemplo de conexes - Push in (RAGI, 2012).

Exemplo 1


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e p o

Acionamento de um cilindro de simples ao (PARKER, 2000).

o Compressor.

o Unidade de conservao.

o O cilindro comandado por uma

vlvula 3/2 [trs vias/ duasposies].

o O acionamento da vlvula muscular, por meio de um boto

de presso.

o A vlvula tem retorno por mola.

o Um cilindro de simples ao [tem

uma mola no seu interior].

Exemplo 2


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Exemplo 2

Acionamento de um cilindro de dupla ao (CORRADI JUNIOR, 2010).

o Ao acionar a vlvula 1.1 [3/2], ocilindro de duplo ao 1.0 avanatodo o curso de seu pisto.

o Ao deixar de pressionar o boto

da vlvula 1.1, esta retorna porao da mola, assim, o pistopermanece estendido.

o Ao acionar a vlvula 1.2 [3/2], ocilindro de dupla ao recua, isto, volta a sua posio inicial.

o Ao deixar de pressionar o botoda vlvula 1.2, esta retorna porefeito da mola, e o pisto

permanece recuado.

Exemplo 3


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Exemplo 3

Acionamento de um cilindro de dupla ao, com controle de velocidade(CORRADI JUNIOR, 2010).

oNo estado inicial o pisto docilindro 1.0 encontra-se recuado,quando a vlvula 1.1 acionada,o pisto do cilindro avana. Ao

deixar de pressionar o boto davlvula 1.1, o pisto do cilindroregressa imediatamente.

oAs vlvulas 1.01 e 1.02

estrangulam o fluxo de ar que saido cilindro, consequentemente,reduzindo a velocidade de avanoou de recuo do pisto.

Exemplo 4


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p

Acionamento de um cilindro de simples ao de pontos diferentes eindependentes [utilizando o elemento ou](DORNELES; MUGGE, 2008).

Exemplo 5


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p

Acionamento de um cilindro de simples ao, utilizando o elemento E[ao simultnea] (CORRADI JUNIOR, 2010).

o necessrio acionar as vlvulas 1.2 e 1.3 ao mesmo tempo, para que oar comprimido seja direcionado at a vlvula 1.1, que possui a funo

de simultaneidade (E), permitindo o avano do pisto do cilindro.

Exemplo 6


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p

Circuito pneumtico dotado de avano manual e retorno automtico(PARKER, 2000).

Elementos do Laboratrio


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Bancada didtica da FESTO (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 34Bancada didtica da FESTO (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Unidade de conservao (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 35Unidade de conservao (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Bloco distribuidor (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 36Bloco distribuidor (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Cilindro de simples ao (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 37Cilindro de simples ao (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Cilindro de dupla ao (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 38Cilindro de dupla ao (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Vlvula direcional 3/2 vias com acionamento por boto pulsador e retornopor mola (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 39Vlvula direcional 3/2 vias com acionamento por boto pulsador e retorno por

mola (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Vlvula direcional 3/2 vias com acionamento por rolete mecnico eretorno por mola (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 40Vlvula direcional 3/2 vias com acionamento por rolete mecnico e retorno por

mola (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Vlvula direcional 5/2 vias com duplo piloto (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 40Vlvula direcional 5/2 vias com duplo piloto (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Vlvula reguladora de fluxo (FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 41Vlvula reguladora de fluxo (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Vlvula alternadora [elemento ou](FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 42Vlvula alternadora [elemento ou] (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Vlvula de simultaneidade [elemento E](FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 43Vlvula de simultaneidade [elemento E] (FESTO DIDACTIC, 2004).



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Conexo em T(FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 43Conexo em T(FESTO DIDACTIC, 2004).



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Tubo flexvel para conexo quick star(FESTO DIDACTIC, 2004).

Figura 43Tubo flexvel para conexo quick star (FESTO DIDACTIC, 2004).

REFERNCIAS


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AR COMPRIMIDO BRASIL. reservatorio%20vertical%20100%20litros.jpg. Altura: 99 pixels.Largura: 200 pixels. windows-1252. 59,19 kb. Formato jpeg. Compactado. Disponvel em:. 2012. Acesso em: 30set. 2012.

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CORRADI JUNIOR, R. Automao e o uso de Computadores - Software Fluidsim - Mdulo 1

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REFERNCIAS


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REFERNCIAS


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FESTO. Vlvula Reguladora de Fluxo Unidirecional. In: site FESTO. 2012a. Disponvel em:. Acesso em: 11 out. 2012.

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Fim

apresentaÇÃo - pneumÁtica

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