Curso de Tecnologia em Automação Industrial - 4º Semestre

Disciplina: Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos

Professor – Antonio Alberto

ATPS – ETAPAS 1 e 2

Componentes do Grupo

Alexandre V. Barbosa RA – 1299526845

Alisson Palombo RA – 6443298594

Renato C. Rios RA – 6657417284

Bruno Souza Silva RA – 8868409891

Ronaldo S. Irmão RA – 6277264193

Nicholas L. Felippe RA – 7632729941

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SUMÁRIO

Hidráulica

As leis de Blaise Pascal e Bernouli. As unidades de bombeio (reservatórios bombas e acessórios). Bombas de deslocamento positivo

Bombas alternativas

Bombas de diafragma movidas a ar comprimido

Bombas rotativas

Bombas de parafusos

Bombas Cinéticas

Reservatórios Hidráulicos

Tipos de Reservatório

Acessórios

Resfriadores

Resfriadores a Ar

Resfriadores à Água

Resfriadores no Circuito

Fluido Hidráulico

Fluido à Base de Petróleo

Índice de Viscosidade (IV)

Inibidores de Oxidação

Aditivos de Extrema Pressão ou Antidesgaste

Aditivos Antiespumantes

Fluidos Resistentes ao Fogo

Emulsão de Óleo em Água

Emulsão de Água em Óleo

Fluido de Água-Glicol

Sintético

Pneumática

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Origem Conceito Características do Ar Comprimido Pressão Atmosférica Produção e Preparação do Ar Comprimido Geração, tratamento e distribuição do Ar Comprimido Tratamento e Qualidade do Ar Comprimido Distribuição de Ar Comprimido Secagem do Ar Comprimido Válvula de Bloqueio Diagramas de Movimentos Simbologia Pneumática Circuito Pneumático

ETAPA 1

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LEI DE BLAISE PASCAL

Entre os dezoito e dezenove anos inventou a primeira máquina de calcular. Aos vinte

anos aplicou seu talento à física, pois se interessou pelo trabalho de Torricelli sobre pressão

atmosférica, deixando como resultado o Princípio de Pascal sobre a lei das pressões num

líquido, que publicou em 1653 no seu Tratado do equilíbrio dos líquidos.

Princípio de Pascal

Se confinarmos um líquido dentro de um recipiente fechado por um êmbolo, e

movermos este êmbolo de modo a comprimir o líquido, este sofrerá uma variação de pressão,

pois, como citamos anteriormente, os líquidos são incompressíveis.

O Princípio de Pascal diz que: “A variação de pressão aplicada a um fluido contido

num recipiente é transmitida integralmente a todos os pontos desse fluido”.

Talvez seja mais simples perceber tal mudança de pressão se fizermos um furo no

recipiente da figura abaixo.

(a) Líquido num recipiente furado e fechado por um êmbolo na posição 1. (b) Líquido

num recipiente furado e fechado por um êmbolo na posição 2.

Quando o êmbolo é empurrado até a posição 1, o líquido sai através do furo com uma

velocidade capaz de ser lançado até uma distância x. O que acontecerá se o êmbolo for

empurrado até a posição 2? O líquido terá um alcance x + y. Esta diferença no alcance do

líquido é consequência direta do aumento da pressão no mesmo. Fica claro, pelo desenho, que

a força aplicada em (b) é maior que a força aplicada em (a) e que existe, então, uma relação

direta entre a força aplicada e a pressão.

EQUAÇÃO DE BERNOULLI_ relação fundamental da mecânica dos fluidos;

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_ expressão que relaciona a pressão com a velocidade do fluido e a altura do tubo;

_ “princípio de Bernoulli” – quando a velocidade do escoamento aumenta, a pressão

do fluido diminui;

_ o resultado da equação é consequência da conservação da energia aplicada ao fluido;

_ deduz-se a partir do teorema do trabalho-energia: o trabalho realizado pela resultante

das forças que atuam num sistema é igual à variação da energia cinética do sistema:

W é o trabalho realizado sobre o sistema pelas forças de pressão;

ΔK, ΔEC é a variação da energia cinética;

ΔU, ΔEP é a variação da energia potencial;

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Figura 1 – Uma quantidade de fluido move-se ao longo de uma conduta, desde a

posição indicada em (a) até à posição representada em (b).

Figura 1 > determinar o trabalho – W – realizado pela força resultante sobre o sistema:

W realizado sobre o sistema pela força de pressão p1 A1: p1 A1 Δl1

W realizado sobre o sistema pela força de pressão p2 A2: - p2 A2Δl2 (é negativo – o

sistema realiza um trabalho positivo)

W= p1 A1 Δl1 – p2 A2Δl2= (p1 – p2)ΔV

Durante Δt, um volume de fluido ΔV= A1Δl1 com massa Δm=ρΔV entra no tubo através

da seção A1, trazendo uma energia cinética1/2 mv21=1/2 ρΔV2

1 . Analogamente, durante este

intervalo, igual massa de fluido deixa o tubo pela secção A2, levando consigo uma energia

cinética ½ ρΔV22.

A energia potencial da massa que entra em A1, no tempo Δt, é Δmgy1==ρΔVgy1 e a

energia potencial da massa que sai em A2, é Δmgy2=ρΔVgy2:6

variação da energia potencial - ΔEP = ρΔVg(y2-y1)

Combinando as equações 2, 3 e 4 no teorema do trabalho-energia – eq. 1, obtém-se(p1 – p2) ΔV = 1/2 ρΔV (v2

2 – v21) + ρΔVg (y2 – y1)

Ou

(p1 - p2) = 1/2 ρ(v22 – v2

1) + ρg(y2 – y1)

Unidades de Bombeio (Reservatórios, bombas e acessórios)

Uma bomba hidráulica é um dispositivo que adiciona energia aos líquidos, tomando

energia mecânica de um eixo, de uma haste ou de outro fluido: ar comprimido e vapor são os

mais usuais. As formas de transmissão de energia podem ser: aumento de pressão, aumento de

velocidade ou aumento de elevação – ou qualquer combinação destas formas de energia.

Como consequência, facilita-se o movimento do líquido. É geralmente aceito que o líquido

possa ser uma mistura de líquidos e sólidos, nas quais a fase líquida prepondera.

Outras máquinas destinadas a adicionar energia aos fluidos na forma de vapor e gases só são

chamadas de bombas apenas eventualmente. Como exemplos, há a bomba de vácuo, destinada

a esgotar ar e gases, e a bomba de ar, destinada a encher pneumáticos, bolas de futebol,

brinquedos e botes infláveis, etc. As máquinas que se destinam a manusear ar, gases ou

vapores são normalmente chamadas pelos técnicos de ventiladores ou ventoinhas,

sopradores ou compressores.

Tipos

Classificamos as bombas em dois principais grupos: bombas de deslocamento

positivo e bombas cinéticas. Seus nomes descrevem o método para mover o fluido.

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Bombas de deslocamento positivo

Uma bomba de deslocamento positivo faz o fluido se mover isolando um volume

determinado deste e aplicando força (deslocando) aquele volume isolado para o bocal de

descarga. Estas bombas também são conhecidas como bombas volumétricas. Uma bomba de

deslocamento positivo pode ser classificada como:

Bomba alternativa ou bomba rotativa;

Uma bomba de anel líquido - este tipo é mais usado para produzir vácuo ou comprimir

gases.

Bombas alternativas

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As bombas alternativas usam um arranjo de diafragma, pistão ou êmbolo e

cilindro, com válvulas de sucção e descarga integradas na bomba. Bombas desta

categoria variam de monocilíndricas (chamadas de simplex), chegando em certos

casos até nove cilindros. As maiorias das bombas alternativas são de dois (duplex) ou

três (triplex) cilindros. Além disto, podem ser de ação simples, onde o curso de sucção

e descarga é independente ou de ação dupla, succionando e descarregando em ambos

os sentidos. As bombas podem ser movidas diretamente a ar comprimido, a vapor ou

através de um mecanismo biela-manivela, este acionado por um motor elétrico, de

combustão interna através de polias e correias, engrenagens ou mesmo com

acionamento direto. Estas bombas foram largamente empregadas no início da era

industrial, no século XIX, como bombas de alimentação de caldeiras. Embora sejam

usadas ainda hoje, as bombas alternativas são mais empregadas para o bombeamento

de líquidos altamente viscosos, incluindo concreto e petróleo.

Por questões hidráulicas, as bombas alternativas tendem a apresentar números ímpares

de pistões ou êmbolos, sendo a única exceção o número 2. Portanto, a classificação de

número de êmbolos ou pistões costuma ser:

Simplex para bombas com um único êmbolo ou pistão,

Duplex para bombas com dois êmbolos ou pistões,

Triplex para bombas com três êmbolos ou pistões,

Quintuplex para bombas com cinco êmbolos ou pistões,

Septuplex para bombas com sete êmbolos ou pistões (rara),

Nonuplex para bombas com nove êmbolos ou pistões (rara).

Bombas de diafragma movidas a ar comprimido

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Uma aplicação moderna de bombas de deslocamento positivo são as bombas

de diafragma. Sendo movidas a ar comprimido, seu conceito de projeto é intrinsecamente

seguro, embora os fabricantes ofereçam modelos com certificação ATEX para atender aos

requisitos da indústria. São frequentemente empregadas em todas as indústrias. Seu custo é

relativamente acessível e podem ser empregadas para esgotar água de diques de contenção até

o bombeio de ácido clorídrico de tanques de armazenagem (dependendo dos materiais do qual

a bomba é fabricada - elastômeros e materiais de construção do corpo). A sucção é geralmente

limitada a uma elevação de cerca de 6 metros, mas atende aos mais diversos níveis de

elevação na descarga.

Bombas rotativas

As bombas rotativas isolam um volume de fluido e o transportam de uma zona de

baixa pressão para uma zona de alta pressão. A característica comum é o acionamento através

de um eixo que gira.

Uma das construções usuais para estas bombas é a bomba de engrenagens, onde um

par de engrenagens gira dentro de uma carcaça com pequena folga entre o externo da

engrenagem e o interior da carcaça. O fluido ocupa o espaço entre dois dentes e é transportado

da área de sucção para a área de descarga. O que impede o fluido de retornar entre os dentes

da engrenagem para a sucção é exatamente o dente da outra engrenagem, que ocupa o espaço

entre os dentes.

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Bombas de parafusos

Há diversos tipos de bombas de dois parafusos, sendo as bombas de um parafuso

também chamadas bombas de cavidade progressiva. O parafuso de Arquimedes pode ser assim

classificado. Há outros tipos de bombas de parafuso com 2 e 3 parafusos, trabalhando dentro de

uma carcaça com pequenas folgas para o externo destes parafusos.

Bombas Cinéticas

As bombas cinéticas fornecem energia continuamente a um fluido que escoa pelo interior

dos elementos da bomba. Esta transmissão de energia é frequentemente realizada por uma

peça dotada de palhetas que recebe energia mecânica de um eixo e onde as palhetas

impulsionam o fluido, transferindo energia hidráulica. As bombas cinéticas são também

chamadas bombas rotodinâmicas e turbobombas. Há diversas formas de bombas cinéticas.

Entre elas, há as bombas centrífugas, bombas de fluxo misto, as bombas axiais, as bombas

regenerativas e as bombas de carcaça rotativa ou bombas de tubo Pitot. Todas elas transmitem

energia ao fluido empregando a conversão de energia mecânica em energia cinética, podendo

ser esta convertida em energia de pressão ou energia potencial. As principais características das

bombas cinéticas são:

Adição contínua de energia ao fluido,

Conversão da energia transferida em energia cinética (um aumento da velocidade),

Conversão da velocidade adquirida em um aumento de pressão,

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Conversão de pressão em energia potencial de posição (em algumas bombas).

Reservatórios Hidráulicos

A função de um reservatório hidráulico é conter ou armazenar o fluido hidráulico de

um sistema.

Do que consiste um Reservatório Hidráulico

Os reservatórios hidráulicos consistem de quatro paredes (geralmente de aço); uma base

abaulada; um topo plano com uma placa de apoio, quatro pés; linhas de sucção, retorno e

drenos; plugue do dreno; indicador de nível de óleo; tampa para respiradouro e enchimento;

tampa para limpeza e placa defletora (Chicana).

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Funcionamento

Quando o fluido retorna ao reservatório, a placa defletora impede que este fluido vá

diretamente à linha de sucção. Isto cria uma zona de repouso onde as impurezas maiores

sedimentam, o ar sobe à superfície do fluido e dá condições para que o calor, no fluido, seja

dissipado para as paredes do reservatório.

Todas as linhas de retorno devem estar localizadas abaixo do nível do fluido e no lado do

defletor oposto à linha de sucção.

Tipos de Reservatório

Os reservatórios industriais têm uma variedade de estilos, dentre os quais estão os

reservatórios em forma de L, os reservatórios suspensos e os reservatórios convencionais.

Os reservatórios convencionais são os mais comumente usados dentre os reservatórios

hidráulicos industriais.

Os reservatórios em forma de L e os suspensos permitem à bomba uma altura

manométrica positiva do fluido.

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Notas:

1) As medidas dos reservatórios podem sofrer uma variação de ± 1% nas medidas

mencionadas na tabela.

2) Os reservatórios de 180 a 500 litros não possuem tampa removível.

3) O reservatório de 60 litros possui uma janela de inspeção; os reservatórios de 120 a

500 litros possuem 2 janelas de inspeção.

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Acessórios

Resfriadores

Todos os sistemas hidráulicos aquecem. Se o reservatório não for suficiente para

manter o fluido à temperatura normal, há um superaquecimento.

Para evitar isso são utilizados resfriadores ou trocadores de calor, os modelos mais

comuns são água-óleo e ar-óleo.

Resfriadores a Ar

Nos resfriadores a ar, o fluido é bombeado através de tubos aletados.

Para dissipar o calor, o ar é soprado sobre os tubos e aletas por um ventilador.

Os resfriadores a ar são geralmente usados onde a água não está disponível facilmente.

Resfriadores à ÁguaO resfriador a água consiste basicamente de um feixe de tubos encaixados num invólucro

metálico.

Neste resfriador, o fluido do sistema hidráulico é geralmente bombeado através do invólucro e

sobre os tubos que são refrigerados com água fria.

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Resfriadores no CircuitoOs resfriadores geralmente operam à baixa pressão (10,5 kgf/cm2). Isto requer que eles sejam

posicionados em linha de retorno ou dreno do sistema. Se isto não for possível, o resfriador pode ser

instalado em sistema de circulação.

Para garantir que um aumento momentâneo de pressão na linha não os danifique, os resfriadores são

geralmente ligados ao sistema em paralelo com uma válvula de retenção de 4,5 kgf/cm2 de pressão

de ruptura.

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Fluido Hidráulico

O fluido hidráulico é o elemento vital de um sistema hidráulico industrial. Ele é um

meio de transmissão de energia, um lubrificante, um vedador e um veículo de transferência de

calor. O fluido hidráulico à base de petróleo é o mais comum.

Fluido à Base de Petróleo

O fluido à base de petróleo é mais do que um óleo comum. Os aditivos são

ingredientes importantes na sua composição. Os aditivos dão ao óleo características que o

tornam apropriado para uso em sistemas hidráulicos.

Índice de Viscosidade (IV)

O índice de viscosidade é um número puro que indica como um fluido varia em

viscosidade quando a temperatura muda. Um fluido com um alto índice de viscosidade

mudaria relativamente pouco com a temperatura. A maior parte dos sistemas hidráulicos

industriais requer um fluido com um índice de viscosidade de 90 ou mais.

Inibidores de Oxidação - A oxidação do óleo ocorre por causa de uma reação entre o

óleo e o oxigênio do ar. A oxidação resulta em baixa capacidade de lubrificação na formação

de ácido e na geração de partículas de carbono e aumento da viscosidade do fluido.

A oxidação do óleo é aumentada por três fatores:

1. Alta temperatura do óleo.

2. Catalisadores metálicos, tais como cobre, ferro ou chumbo.

3. O aumento no fornecimento de oxigênio.

Inibidores de Corrosão - Os inibidores de corrosão protegem as superfícies de metal do

ataque por ácidos e material oxidante. Este inibidor forma um filme protetor sobre as

superfícies do metal e neutraliza o material corrosivo ácido à medida que ele se forma.

Aditivos de Extrema Pressão ou Antidesgaste - Estes aditivos são usados em aplicações de

alta temperatura e alta pressão. Em pontos localizados onde ocorrem temperaturas ou pressões

altas (por exemplo, as extremidades das palhetas numa bomba ou motor de palheta).

Aditivos Antiespumantes - Os aditivos antiespumantes não permitem que bolhas de ar sejam

recolhidas pelo óleo, o que resulta numa falha do sistema de lubrificação. Estes inibidores

operam combinando as pequenas bolhas de ar em bolhas grandes que se desprendem da

superfície do fluido e estouram.19

Fluidos Resistentes ao Fogo

Uma característica inconveniente do fluido proveniente do petróleo é que ele é inflamável.

Não é seguro usá-lo perto de superfícies quentes ou de chama. Por esta razão, foram

desenvolvidos vários tipos de fluidos resistentes ao fogo.

Emulsão de Óleo em Água

A emulsão de óleo em água resulta em um fluido resistente ao fogo que consiste de uma

mistura de óleo numa quantidade de água. A mistura pode variar em torno de 1% de óleo e

99% de água a 40% de óleo e 60% de água. A água é sempre o elemento dominante.

Emulsão de Água em Óleo

A emulsão de água em óleo é um fluido resistente ao fogo, que é também conhecido como

emulsão invertida.

A mistura é geralmente de 40% de água e 60% de óleo. O óleo é dominante. Este tipo de

fluido tem

características de lubrificação melhores do que as emulsões de óleo em água.

Fluido de Água-Glicol

O fluido de água-glicol resistente ao fogo é uma solução de glicol (anticongelante) e água. A

mistura é geralmente de 60% de glicol e 40% de água.

Sintético

Os fluidos sintéticos, resistentes ao fogo, consistem geralmente de ésteres de fosfato,

hidrocarbonos clorados, ou uma mistura dos dois com frações de petróleo.

Este é o tipo mais caro de fluido resistente ao fogo.

Os componentes que operam com fluidos sintéticos resistentes ao fogo necessitam de

guarnições de material especial.

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Pneumática

Origem

A pneumática é o emprego do ar comprimido como fonte produtora de trabalho. É um

ramo da ciência e tecnologia, que faz uso de gás ou ar pressurizado. Pode ser utilizadas numa

gama alta de aplicações como freios de caminhões e ônibus, clínicas, sistemas pneumáticos,

pinturas, pulverizações. Sua aplicação ajuda a libertação do operário de operações repetitivas,

possibilitando o aumento do ritmo de trabalho, aumento de produtividade e, portanto, um

menor custo operacional. O primeiro homem que sabemos ter-se interessado pela pneumática

foi o grego ‘KTESIBIOS’ que, à cerca de 2000 anos, construiu uma catapulta funcionando a

ar comprimido.

Conceito

A palavra pneuma, vem do grego, significa fôlego, vento. Dela surgiu, o termo

pneumático, ou seja, o estudo dos movimentos dos gases e fenômenos dos gases. O trabalho

realizado com ar comprimido é insensível ás oscilações de temperatura. Isto garante, também

em situações térmicas extremas, um funcionamento seguro; A pneumática é um dos mais

velhos conhecimentos da humanidade, apenas no século XIX o seu desenvolvimento se

tornou sistemático. Somente no ano 1950 é que ela foi realmente introduzida na produção

industrial, devido à necessidade, cada vez maior, de automatização e racionalização dos

processos de trabalho.

Características do ar comprimido

Pneumática pode ser definida como a ciência que estuda as propriedades físicas do ar e

de outros gases. Utilizamos então o ar sobre pressão (ar comprimido) para transmitir

movimento mecânico (linear ou rotativo) multiplicado forças.

Entre as vantagens da utilização do ar comprimido temos:

Facilidade de obtenção (volume ilimitado);

Não apresenta riscos de faísca em atmosfera explosiva;

Fácil armazenamento;

Não contamina o ambiente (limpo e atóxico);

Não necessita de linhas de retorno (escape para a atmosfera), ao contrário de sistemas

elétricos e hidráulicos;

Acionamentos podem ser sobrecarregados até a parada.

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No entanto, o ar apresenta vapor d'água. Esse vapor d'água pode se condensar ao longo da

linha pneumática dependendo das condições de pressão e temperatura ao longo da linha. Se

não houver um sistema para retirar a água, ela pode se acumular causando corrosão das

tubulações.

O ar apresenta também uma baixa viscosidade. Essa viscosidade mede a facilidade com

que um fluido (gás ou líquido) escoa. Se um fluido tem baixa viscosidade implica que ele

pode escoar por pequenos oríficios e, portanto a chance de ocorrer vazamentos é muito

grande. Assim, vazamentos de ar em linhas pneumáticas são muito comuns.

Outros pontos importantes são:

Compressibilidade – O ar tem a propriedade de ocupar o volume de todo recipiente, podendo

este volume ser reduzido por ação de uma força externa, a redução desse volume é alcançado

pela compressibilidade. Por isso, os atuadores pneumáticos possuem apenas duas posições

limitadas por batentes mecânicos, uma vez que não é possível atingir posições intermediárias

com precisão. Esse problema já não ocorre com os atuadores hidráulicos, pois o óleo é

incompressível.

Expansibilidade – O volume de um gás pode ter seu volume aumentado por ação de forças

internas que agindo sobre o recipiente irá se expandir.

Elasticidade – É a propriedade que possibilita o ar retornar ao seu volume inicial uma vez

cessado a força responsável pela compressibilidade ou expansibilidade.

Difusibilidade – Propriedade do ar que lhe permite misturar homogeneamente com qualquer

meio gasoso que não esteja saturado.

Pressão Atmosférica

A atmosfera é composta por gases que envolvem toda a superfície terrestre, exercendo

sobre nós uma força, sendo proporcional a altitude considerada. No Sistema Internacional a

medida de pressão é o kgf/cm².

Princípios de Pascal

O Ar em um recipiente fechado, exerce sobre as paredes e em todos os sentidos uma

mesma pressão. Segundo Blase Pascal “a pressão exercida em um liquido confinado em

forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo

forças iguais em áreas iguais”.

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Se aplicarmos uma força de 10kgf num êmbolo de 1 cm² de área, o resultado será a

pressão de 10kgf/cm² nas paredes do recipiente.

Produção e Preparação do Ar Comprimido

Em geral, o ar comprimido é produzido de forma centralizada e distribuído na fábrica.

Para atender às exigências de qualidade, o ar após ser comprimido sofre um tratamento que

envolve:

Filtração

Resfriamento

Secagem

Separação de impurezas sólida e líquidas inclusive vapor d'água.

Geração, tratamento e distribuição do ar comprimido

Na figura abaixo, os equipamento por onde o ar passa é mostrado, por um símbolo. Na

pneumática existe uma simbologia para representar todos os equipamentos pneumáticos.

Assim estão representados na figura, por exemplo: os símbolos do filtro, compressor, motor

(elétrico ou de combustão), resfriador, secador e reservatório.

Tratamento e Qualidade do Ar Comprimido

O Ar antes de entrar em cada máquina pneumática, passa por uma unidade de tratamento,

composta por um filtro, uma válvula reguladora de pressão e um lubrificador. Essa unidade

tem por objetivo ajustar as características do ar de forma específica para cada máquina.

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Os equipamentos pneumáticos (principalmente as válvulas) são constituídos de

mecanismo muito delicados e sensíveis e para que possam funcionar de modo confiável, com

bom rendimento, é necessário assegurar determinadas exigências de qualidade do ar

comprimido, entre elas:

Pressão

Vazão

Teor de água

Teor de particulas sólidas

Teor de óleo

As grandezas de pressão e vazão estão relacionadas diretamente com a força e velocidade,

respectivamente, do atuador pneumático. Cada componente pneumático tem sua especificação

própria de pressão e vazão de operação. Para atender a essas especificações é necessário

suficiente vazão no compressor, correta pressão na rede e tubulação de distribuição

corretamente dimensionada em função da vazão.

Já água, óleo e impurezas tem grande influência sobre a durabilidade e confiabilidade de

componentes pneumáticos. O óleo em particular é usado para lubrificar os mecanismos dos

sistemas pneumáticos.

Distribuição de Ar Comprimido

As tubulações pneumáticas exigem manutenção regular, razão pela qual não devem,

dentro do possível, serem mantidas dentro de paredes ou cavidades estreitas, pois isto dificulta

a detecção de fugas de ar. Pequenos vazamentos são causas de consideráveis perdas de

pressão.

Existem três tipos de redes de distribuição de pressão principais:

Rede em circuito aberto

Rede em circuito fechado

Rede combinada

Essas linhas principais são feitas de tubos de Cobre, latão, aço liga, etc… Conectadas

às linhas principais estão às linhas secundárias, em geral, mangueiras de borracha ou material

sintético.

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A rede em circuito aberto mostrada na figura abaixo, é a mais simples e deve ser

montada com um declive de 1% a 2% na direção do fluxo para garantir a eliminação da água

que condensa no interior da linha. Isso ocorre porque o ar fica parado no interior da linha

quando não há consumo.

Rede em circuito aberto

Já a rede em circuito fechado mostrada na figura abaixo, permite que o ar flua nas duas

direções e que fique circulando na linha reduzindo o problema de condensação.

Rede em circuito fechado

As redes combinadas como mostrado na figura abaixo, também são instalações em

circuito fechado. No entanto, mediante as válvulas de fechamento existe a possibilidade de

bloquear determinadas linhas de ar comprimido quando a mesmas não forem usadas ou

quando for necessário colocá-las fora de serviço por razões de manutenção. Há uma

estanqueidade da rede portanto.

Rede combinada

Secagem do Ar Comprimido

O ar possui água na forma de vapor. Este vapor d'água é aspirado pelo compressor

junto com o ar. Esse vapor pode se condensar ao longo da linha dependendo da pressão e 25

temperatura. A água acumulada pode ser eliminada através de filtros separadores de água e

drenos dispostos ao longo da linha. No entanto um filtro não pode eliminar vapor d'água e

para isso são necessários secadores.

Essa analogia nos sugere métodos para retirar o vapor d'água do ar. Existem quatro métodos

de secagem:

Resfriamento

Adsorção

Absorção

Sobrepressão

Válvula de Bloqueio

Válvulas de bloqueio é um modo que bloqueia a passagem de ar em um sentido,

permitindo a passagem livre no sentido oposto. Normalmente o bloqueio em um dos sentidos

e executado pela pressão no lado bloqueado atuando sobre o elemento vedante.

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Diagramas de Movimentos

O circuito pneumático é projetado mediante a seqüência de acionamento dos pistões

que podem ser especificadas na forma de gráfico trajeto-passo, gráfico trajeto-tempo, ou letras

com os sinais + (avançar) ou - (retornar).

Diagrama trajeto-passo

Neste caso se representa a seqüência de movimentos dos elementos de trabalho,

levando-se ao diagrama os movimentos e as condições operacionais de cada um deles. Isto é

feito através de duas coordenadas: uma representa o trajeto dos elementos de trabalho (avanço

ou recuo), e a outra o passo (diagrama trajeto-passo).

Se existem diversos elementos de trabalho para um comando, estes serão

representados da mesma forma e desenhados uns sob os outros. A ocorrência através de

passos.

Do primeiro passo até o passo dois, a haste de cilindro avança da posição final traseira

para a posição final dianteira, sendo que esta é alcançada no passo dois. A partir do passo 4, a

haste do cilindro retorna e alcança a posição final traseira no passo 5.

Diagrama trajeto e tempo

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No diagrama, o trajeto de uma unidade construtiva é desenhado em função do tempo,

contrariamente ao diagrama trajeto-passo.

Neste caso o tempo é desenhado e representa a união cronológica na seqüência, entre

as distintas unidades.

Para representação gráfica, vale aproximadamente o mesmo que para o diagrama

trajeto-passo, cuja relação está clara através das linhas de união (linha dos passos), sendo que

as distâncias entre elas correspondem ao respectivo período de duração do trajeto na escala de

tempo escolhida.

Enquanto no diagrama trajeto-passo oferece uma melhor visão das trajetórias, e suas

correlações, no diagrama trajeto-tempo pode-se representar com mais clareza as diferentes

velocidades de trabalho.

Diagrama de comando

No diagrama de comando, anotam-se os estados de comutação dos elementos de

entrada de sinais e dos elementos de processamento de sinais, sobre os passos, não

considerando os tempos de comutação, por exemplo, o estado das válvulas “a1”.

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Para o projeto do circuito pneumático é importante identificar se a seqüência é direta

ou indireta. Para isso dividimos a seqüência ao meio como mostrado abaixo. Se as letras

estiverem na mesma ordem da seqüência trata-se de uma seqüência direta, caso contrário é

uma seqüência indireta. Abaixo temos vários exemplos de seqüências diretas e indiretas.

A + B + A – B – (seqüência direta)

A + B + B – A – ( seqüência indireta)

A + C + B – A – C – B + (seqüência direta)

A + B + C + A – D + B – D – C – (seqüência indireta)

A + B – B + A – B – B + (seqüência indireta)

A + A – B + B – (seqüência indireta)

Num circuito pneumático encontramos os seguintes elementos:

1. Elementos de trabalho: cilindros e motores pneumáticos

2. Elementos de comando e de sinais: válvulas direcionais 4/2 vias, 3/2 vias, etc.

3. Elementos de alimentação: unidade de tratamento, válvulas de fechamento e de segurança.

Numeração dos Elementos pneumáticos no circuito.

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Simbologia Pneumática

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Circuito Pneumático

Os circuitos pneumáticos são divididos em várias partes distintas e, em cada uma

destas divisões, elementos pneumáticos específicos estão posicionados.

Estes elementos estão agrupados conforme suas funções dentro dos sistemas

pneumáticos. As múltiplas funções quando devidamente posicionadas dentro de uma

hierarquia, formam uma cadeia de comandos.

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