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PNEUMÁTICA AR COMPRIMIDO Edison Carlos

Curso Técnico em Mecânica 2 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Sumário SUMÁRIO ........................................................................................................................................................... 2

CAPITULO 1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS .................................................................................................. 5

1- PNEUMÁTICA ................................................................................................................................................ 5

2 - CARACTERÍSTICAS DO AR COMPRIMIDO ................................................................................................ 5

2.1 - Vantagens ................................................................................................................................................................... 5

2.2 - Desvantajosas ............................................................................................................................................................. 5

3 - PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR ............................................................................................................... 5

* Compressibilidade ............................................................................................................................................................ 6

* Elasticidade ...................................................................................................................................................................... 6

4 - FUNDAMENTOS FÍSICOS ............................................................................................................................ 6

Unidades Básicas ................................................................................................................................................................ 7

Lei de Newton ..................................................................................................................................................................... 7

5 - AR COMPRESSÍVEL ..................................................................................................................................... 9

V1 = VOLUME A PRESSÃO P1 ................................................................................................................................. 11

6 - EQUAÇÃO DE ESTADO DOS GASES PERFEITOS .................................................................................. 12

PRINCÍPIO DE PASCAL ................................................................................................................................................ 12

CAPITULO 2 - PRODUÇÃO DO AR COMPRIMIDO .................................................................................... 13

1. COMPRESSORES ....................................................................................................................................... 13

TIPOS DE COMPRESSORES ......................................................................................................................................... 13

1.1. COMPRESSOR DE ÊMBOLO ................................................................................................................................. 14

Compressor de êmbolo com movimento linear ................................................................................................................. 14

Compressores de membrana: ............................................................................................................................................ 14

1.2 Compressor rotativo .................................................................................................................................................... 15

Compressor rotativo multicelular ...................................................................................................................................... 15

Compressor rotativo de duplo parafuso (dois eixos): ........................................................................................................ 15

Compressor Roots: ............................................................................................................................................................ 15

1.3 Turbo Compressores ................................................................................................................................................... 15

DIAGRAMA DE VOLUME E PRESSÃO FORNECIDO .................................................................................... 16

1.4. Refrigeração ............................................................................................................................................................... 16

1.5. Lugar de Montagem: .................................................................................................................................................. 17

2 - REGULAGEM DA CAPACIDADE ................................................................................................................ 17

3 - MANUTENÇÃO: .......................................................................................................................................... 19

CAPITULO 3 - ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO ........................................... 20

1 - RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO .................................................................................................... 20

1.1 - Rede de distribuição de ar comprimido .................................................................................................................. 21

1.2 – Vazamentos ............................................................................................................................................................ 22

1.3 - Material da Tubulação .............................................................................................................................................. 23


Tubulações principais: ...................................................................................................................................................... 23

Tubulações Secundárias: ................................................................................................................................................... 23

1.4- Conexões para Tubulações ........................................................................................................................................ 23

Conexões para tubos metálicos ......................................................................................................................................... 23

CAPITULO 4 - PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO ................................................................................ 24

1 - IMPUREZAS ................................................................................................................................................ 24

Quantidade de saturação .................................................................................................... Erro! Indicador não definido.

Diagrama do ponto de orvalho .......................................................................................................................................... 25

Secagem por absorção ....................................................................................................................................................... 25

Secagem por absorção ....................................................................................................................................................... 26

Secagem por adsorção ....................................................................................................................................................... 26

Secagem por Resfriamento ............................................................................................................................................... 26

Secador por resfriamento .................................................................................................................................................. 27

1.1 - Funcionamento do dreno automático ........................................................................................................................ 28

1.2 - Regulador de pressão com orifício de escape ........................................................................................................... 28

1.3 - Regulador de pressão sem orifício de escape ............................................................................................................ 28

1.4 - Lubrificador .............................................................................................................................................................. 29

Funcionamento do lubrificador ......................................................................................................................................... 29

1.5 - Unidade de conservação ........................................................................................................................................... 30

1.6 - Manutenção .............................................................................................................................................................. 30

CAPÍTULO 5 - ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE TRABALHO ................................................................. 31

ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE MOVIMENTO RETILÍNEO (CILINDROS PNEUMÁTICOS) .............................. 31

Cilindros de Simples Ação ................................................................................................................................................ 31

Cilindro de êmbolo............................................................................................................................................................ 31

Cilindro de dupla ação ...................................................................................................................................................... 31

Cilindro de dupla ação com haste passante ....................................................................................................................... 32

Cilindro tandem ................................................................................................................................................................ 32

Cilindro de dupla ação com amortecimento nos fins de curso .......................................................................................... 32

Cilindro rotativo com amortecimento nos fins de curso ................................................................................................... 33

Cilindro de múltiplas posições .......................................................................................................................................... 33

Cilindro de membrana ....................................................................................................................................................... 33

2 - FIXAÇÃO .................................................................................................................................................... 34

Tipos de Fixação ............................................................................................................................................................... 34

3 - VEDAÇÕES: ................................................................................................................................................ 35

Tipos de vedação para êmbolos ........................................................................................................................................ 35

4 - ELEMENTOS PNEUMÁTICOS COM MOVIMENTO GIRATÓRIO .............................................................. 36

Motores a ar comprimido .................................................................................................................................................. 36

Motores de Pistão .............................................................................................................................................................. 36

Motor de Palhetas ............................................................................................................................................................. 36

Motores de engrenagem: ................................................................................................................................................... 37


Turbomotores: ................................................................................................................................................................... 37

Características dos motores pneumáticos .......................................................................................................................... 37

5 - CÁLCULOS DOS CILINDROS .................................................................................................................... 38

Cálculo da força efetiva do êmbolo................................................................................................................................... 38

Superfície útil do êmbolo .................................................................................................................................................. 39

Superfície do anel do êmbolo ............................................................................................................................................ 39

Força teórica do êmbolo .................................................................................................................................................... 39

Resistência de atrito 10% .................................................................................................................................................. 39

Força efetiva do êmbolo .................................................................................................................................................... 39

Força de êmbolo ao retorno............................................................................................................................................... 39

Força teórica do êmbolo .................................................................................................................................................... 39

Resistência de atrito 10% .................................................................................................................................................. 39

Força efetiva do êmbolo .................................................................................................................................................... 39

CAPITULO 6 - VÁLVULAS DIRECIONAIS ................................................................................................... 43

GENERALIDADES: .......................................................................................................................................... 43

VÁLVULAS DIRECIONAIS ............................................................................................................................... 43

Simbologia das válvulas .................................................................................................................................................... 43

Tipos de Acionamentos de Válvulas ................................................................................................................................. 45

1.Acionamento por força muscular ................................................................................................................................... 45

2.Acionamento mecânico .................................................................................................................................................. 45

3. Acionamento elétrico .................................................................................................................................................... 46

4. Acionamento pneumático Acionamento direto ............................................................................................................ 46

Acionamento indireto ........................................................................................................................................................ 47

5. Acionamento combinado .............................................................................................................................................. 47

Características de construção das válvulas direcionais ..................................................................................................... 48

Válvula corrediça longitudinal .......................................................................................................................................... 55

Válvula corrediça giratória ................................................................................................................................................ 56

Válvula de retenção ........................................................................................................................................................... 57

Válvula alternadora ........................................................................................................................................................... 58

Válvula reguladora de fluxo unidirecional ........................................................................................................................ 58

Expulsor pneumático ......................................................................................................................................................... 60


CAPITULO 1 ‐ CONSIDERAÇÕES GERAIS

1 PNEUMÁTICA * Conceito: É a tecnologia que estuda os movimentos e fenômenos dos gases. * Etmologia: Do antigo grego provém o termo Pneuma, que expressa vento, fôlego.

2 CARACTERÍSTICAS DO AR COMPRIMIDO

2.1 Vantagens

* Volume - O ar a ser comprimido encontra-se em quantidades ilimitadas praticamente em todos

os lugares; * Transporte - Facilmente transportável por tubulações; * Armazenagem - O ar pode ser sempre armazenado ou transportado em reservatórios; * Temperatura - Garantia de funcionamento seguro, apesar das oscilações de temperatura; * Segurança - Não existe o perigo de explosão ou de incêndio; * Limpeza - O ar comprimido é limpo, não polui o ambiente; * Construção - Os elementos de trabalho são de construção simples; * Velocidade - O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho; * Regulagem - As velocidades e forças dos elementos a ar comprimido são reguláveis sem escala; * Segurança contra sobrecarga - Os elementos e ferramentas a ar comprimido são carregáveis

até a parada final e portanto, seguros contra sobrecarga.

2.2 Desvantajosas

* Preparação - O ar comprimido requer uma boa preparação. Impureza e umidade devem ser evitadas, pois provocam desgastes; * Compressibilidade - Não é possível manter uniformes e constantes as velocidades dos pistões mediante o ar comprimido; * Escape de ar - O escape de ar é ruidoso; * Custos - O ar comprimido é uma fonte de energia muito custosa. O custo de ar comprimido torna-se mais elevado se na rede de distribuição e nos equipamentos houver vazamentos consideráveis.

3 PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR Apesar de insípido, inodoro e incolor, percebemos o ar através dos ventos, aviões e pássaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos também o seu impacto sobre o nosso corpo. Concluímos facilmente que o ar tem existência real e concreta, ocupando lugar no espaço.


* Compressibilidade

O ar assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente adquirindo o seu formato, já que não tem forma própria. Assim, podemos encerrá-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume usando uma de suas propriedades a Compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o volume quando sujeito à ação de uma força exterior.

* Elasticidade

Propriedade que possibilita ao voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução de volume.

4 FUNDAMENTOS FÍSICOS A superfície terrestre é totalmente cercada por uma camada de ar. Este ar, que é de interesse vital, é uma mistura gasosa da seguinte composição. Nitrogênio aproximadamente 78% do volume, Oxigênio aproximadamente 21% do volume. Além disso, o ar contém também resíduos de dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, neônio, hélio, criptônio e xenônio. Para melhor compreender as leis e o comportamento do ar, devemos antes de tudo considerar as grandezas físicas e sua classificação nos sistemas de medidas. Com o fim de estabelecer relações inequívocas e claramente definidas, os cientistas e técnicos na maioria dos países estão empenhados em definir um só sistema de medidas que será válido para todos, denominado "Sistema Internacional de Medidas", abreviamente "SI".


Unidades Básicas

Grandeza Símbolo UNIDADE E SÍMBOLOS

Sistema Técnico Sistema S.I

Comprimento I Metro (m) Metro (m)

Massa m Kilograma

Tempo t Segundo (s) Segundo (s)

Temperatura T Grau Celsius (ºc) Kelvin (k)

Intensidade Corrente I Ampére (a) Ampére (a)

Intensidade Luminosa I Candella (cd)

Quantidade Substancia n Mol (mol)

Grandeza Símbolo UNIDADE E SÍMBOLOS

Sistema Técnico Sistema S.I

Força F Kilopond (kp) ou Kilograma força (kgf)

Área A Metro quadrado (m ) Metro quadrado (m )

Volume V Metro cúbico (m ) Metro cúbico (m )

Vazão Q (m /s) (m /s)

Pressão P Átmosfera (atm) (kp/cm )

A combinação entre os sistemas Internacional e Técnico de medidas é constituída pela: Lei de Newton Força = Massa . Aceleração

F = m . a, onde para "a" é válida a Aceleração da gravidade g = 9,81 m/s² Para converter as grandezas antes indicadas de um sistema para outro, são usados os seguintes valores de conversão: Massa 1 (kg) = 1 kp . s² 9,81 m Força 1 (kp) = 9,81 (N) para cálculos aproximados pode-se empregar 1 kp ~ 10 N Temperatura: Diferença de temperatura: 1°C = 1 K (Kelvin) Ponto zero: 0°C = 273K (kelvin)


Pressão: Além da unidades de pressão mencionadas (at no sistema técnico, bem como Bar e Pascal no sistema SI), outras expressões serão o ainda usadas freqüentemente. Para completar o já exposto, as mesmas serão apresentadas a seguir.

1. Atmosfera, at (pressão absoluta no sistema técnico) 1 at = 1 kp/cm² = 0,981 bar (98,1 KPa)

2. Pascal, Pa Bar, bar (pressão absoluta no sistema padrão SI)

1 Pa = 1 N = 10-5 bar m²

1 bar = 105 N = 105 Pa = 1,02 at m²

3. Atmosfera física, atm (pressão absoluta no sistema físico) 1 atm = 1,033 at = 1,013 bar ( 101,3 KPa)

4. Coluna de água, mm H2O 10.000 mm H2O = 1 at = 0,981 bar (98,1 KPa)

5. Coluna de mercúrio, mm Hg (corresponde à unidade de pressão Torr) 1mm Hg = 1 Torr 1 at = 736 Torr, 100 KPa (1 ba) = 750 Torr (Torricelli)

Como tudo na terra está submetido a pressão atmosférica, ela não é notada. Portanto, torna-se a correspondente pressão atmosférica, Pamb como pressão de referência e qualquer valor acima desta, se designa de sobre-pressão Pe. O gráfico abaixo nos dá uma visão:

A pressão do ar não é sempre constante. Ela muda de acordo com as situação geográfica e as condições atmosféricas. A faixa compreendida entre a linha zero absoluto e a linha variável da pressão do ar é denominada faixa de depressão e a faixa que está acima dessa linha, denomina-se de sobre-pressão (+ Pe ).


A pressão absoluta Pabs é constituída das pressões -pe e + pe. Na prática são utilizados manômetros que somente indicam a sobre-pressão (+ pe). Na indicação de pressão Pabs, o valor marcado é aumentado de 100 KPa (1bar). Com a ajuda das grandezas básicas apresentadas é possível as principais características físicas do ar.

5 AR COMPRESSÍVEL Como todos os gases, o ar comprimido não tem uma forma definida. O ar se altera à menor resistência, ou seja, ele se adapta à forma do ambiente. O ar se deixa comprimir (compressão), mas tende sempre a expandir (expansão). O que nos demonstra isto é a lei de BOYLE-MARIOTTE. Sob temperatura constante, o volume de um gás fechado em um recipiente é inversamente proporcional à pressão absoluta, quer dizer, o produto da pressão absoluta e o volume é constante para uma determinada quantidade de gás. p1. V1 = p2 . V2 = p3 . V3 = constante (transformação isotérmica). A lei é demonstrada conforme o seguinte exemplo.

Exemplo: Um volume V1 = 1 m³, sob pressão atmosférica p1 = 100 KPa (1 bar) é reduzido pela força F2 para um volume V2 = 0,5 m³, mantendo-se a temperatura constante, a pressão resultante será: P1 . V1 = P2 . V2 P2 = P1 . V1 V2 P2 = 100 KPa . 1 m³ = 200 KPa ( 2bar) 0,5 m³ Se o volume V1 for comprimido pela força F3 para um volume V3 = 0,05 m³, a pressão resultante será: P3 = P1 . V1 V3 P3 = 100 KPa . 1 m³ = 2000 KPa (20 bar) 0,05 m³


O VOLUME DE AR SE ALTERA EM FUNÇÃO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA Se a pressão permanece constante e a temperatura se eleva 1 K partindo de 273 K o ar se dilata do seu volume. Isto é demonstrado pela lei de Gay-Lussac: V1 = T1 V2 T2 V1 = Volume na temperatura T1 V2 = Volume na temperatura T2 Onde: V2 = V1 . T2 T1 A variação do volume é: V = V2 - V1 V = V1 . T2 - V1 T1 V = V1 . (T2 - T1) T1 O mesmo é válido para V2: V2 = V1 + V V2 = V1 + V1 (T2 - T1) T1 As equações anteriores são válidas somente quando as temperaturas são indicadas em K (Kelvin). As temperaturas indicadas em °C (graus centígrados) devem ser convertidas, portanto, para Kelvin (K). Para se calcular imediatamente em graus °C é necessário 273°C aos valores da temperatura. V2 = V1 + V1 [ (273°C + T2) - (273°C + T1) ] 273°C + T1 V2 = V1 + V1 (T2 - T1) 273°C + T1


Exemplo 0,8 m³ de ar com temperatura T1 = 293 K (20°C), será aquecido para T2 = 344 K (71°C). Qual será o volume final? Segundo a fórmula anterior temos:

V2 = 0,8 m³ + 0,8 m³ (344 K - 293 K) 293 K V2 = 0,8 m³ + 0,14 m³ = 0,94 m³ O ar se dilata de 0,14 m³.

Explicação: Estado normal, segundo DIN 1343, é o estado de uma substância sólida, líquida ou gasosa, sob pressão e temperatura normal. O conceito técnico define: Como temperatura normal: Tn = 293,15 K; Tn = 20°C e pressão normal: Pn = 98.066,5 Pa = 98.066,5 N/m² = 0,980665 bar O conceito define: Como temperatura normal: Tn = 273,15 K; Tn = 0°C e pressão normal: Pn = 101.325 Pa = 101.325 N/m² = 1,01325 bar Exemplo: Em um reservatório de 2 m³, está armazenado ar a uma pressão de 700 KPa (7 bar) a uma temperatura de 298 K (25°C). Qual o volume de ar armazenado no reservatório? 1º Passo: Conversão a uma pressão de 101.325 Pa (1,013 bar) ~100.000 Pa = 100 KPa (1 bar). Segundo a lei de Boyle-Mariotte temos:

p1 . V1 = p2 . V2

V1 = volume a pressão p1

p1 = 100 KPa (1 bar) (pressão normal) V2 = 2 m³ p2 = 700 KPa (7 bar) (pressão absoluta) V1 = p2 . V2 = 700 KPa . 2 m³ = 14 m³ p1 100 KPa

2º Passo Conversão a uma temperatura de 273 K (0°C). Para a dilatação é válido:

V2 = V1 + V1 . (T2 - T1) T1

Se a temperatura T1 é maior que T2, V2 será menor que V1. Portanto, se a temperatura diminui, vale o seguinte:

V2 = V1 - V1 . (T1 - T2) T1

Se T2 = 273 K (0°C), pode-se usar no lugar de T2, To e no lugar de V2, Vo. Temos portanto: Vo = V1 - V1 (T1 - To) T1


Pode-se também calcular em graus centígrados °C. A equação ampliada é a seguinte:

Vo = V1 - V1 (T1 - 0°C) 273°C + T1 Vo = V1 - V1 . T1 273°C + T1

Esta equação é válida quando unicamente se deseja determinar Vo em graus centígrados. Então se obtém o seguinte:

Vo = V1 - V1 (T1 - To) T1 Vo = 14 m³ - 14 m³ = 12,83 m³ 298 K

O depósito contém 12,83 m³ de ar (referindo-se a 0°C e uma pressão de 100 KPa, ou seja, 1 bar).

6 EQUAÇÃO DE ESTADO DOS GASES PERFEITOS Para todos os gases é válida a "Equação geral dos gases": p1 . V1 = p2 . V2 = constante T1 T2

PRINCÍPIO DE PASCAL

Constata-se que o ar é muito compressível sob a ação de pequenas forças. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em todos os sentidos. Podemos verificar isto facilmente, fazendo uso de uma bola de futebol. Apalpando-a, observamos uma pressão uniformemente distribuída sob a sua superfície.

Por Blaise Pascal temos: "A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais".


CAPITULO 2 PRODUÇÃO DO AR COMPRIMIDO

1. COMPRESSORES Instalação de Produção: Para a produção de ar comprimido são necessários compressores, os quais comprimem o ar para a pressão de trabalho desejada. Na maioria dos acionamentos e comandos pneumáticos se encontra, geralmente, uma estação central de distribuição de ar comprimido. Não é necessário calcular e planejar a transformação e transmissão da energia para cada consumidor individual. A instalação de compressão fornece o ar comprimido para dos devidos lugares através de um rede tubular. Instalações móveis de produção são usadas, principalmente, na indústria de mineração, ou para máquinas que freqüentemente mudam de local. Já ao projetar, devem ser consideradas a ampliação e aquisição de outros novos aparelhos pneumáticos. Por isso é necessário sobredimensionar a instalação para que mais tarde não venha-se constatar que ela está sobrecarregada. Uma ampliação posterior da instalação se torna geralmente muito cara. Muito importante é o grau de pureza do ar. Um ar limpo garante uma longa vida útil de instalação. O emprego correto dos diversos tipos de compressores também deve ser considerado.

TIPOS DE COMPRESSORES

Sempre, conforme as necessidades fabris, em relação à pressão de trabalho e ao volume, são empregados compressores de diversos tipos de construção. Serão diferenciados dois tipos básicos de compressores: • O primeiro se trata de um tipo baseado no princípio de redução de volume. Aqui se

consegue a compressão, sugando o ar para um ambiente fechado, e diminuindo-se posteriormente o tamanho deste ambiente. Este tipo de construção denomina-se compressor de êmbolo ou pistão (compressores de êmbolo de movimento linear).

• O outro tipo de construção funciona segundo o princípio de fluxo. Sucção de ar de um lado e compressão no outro por aceleração de massa (turbina).


1.1. COMPRESSOR DE ÊMBOLO

Compressor de êmbolo com movimento linear Este tipo de compressor é hoje o mais utilizado. Ele é apropriado não só para a compressão a baixas e médias pressões, mas também para altas pressões. O campo de pressão é de cerca de 100 KPa (1 bar) até milhares de KPa.

Para se obter ar a pressões elevadas, são necessários compressores de vários estágios de compressão. O ar aspirado será comprimido pelo primeiro êmbolo (pistão), refrigerado intermediariamente, para logo, ser comprimido pelo segundo êmbolo (pistão). O volume da segunda câmara de compressão é, em relação ao primeiro, menor. Durante o trabalho de compressão se forma uma quantidade de calor, que tem que ser eliminada pelo sistema de refrigeração. Os compressores de êmbolo podem ser refrigerados por ar ou água. Para pressões mais elevadas são necessários mais estágios, como segue:

• até 100 KPa (4 bar), 1 estágio • até 1500 KPa (15 bar), 2 estágios • acima de 1500 KPa (15 bar), 3 ou mais estágios

Não é muito econômico, mas podem ser utilizados compressores.

• de 1 estágio, até 1200 KPa (12 bar) • de 2 estágios, até 3000 KPa (30 bar) • de 3 estágios, até 22000 KPa (220 bar)

Para os volumes fornecidos, ver figura (diagrama).

Compressores de membrana:

Este tipo pertence ao grupo dos compressores de êmbolo. Uma membrana separa o êmbolo da câmara de trabalho; o ar não tem contato com as peças móveis. Portanto, o ar comprimido está isento de resíduos de óleo. Estes compressores são empregados com preferência nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas.


1.2 Compressor rotativo

Neste tipo, se estreitam (diminuem) os compartimentos, comprimindo então o ar contido em seu interior.

Compressor rotativo multicelular

Em um compartimento cilíndrico, com aberturas de entrada e saída, gira um rotor alojado excentricamente. O rotor tem, nos rasgos, palhetas que em conjunto com as pareces, formam pequenos compartimentos (células). quando em rotação, as palhetas serão, pela força centrífuga, apertadas contra a parede. Devido à excentricidade de localização do rotor há um diminuição e aumento das células. As vantagens deste compressor estão em sua construção um tanto econômica em espaço, bem como em seu funcionamento silencioso, contínuo e equilibrado, e no uniforme fornecimento de ar, livre de qualquer pulsação.

Compressor rotativo de duplo parafuso (dois eixos):

Dois parafusos helicoidais, os quais, pelos perfis côncavo e convexo comprimem o ar que é conduzido axialmente. O volume fornecido está na figura que contém diagrama.

Compressor Roots:

Nestes compressores o ar é transportado de um lado para outro, sem alteração de volume. A compressão (vedação) efetua-se no lado da pressão pelos cantos dos êmbolos.

1.3 Turbo Compressores

Estes compressores trabalham segundo o princípio de fluxo e são adequados para o fornecimento de grandes vazões. Os turbo compressores são construídos em duas versões: axial e radial. Em ambas as execuções o ar é colocado em movimento por uma ou mais turbinas, e esta energia de movimento é então transformada em energia de pressão.

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Tratando-se de uma estação de compressores com uma potência de acionamento de mais de 30 KW (40 HP), um refrigeração a ar seria insuficiente. Os compressores devem então ser equipados com uma refrigeração de água circulante ou a água corrente. Freqüentemente não é levado em consideração uma instalação de refrigeração completa, com torre de refrigeração, devido ao seu alto custo, porém uma refrigeração adequada prolonga em muito a vida útil do compressor e produz um ar melhor refrigerado o que em certas circunstâncias, torna desnecessária uma refrigeração posterior, ou a mesma pode ser feita com menor empenho.

1.5. Lugar de Montagem:

A estação de compressores deve ser montada dentro de um ambiente fechado, com proteção acústica para fora. O ambiente deve ter boa ventilação. O ar sugado deve ser fresco, seco e livre de poeira.

2 REGULAGEM DA CAPACIDADE A regulagem da capacidade dos compressores visa adequar o volume de ar comprimido produzido pelo compressor à demanda real. Os tipos mias utilizados são: a) Readmissão do ar By-pass Quando a pressão do reservatório atinge um valor preestabelecido, ela aciona, através de um pressóstato, uma válvula direcional que dirigirá o fluxo para a admissão, economizando trabalho. b) Partida e parada automática do motor elétrico O reservatório de ar é conectado a um pressóstato de modo que a pressão, ao alcançar um valor prefixado, fará com que este desligue a chave magnética que


comanda o motor elétrico. A pressão diminui com o consumo e, quando chega abaixo de um determinado valor, a chave magnética é ligada automaticamente, permitindo nova marcha do compressor.

c) Alívio nas válvulas de admissão É o sistema mais empregado. Ao atingir uma pressão fixada, as válvulas de admissão do compressor são mantidas abertas, por meio de um gana acionada por comando pneumático, permitindo que o compressor trabalhe em vazio. Quando a pressão diminuir ou estiver estabilizada, o trabalho de compressão é reiniciado.


3 MANUTENÇÃO: A seguir, são apresentados alguns problemas observados nos compressores com as possíveis causas. PROBLEMAS POSSÍVEIS CAUSAS Aquecimento excessivo

*Falta de óleo no cárter *Válvula presas *Refrigeração insuficiente *Válvulas sujas *Óleo muito viscoso *Filtro de ar entupido

Barulho anormal

*Carvão no pistão *Folga ou desgaste nos pinos que prendem as buchas ou pistões mancais do virabrequim defeituosos *Válvula mal assentada

Períodos longos de funcionamento

*Entupimento do filtro de ar *Perda de ar nas linhas *Válvulas sujas ou empenadas *Consumo excessivo de ar


CAPITULO 3 ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO

1 RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO Um sistema de ar comprimido é dotado, geralmente, de um ou mais reservatórios, desempenhando grandes funções junto a todo o processo de produção.

Em geral, o reservatório possui as seguintes funções: * Armazenar o ar comprimido * Resfriar o ar auxiliando a eliminação de condensado * Compensar as flutuações de pressão em todo o sistema de distribuição * Estabilizar o fluxo de ar * Controlar as marchas dos compressores, etc. Os reservatórios são construídos no Brasil conforme a norma PNB 109 da ABNT que recomenda: Nenhum reservatório deve operar com uma pressão acima da Pressão Máxima de Trabalho permitida, exceto quando a válvula de segurança estiver dando vazão; nesta condição, a pressão não deve ser excedida em mais de 6% do seu valor. Localização: Os reservatórios devem ser instalados de modo que todo os drenos, conexões e aberturas de inspeção seja facilmente acessíveis. Em nenhuma condição o reservatório deve ser enterrado ou instalado em local de difícil acesso; deve ser instalado de preferência fora da casa dos compressores, na sombra, para facilitar a condensação da umidade e do óleo contidos no ar comprimido; deve possuir um dreno no ponto mais baixo para fazer a remoção deste condensado acumulado em cada 8 horas de trabalho; o dreno, preferencialmente, deverá ser automático. Os reservatórios são dotados ainda de manômetro, válvulas de segurança, e são submetidos a uma prova de pressão hidrostática, antes da utilização. A figura anterior, nos mostra uma instalação para produção de ar comprimido, desde o compressor até o reservatório. A seqüência formada pelos equipamentos é muito importante.


1.1 Rede de distribuição de ar comprimido É de importância não somente o correto dimensionamento, mas também a montagem das tubulações. As tubulações de ar comprimido requerem uma manutenção regular, razão pela qual as mesmas não devem, dentro do possível, ser montadas dentro de paredes ou cavidades estreitas, pois isto dificulta a detecção de fugas de ar. Pequenos vazamentos são causas de consideráveis perdas de pressão.

Geralmente as tubulações são montadas em circuito fechado. Partindo da tubulação principal, são instaladas as ligações em derivação. Quando o consumo de ar é muito grande consegue-se mediante esse tipo de montagem, uma alimentação uniforme. O ar flui em ambas as direções.

A rede combinada também é uma instalação de circuito fechado, a qual por suas ligações longitudinais e transversais oferece a possibilidade de fornecimento de ar em qualquer local. Mediante válvulas de fechamento, existe a possibilidade de bloquear determinadas linhas de ar comprimido quando as mesmas não forem usadas ou quando for necessário pô-las fora de serviço por razões de reparação e manutenção. Também pode ser feito um melhor controle de estanqueidade.


As tubulações, em especial as redes em circuito aberto devem ser montadas com um declive de 1 a 2%, na direção do fluxo. Por causa da formação de água condensada, é fundamental em tubulações horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar, na parte superior do tubo principal. Dessa forma evita-se que a água condensada eventualmente existente na tubulação principal possa chegar às tomadas de ar através dos ramais. Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações com drenos na parte inferior da tubulação principal.

1.2 – Vazamentos

As quantidades de ar perdidas através de pequenos furos, acoplamentos com folgas, vedações defeituosas, etc., quando somadas, alcançam elevados valores. A importância econômica desta contínua perda de ar torna-se mais evidente quando comparada com o consumo de um equipamento e a potência necessária para realizar a compressão. Desta forma, um vazamento na rede representa um consumo consideravelmente maior de energia, que pode ser verificado através da tabela T-5. É impossível eliminar por completo todos os vazamentos, porém estes devem ser reduzidos ao máximo com uma manutenção preventiva do sistema, de 3 a 5 vezes por ano, sendo verificada, por exemplo: substituição de juntas de vedação defeituosa, engates, mangueiras, tubos, válvulas, reapertando as conexões, refazendo vedações nas uniões roscadas, eliminando ramais de distribuição fora de uso e outras que podem aparecer dependendo da rede construída.


1.3 Material da Tubulação

Tubulações principais:

Na escolha do material da tubulação temos várias possibilidades:

• Cobre • Latão • Aço Liga

• tubo de aço preto • tubo de aço zincado (galvanizado) • material sintético

Toda tubulação deve ser fácil de instalar, resistente à corrosão e de preço vantajoso. Tubulações instaladas para um tempo indeterminado devem ter uniões soldadas que, neste caso, serão de grande vantagem, pois, são bem vedadas e não muito custosas. A desvantagem destas uniões são as escamas, que se criam ao soldar. Estas escamas devem ser retiradas da tubulação. A costura da solda também é sujeita à corrosão e isto requer a montagem de unidades de conservação. Em redes feitas com tubos de aço zincado (galvanizado), o ponto de conexão nem sempre é totalmente vedado. A resistência à corrosão nestes tubos é muito melhor do que a do tubo de aço preto. Lugares decapados (roscas) também podem enferrujar, razão pela qual também aqui é importante o emprego de unidades de conservação. Em casos especiais prevêm-se tubos de cobre ou de material sintético (plástico).

Tubulações Secundárias:

Tubulações à base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadas onde for requerida uma certa flexibilidade e onde, devido a um esforço mecânico mais elevado, não possam ser usadas tubulações de material sintético. Tubulações à base de borracha podem ser mais caras e menos desejáveis do que as de material sintético. Tubulações à base de polietileno e poliamida hoje são mais freqüentemente usadas em maquinários, e aproveitando novos tipos de conexões rápidas, as tubulações de material sintético podem ser instaladas de maneira rápida e simples, sendo ainda de baixo custo.

1.4 Conexões para Tubulações

Conexões para tubos metálicos Especialmente para tubos de aço e cobre. Conexão com anel de corte, permite várias montagens e desmontagens.

Conexão com anel de pressão

Para tubos de aço e cobre. Com anel interno especial serve também para tubos plásticos.

Conexão com reborbo prensado Conexão com reborbo flangeado


CAPITULO 4 PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO

1 IMPUREZAS Na prática encontramos exemplos onde se deve dar muito valor à qualidade do ar comprimido. Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, restos de óleo e umidade originam muitas vezes falhas nas instalações e equipamentos pneumáticos e avarias nos elementos pneumáticos. Enquanto a eliminação primária do condensado é feita no separador após o resfriador, a separação final, filtragem e outros tratamentos secundários do ar comprimido são executados no local de consumo. É necessária especial atenção para a umidade contida no ar comprimido. A água (umidade) já penetra na rede através do ar aspirado pelo compressor. A Quantidade de umidade depende, em primeiro lugar, da umidade relativa do ar, que por sua vez, depende da temperatura e condições atmosféricas. A Umidade absoluta é a quantidade de água contida em 1 m³ de ar. A Quantidade de saturação é a quantidade máxima de água admitida em 1 m³ de ar a uma temperatura determinada. Nesse caso, a umidade relativa é de 100% (Ponto de orvalho). No diagrama pode-se observar a quantidade de saturação em função da temperatura.

çã 100%

Exemplo: Para um ponto de orvalho de 293 K (20°C), a quantidade de água em 1 m³ de ar é de 17,3 g. Precauções: Filtragem correta do ar aspirado pelo compressor. Utilização de compressores livres de óleo. O ar comprimido deve, em casos de ocorrência de umidade, passar por uma secagem posterior. Para isto existem vários tipos de secagem:

• Secagem por absorção • Secagem por adsorção • Secagem por resfriamento


Diagrama do ponto de orvalho

Exemplo: Para um ponto de orvalho de 313 K (40°C), 1 m³ de ar contém 50 g de água.

Secagem por absorção

A secagem por absorção é um processo puramente químico. Neste processo, o ar comprimido passa sobre uma camada esse elemento, combina-se quimicamente com ele e se dilui formando uma combinação elemento secador-água. Esta mistura deve ser removida periodicamente do absorvedor. Essa operação pode ser manual ou automática. Com o tempo, o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabastecido periodicamente (duas a quatro vezes por ano). O secador por absorção separa ao mesmo tempo vapor e partículas de óleo. Porém, quantidade maiores de óleo influenciam no funcionamento do secador. Devido a isso é conveniente antepor um filtro fino ao secador.


Secagem por absorção

O processo de absorção caracteriza-se por: * Montagem simples de instalação; * Desgaste mecânico mínimo já que o secador não possui móveis; * Não necessita de energia externa.

Secagem por adsorção

A secagem por adsorção está baseada num processo físico. (Adsorver: admitir uma substância à superfície de outra.) O elemento secador é um material granulado com arestas ou em forma de pérolas. Esta elemento secador é formado de quase 100% de dióxido de silício. Em geral é conhecido pelo nome "GEL" (siílica gel). É evidente que a capacidade de acumulação de uma camada de "GEL" é limitada. Cada vez que o elemento secador estiver saturado, poderá ser regenerado de uma maneira fácil: fazendo-se fluir ar quente pelo interior da câmara saturada, a umidade é absorvida por este ar é eliminada do elemento. A energia calorífica para a regeneração pode ser gerada por eletricidade ou por ar comprimido quente. Mediante a montagem em paralelo de duas instalações de adsorção, uma delas pode ser ligada para secar enquanto a outra está sendo tratada com ar quente (regeneração).

Secagem por Resfriamento

O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da diminuição de temperatura até o ponto de orvalho. A temperatura do ponto de orvalho é a temperatura à qual deve ser esfriado um gás para obter a condensação do vapor de água nele contido. O ar comprimido a ser tratado, entra no secador, passando primeiro pelo denominado trocador de calor ar-ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de calor (vaporizador) é esfriado o ar que está entrando. A formação de condensado de óleo e água é eliminada pelo trocador de calor. Esse ar comprimido pré-esfriado circula através do trocador de calor (vaporizador) e devido a isso, sua temperatura desce até 274,7 K (1,7°C) aproximadamente. Desta maneira o ar é submetido a uma segunda separação de condensado de água e óleo.


Posteriormente, o ar comprimido pode ainda passar por um filtro fino a fim de serem eliminados corpos estranhos.

Secador por resfriamento

A função do filtro de ar comprimido é reter as partículas de impureza, bem como a água condensada.

Para entrar no copo (1), o ar comprimido deve passar por uma chapa defletora (2) com ranhuras direcionais. Como conseqüência, o ar é forçado a um movimento de rotação. Com isso, separam-se as impurezas maiores, bem como as gotículas de água por meio de força centrífuga, depositando-se no fundo do copo coletor. O filtro (4) sinterizado tem um porosidade que varia entre 30 e 70 µm. Por ele as partículas sólidas maiores são retidas. O elemento filtrante deve ser limpo ou substituído em intervalos regulares quando estiver saturado. O ar limpo passa então pelo regulador de pressão e chega à unidade de lubrificação e daí para os elementos pneumáticos. O condensado acumulado no fundo do copo deve ser eliminado ao atingir a marca do nível máximo admissível, através de um parafuso purgador (3). Se a quantidade de água é elevada, convém colocar no lugar do parafuso (3) um dreno automático. Dessa forma a água acumulada no fundo do copo pode ser eliminada, porque caso contrário a água será arrastada novamente pelo ar comprimido para os elementos pneumático.


1.1 Funcionamento do dreno automático

A água chega através do canal (1) até à câmara (2). À medida que aumenta o nível da água, a bóia (3) sobe, e a uma determinada altura abre, a passagem (4). Pelo tubo (5) passa ar comprimido a outra câmara e empurra o êmbolo (6) contra a mola (7). Esta se comprime dando passagem para a água sair pelo orifício (8). A bóia (3) fecha novamente a passagem (4) à medida que vai diminuindo a água. O ar restante escapa para a atmosfera pela passagem (9). Isso pode ser realizado manualmente também pelo pino (10).

1.2 Regulador de pressão com orifício de escape

O regulador tem por função manter constante a pressão de trabalho (secundária) independente da pressão da rede (primária) e consumo de ar. A pressão primária tem que ser sempre maior que a pressão secundária. A pressão regulada por meio de uma membrana (1). Uma das faces da membrana é submetida à pressão de trabalho, enquanto a outra é pressionada por uma mola (2) cuja pressão é ajustável por meio de um parafuso de regulagem (3).

Com o aumento da pressão de trabalho, a membrana se movimenta contra a força da mola. Com isso a secção nominal da passagem na sede de válvula (4) diminui até o fechamento completo. Isto significa que a pressão é regulada pela vazão. Por ocasião do consumo a pressão diminui e a força da mola reabre a válvula. Com isso, o manter da pressão regulada se torna um constante abrir e fechar da válvula. Para evitar a ocorrência de uma vibração indesejável, sobre o prato da válvula (6) é constituído um amortecedor por mola (5) ou ar. A pressão de trabalho é indicada por manômetro. Se a pressão crescer demasiadamente do lado secundário, a

membrana é pressionada contra a mola. Com isso, abre-se o orifício da parte central da membrana e o ar em excesso sai pelo furo de escape para a atmosfera.

1.3 Regulador de pressão sem orifício de escape

No comércio encontram-se reguladores de pressão sem abertura de escape. Nesses casos, não se pode permitir a fuga do ar contido no sistema para a atmosfera. Funcionamento:


Por meio do parafuso de ajuste (2) é tensionada a mola (8) juntamente com a membrana (3). Conforme a regulagem da mola (8) a passagem do primário para o secundário se torna maior ou menor. Com isso o pino (6) encostado à membrana afasta ou aproxima a vedação (5) do assento. Se do lado secundário não houver passagem de ar, a pressão cresce e força a membrana (3) contra a mola (8). Desta forma, a mola (7) pressiona o pino para baixo e a passagem é fechada pela vedação (5). Somente quando houver demanda de ar pelo lado secundário é que o ar comprimido do lado primário voltará a fluir.

1.4 Lubrificador

O lubrificador tem a tarefa de abastecer suficientemente, com material lubrificante, os elementos pneumáticos. O elemento lubrificante é necessário para garantir um desgaste mínimo dos elementos móveis, manter tão mínimo quanto possível as forças de atrito e proteger os aparelhos contra a corrosão. Os lubrificantes trabalham, geralmente, segundo o princípio de "VENTURI". A diferença de pressão p (queda de pressão), entre a pressão antes do bocal nebulizador e a pressão no ponto estrangulado do bocal, será aproveitada para sugar óleo de um reservatório e misturá-lo com o ar, formando uma neblina. O lubrificador somente começa a funcionar quando existe um fluxo suficientemente grande. Quando houver uma pequena demanda de ar, a velocidade no bocal é insuficiente para gerar uma depressão (sucção) que possa sugar o óleo do reservatório. Deve-se, portanto, prestar atenção aos valores de vazão (fluxo) indicados pelos fabricantes.

Funcionamento do lubrificador O lubrificador mostrado trabalha segundo o princípio do Venturi. O ar comprimido entra no lubrificador pela entrada (1) até a saída (2). Pelo estreitamento da secção da válvula (5), é produzida uma queda de pressão. No canal (8) e na câmara de gotejamento (7) é produzida uma depressão (efeito de sucção). Através do canal (6) e do tubo elevador (4), o óleo chega na câmara de gotejamento (7) e no canal (8) até o fluxo do ar comprimido, que flui para a saída (2). As gotas de óleo são pulverizadas pelo ar comprimido e chegam em forma de neblina nos aparelhos. A sucção de óleo varia segundo a quantidade de ar que passa e


segundo a queda de pressão. Na parte superior do tubo (4) pode-se realizar outro ajuste da quantidade de óleo, por meio de um parafuso. Uma determinada quantidade de ar exerce pressão sobre o óleo que se encontra no depósito, através da válvula de retenção (3).

1.5 Unidade de conservação A unidade de conservação é uma combinação dos seguintes elementos: * Filtro de ar comprimido * Regulador de pressão * Lubrificador de ar comprimido Devem-se observar os seguintes pontos: 1. A vazão total de ar em m³/hora é determinante para o tamanho da unidade. Uma demanda (consumo) de ar grande demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos. Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelos fabricantes. 2. A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura ambiente não deve ser maior que 50°C (máximo para copos de material sintético).

1.6 Manutenção

Freqüentemente, são necessários os seguintes serviços de manutenção: a) Quanto ao filtro de ar comprimido O nível de água condensada deve ser controlado regularmente, pois a altura marcada no copo indicador não deve ser ultrapassada. A água condensada acumulada pode ser arrastada para a tubulação de ar comprimido e para os equipamentos. Para drenar a água condensada, deve-se abrir o parafuso de dreno no fundo do copo indicador. O cartucho filtrante, quando sujo, também deve ser limpo ou substituído; b) Quanto ao regulador de pressão de ar comprimido Na existência de um filtro de ar comprimido antes do regulador, este não necessita de manutenção; Deve-se: • Controlar o nível de óleo no copo indicador. Se necessário, completar o óleo até a

marcação; • Limpar, somente com querosene, os filtros de material plástico e o copo do lubrificador; • Usar somente óleos minerais de baixa viscosidade (3, 15°E a 20°C) no lubrificador.


CAPÍTULO 5 ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE TRABALHO A energia pneumática será transformada, por cilindros pneumáticos, em movimentos retilíneos e pelos motores pneumáticos em movimentos rotativos.

ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE MOVIMENTO RETILÍNEO (cilindros pneumáticos) A geração de um movimento retilíneo com elementos mecânicos, conjugados com acionamentos elétricos é relativamente custosa e ligada a certas dificuldades de fabricação e durabilidade. Por esta razão utilizam-se os cilindros pneumáticos.

Cilindros de Simples Ação Os cilindros de simples ação são acionados por ar comprimido de um só lado, e portanto, realizam trabalho em um só sentido. O retrocesso efetua-se mediante uma mola ou através de força externa. A força da mola é calculada para que possa retroceder o êmbolo à posição inicial, com uma velocidade suficientemente alta, sem absorver, porém, energia elevada. Em cilindros de simples ação com mola, o curso do embolo é limitado pelo comprimento desta. Por esta razão fabricam-se cilindros de ação simples com comprimento de curso até aproximadamente 100 mm. Estes elementos são utilizados principalmente, para fixar, expulsar, prensar, elevar, alimentar, etc.

Cilindro de êmbolo

A vedação é feita por um material flexível alojado em um êmbolo metálico, ou de material sintético (Perbunan). Durante o movimento do êmbolo, os lábios da junta deslizam sobre a superfície interna do cilindro. Na segunda execução mostrada, o curso de avanço é feito por uma mola e o retrocesso por ar comprimido. São utilizados para freios de caminhões e vagões ferroviários. Vantagem: Frenagem instantânea quando da falta de energia.

Cilindro de dupla ação A força exercida pelo ar comprimido movimenta o êmbolo do cilindro de dupla ação realizando movimento nos dois sentidos. Será produzida uma determinada força no avanço, bem como no retorno do êmbolo. Os cilindros de dupla ação, são utilizados


especialmente onde é necessário também realizar trabalho no retrocesso. O curso, em princípio, é ilimitado, porém é importante levar em consideração a deformação por flexão e flambagem. A vedação aqui, efetua-se mediante êmbolo (êmbolo de dupla vedação).

Cilindro de dupla ação com haste passante Este tipo de cilindro de haste passante possui algumas vantagens. A haste é mais bem guiada devido aos dois mancais de guia. Isto possibilita a admissão de uma ligeira carga lateral. Os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do êmbolo. Neste cilindro, as forças de avanço e retorno são iguais devido a mesma área de aplicação de pressão em ambas as faces do êmbolo.

Cilindro tandem Esta construção nada mais é do que dois cilindros de dupla ação os quais formam uma só unidade. Desta forma, com simultânea pressão nos dois êmbolos, a força é uma soma das forças dos dois cilindros. O uso desta unidade é necessário para se obter grandes forças em locais onde não se dispõe de espaço suficiente para a utilização de cilindros de maior diâmetro.

Cilindro de dupla ação com amortecimento nos fins de curso Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um cilindro, deve existir neste, um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou até danificações. Antes de alcançar a posição final, um êmbolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando somente uma pequena passagem geralmente regulável. Com o escape do ar restringido, cria-se uma sobre-pressão que, para ser vencida absorve parte da energia e resulta em perda de velocidade nos fins de curso. Invertendo o movimento do êmbolo, o ar entra sem impedimento pelas válvulas de retenção, e o êmbolo pode, com força e velocidade total, retroceder.


Cilindro rotativo com amortecimento nos fins de curso Neste tipo, a haste de êmbolo tem um perfil dentado (cremalheira). A haste de êmbolo aciona com esta cremalheira uma engrenagem, transformando o movimento linear num movimento rotativo à esquerda ou direita, sempre de acordo com o sentido do curso. Os campos de rotação mais usuais são vários, isto é, de 45° - 90° - 180° - 290° até 720°. Um parafuso de regulagem possibilita porém a determinação do campo de rotação parcial, dentro do total. O momento de torção depende da pressão de trabalho da área do êmbolo e da relação de transmissão. O acionamento giratório é utilizado para virar peças, curvar tubos, regular instalações de ar condicionado, e no acionamento de válvulas de fechamento e válvulas borboleta.

Cilindro de múltiplas posições Este tipo de cilindro é formado de dois ou mais cilindro de dupla ação. Estes elementos estão, como ilustrado, unidos um ao outro. Os cilindros movimentam-se, conforme os lados dos êmbolos que estão sob pressão, individualmente. Com dois cilindros de cursos diferentes obtém-se quatro (4) posições. Aplicação: • Selecão de ramais para transporte de peças em esteiras; • Acionamento de alavancas; • Dispositivo selecionador (peças boas, refugados e a serem aproveitados).

Cilindro de membrana Uma membrana, que pode ser de borracha, de material sintético ou também metálico, assume a tarefa do êmbolo. A haste do êmbolo é fixada no centro da membrana. Nesse caso a vedação deslizante não existe. Em ação contrária existe somente a força elástica da membrana. Estes elementos são utilizados na fabricação de ferramentas e dispositivos, bem como em prensas de cunhar, rebitar e fixar peças em lugares estreitos.


2 FIXAÇÃO Determina-se o tipo de fixação pela montagem dos cilindros em máquinas e dispositivos. O cilindro pode ser construído para um certo tipo de fixação, se este tipo de fixação não necessitar modificações. Pelo contrário, ainda é possível modificar o cilindro para uma outra fixação usando peças de montagem padronizadas. Especialmente ao usar um grande número de cilindros é vantajoso um estoque racional simplificado das peças de montagem padronizados, pois assim, basta apenas combinar o cilindro básico com o tipo de fixação desejado.

Tipos de Fixação


3 VEDAÇÕES:

Tipos de vedação para êmbolos

O-Ring (junta Toroidal)

Quadring (perfil quadrado)

Junta tipo faca (lábio simples)

Junta duplo lábio (T-DUO)

Anel de vedação em "L"

Junta toroidal achatada internamente

Juntas copo de encaixe bilateral

Junta copo de encaixe unilateral

Junta duplo copo com anel deslizante


4 ELEMENTOS PNEUMÁTICOS COM MOVIMENTO GIRATÓRIO Estes elementos transformam a energia pneumática em movimento de giro. São os motores a ar comprimido.

Motores a ar comprimido

O motor pneumático com campo angular ilimitado, é um dos elementos de trabalho mais utilizados na pneumática. Os motores pneumáticos estão classificados, segundo a construção, em: • Motores de pistão; • Motores de palhetas; • Motores de engrenagens; • Turbomotores (turbinas).

Motores de Pistão Este tipo está sub-dividido em motores de pistão radial e axial. Por pistões em movimento radial, o êmbolo, através de uma biela, aciona o eixo do motor. Para que seja garantido um movimento sem golpes e vibrações são necessários vários pistões. A potência dos motores depende da pressão de entrada, número de pistões, área dos pistões e do curso dos mesmos. O funcionamento dos motores de pistão axial é similar ao dos motores de pistão radial. Um disco oscilante transformam a força de 5 cilindros, axialmente posicionados, em movimento giratório. Dois pistões são alimentados simultaneamente com ar comprimido. Com isso obter-se-á um momento de inércia equilibrado, garantindo um movimento do motor, uniforme e sem vibrações. Existem motores pneumáticos com rotação à direita e à esquerda. A rotação máxima está fixada em 5000 rpm e a faixa de potência, em pressão normal, varia entre 1,5 a 19 KW (2 a 25 CV).

Motor de Palhetas

Graças à construção simples e pequeno peso, os motores pneumáticos geralmente são fabricados segundo este tipo construtivo. Estes são, em princípio, de funcionamento inverso aos compressores multicelular de palhetas (compressor rotativo). O rotor fixado excentricamente em um espaço cilíndrico. O rotor é dotado de ranhuras. As palhetas colocadas nas ranhuras serão, pela força centrífuga, afastadas contra a parede interna do cilindro. A vedação individual das câmaras é garantida. Por meio de pequena quantidade de ar, as palhetas serão afastadas contra a parede interna do cilindro, já antes de acionar o rotor. Em tipos de construção diferente, o encosto das palhetas é feito por pressão de molas. Motores desta execução têm geralmente entre 3 a 10 palhetas. Estas formam no motor, câmaras de trabalho, nas quais pode atuar o ar, sempre de acordo com o tamanho da área de ataque das palhetas. O ar entra na câmara menor, se expandindo na medida do aumento da câmara. A rotação do rotor varia de 3000 a 8500 rpm e a faixa de potência, em pressão normal, é de 0,1 a 17 KW (0,1 a 24 CV).


Existem motores pneumáticos com rotação à direita e à esquerda. Motor de palhetas

Motores de engrenagem: A geração do momento de torção efetua-se neste tipo, pela pressão do ar contra os flancos dos dentes de duas engrenagens engrenadas. Uma engrenagem é montada. Fixa no eixo do motor, a outra livre no outro eixo. Estes motores, são utilizados como máquinas de acionar; estão à disposição com até 44 KW (60 CV). O sentido de rotação destes motores, fabricados com engrenagens retas ou helicoidais, é reversível.

Turbomotores: Turbomotores somente são usados para trabalhos leves, pois sua velocidade de giro é muito alta (são utilizados em equipamentos dentários até 500.000 rpm). O princípio de funcionamento é o inverso dos turbocompressores.

Características dos motores pneumáticos • Regulagem sem escala de rotação e do momento de torção • Grande escolha de rotação • Construção leve e pequena • Seguro contra sobre-carga • Insensível contra poeira, água, calor e frio • Seguro contra explosão • Conservação e manutenção insignificantes • Sentido de rotação fácil de inverter.


5 CÁLCULOS DOS CILINDROS

F = P . A A = ¶ D2

4 = D2 . 0,785 ou ¶ . R2

Força (Kgf). A = Superfície útil do êmbolo (cm²). P = Pressão de trabalho (Kgf/cm²). D = Diâmetro do êmbolo (cm) Para a força efetiva do êmbolo, deve-se considerar a resistência por atrito (de 3 a 20% da força teórica - normalmente 10%).

Força do êmbolo A força do êmbolo exercida com o elemento de trabalho depende da pressão de ar, do diâmetro do cilindro e da resistência de atrito dos elementos de vedação. A força teórica do êmbolo é calculada segundo a fórmula abaixo:

Ft = P. A

Onde: Ft = Força teórica do êmbolo (Kgf) A = Superfície útil do êmbolo (cm²) p = Pressão de trabalho (Kgf/cm²) Cálculo da força efetiva do êmbolo a) Do cilindro de ação simples

Fe = P . A – (FA + Fm) Onde: Fe = Força efetiva do êmbolo (Kgf) A = Superfície útil do êmbolo (cm²) P = Pressão de trabalho (Kgf/cm²) FA = Resistência do atrito (Kgf) Fm = Força da mola de retorno (Kgf) b) Do cilindro de dupla ação Cilindro de dupla ação (avanço)

Fe = P. A – F A

Cilindro de dupla ação (retorno)

Fn = P . A’- FA

Onde: Fe = Força efetiva do êmbolo (KGf) A = Superfície útil do êmbolo (cm²)

( ¶ . D2) = ¶ . R2


A' = Superfície útil do êmbolo (cm²) = P = Pressão de trabalho (Kgf/cm²) FR = Resistência do atrito (Kgf) (3 - 20% de Fe) FF = Força da mola de retrocesso (Kgf) D = Diâmetro do êmbolo (cm) d = Diâmetro da haste do êmbolo (cm) Exemplo de cálculo: Fe = ? D = 50 mm d = 12 mm A = 19,625 cm² A' = 18,5 cm² FA = valor médio 10% Superfície útil do êmbolo A = ¶ . D² = 3,14 x 5² = 19,625 cm² 4 4 Superfície do anel do êmbolo A' = (D² - d²) . ¶ = (25cm²-1,44cm²) . 3,14 = 18,5 cm² 4 4 Força teórica do êmbolo Ft = P . A = 19,625 cm² . 6 Kgf/cm² = 117,75 Kgf

Resistência de atrito 10% FA = 11,775 Kgf Força efetiva do êmbolo Fe = P.A - Fa = 19,625 cm² . 6 Kgf/cm² - 11,775 = 106 Kgf Força de êmbolo ao retorno Força teórica do êmbolo Ft = P . A' = 18,5 cm² . 6 Kgf/cm² = 11,0 Kgf Resistência de atrito 10% FA = 11,1 Kgf Força efetiva do êmbolo Fe = P.A - FA = 18,5 cm² . 6 Kgf/cm² - 11,1 Kgf = 100 Kgf

(D² - d² ) . ¶ . 4


Consumo de ar Em uma determinada pressão de trabalho, num determinado diâmetro de cilindro e num determinado curso, calcula-se o consumo de ar como se segue: Relação de compressão x superfície de êmbolo x curso A relação de Compressão P2 será calculada assim: P1 1.013 + pressão de trabalho em bars

1.013 A seguir são apresentadas as fórmulas para o cálculo do consumo do ar.

• Para cilindro de ação simples: Q = s.n.d².π . Relação de compressão 4 Donde: Q = s.n.q

• Para cilindro de dupla ação: Q = ( s.D². π + s.(D² - d²) ). π.n. relação de compressão

Donde: Q = 2 ( s.n.q) Q = Volume de ar (L/min). s = Comprimento do curso (cm). n = Número de cursos por minuto. D = Diâmetro do cilindro (cm) d = Diâmetro da haste do êmbolo (cm) q = Consumo de ar por cm de curso.


CAPITULO 6 VÁLVULAS DIRECIONAIS

GENERALIDADES: Os circuitos pneumáticos são constituídos por elementos de sinal, de comando e de trabalho. Os elementos emissores de sinais e de comando influenciam no processo dos trabalhos, razão pela qual serão denominados "válvulas". As válvulas são elementos de comando para partida, parada e direção ou regulagem. Elas comandam também a pressão ou a vazão do fluído armazenado em um reservatório ou movimentado por uma hidro-bomba. A denominação "válvula" é válida considerando-se a linguagem internacionalmente usada para tipos de construção como: registros, válvulas de esfera, válvulas de assento, válvulas corrediças, etc. Esta é a definição da norma DIN/ISO 1219, conforme recomendação da CETOP (Comissão Européia de Transmissões Óleo-Hidráulicas e Pneumáticas). Segundo suas funções as válvulas se subdividem em 5 grupos: 1. Válvulas direcionais 4. Válvulas de fluxo (vazão) 2. Válvulas de bloqueio 5. Válvulas de fechamento 3. Válvulas de pressão

VÁLVULAS DIRECIONAIS São elementos que influenciam no trajeto do fluxo de ar, principalmente nas partidas, nas paradas e na direção do fluxo.

Simbologia das válvulas

Para representar as válvulas direcionais nos esquemas, são utilizados símbolos; estes símbolos não dão idéia da construção interna da válvula; somente a função desempenhada por elas. As posições das válvulas são representadas por meio de quadrados.

O número de quadrados unidos indica o número de posições que uma válvula pode assumir.

O funcionamento é representado simbolicamente dentro dos quadrados. As linhas indicam as vias de passagem. As setas indicam o sentido do fluxo. Os bloqueios são indicados dentro dos quadrados com traços transversais.


A união de vias dentro de uma válvula é simbolizada por um ponto.

As conexões (entrada e saída) serão caracterizadas por traços externos, que indicam a posição de repouso da válvula. O número de traços indica o número de vias. Outras posições obter-se-ão deslocando os quadrados, até que coincidam com as conexões.

As posições de comando podem ser indicadas por letras minúsculas (a,b,c,0).

Válvula com 3 posições de comando. Posição Central = posição de repouso.

Define-se como "posição de repouso" àquela condição em que, através de molas, por exemplo, os elementos móveis da válvula são posicionados enquanto a mesma não está sendo acionada. A posição de partida (ou inicial), será denominada àquela em que os elementos móveis da válvula assumem após montagem na instalação e ligação da pressão de rede, bem como a possível ligação elétrica, e com a qual começa o programa previsto.

Vias de exaustão sem conexão (escape livre). Triângulo no símbolo. Vias de exaustão com conexão (escape dirigido) Triângulo afastado do símbolo


Para garantir uma identificação e uma ligação correta das válvulas, marcam-se as vias com letras maiúsculas, ou números. Convenciona-se o seguinte: Vias para utilização (saídas) A,B,C,D

(2,4,6)

Linhas de alimentação (entrada) P (1) Escapes (exaustão) R,S,T (3,5,7) Linhas de comando (pilotagem) Z,Y,X (12,14,16) Nota:

A norma ISO 5599 recomenda as seguintes numerações (em parênteses acima), para a identificação das ligações das válvulas:

Tipos de Acionamentos de Válvulas

1.Acionamento por força muscular

2.Acionamento mecânico

Geral

Botão

Alavanca

Pedal

Came

Mola

Rolete


Rolete escamonteável (gatilho)

3. Acionamento elétrico

Eletroímã ( bobina solenóide ) com 1 enrolamento ativo

Com 2 enrolamentos ativos no mesmo sentido

Com 2 enrolamentos ativos em sentido contrário

4. Acionamento pneumático Acionamento direto

Por acréscimo de pressão ( positivo )

Por decréscimo de pressão ( negativo )

Por acionamento de pressão diferencial


Acionamento indireto

Por acréscimo de pressão na válvula de pré-comando ( servo-piloto-positivo )

Por decréscimo de pressão na válvula de pré-comando (servo-piloto-negativo)

5. Acionamento combinado

Por eletroímã e válvula de pré-comando pneumático

Por eletroímã ou válvula de pré-comando

Exemplo 1: Válvula direcional de 3 vias, 2 posições, acionada por botão; retorno por mola.

Exemplo 2: Válvula direcional de 4 vias, 2 posições, acionada diretamente por acréscimo de pressão; retorno por mola.

Segundo o tempo de acionamento, distinguem-se:

1. Acionamento contínuo Durante o tempo da comutação, a válvula é acionada mecânica, manual, pneumática ou eletricamente.


O retorno efetua-se manual ou mecanicamente através da mola. 2. Acionamento momentâneo (impulso)

A válvula é comutada por um breve sinal (impulso) e permanece indefinidamente nessa posição, até que um novo sinal seja dado repondo a válvula à sua posição inicial.

Características de construção das válvulas direcionais

As características de construção das válvulas determinam sua vida útil, força de acionamento, possibilidades de ligação e tamanho. Segundo a construção, distinguem-se os tipos: Válvulas de assento: Válvulas de sede esférica

Válvulas de sede de prato Válvulas corrediças: Corrediça longitudinal (carretel)

Corrediça plana longitudinal (comutador) Corrediça giratória (disco)

Válvulas de sede ou de assento: As ligações nas válvulas de sede são abertas por esfera, prato ou cone. A vedação das sedes de válvula efetua-se de maneira muito simples, geralmente com elemento elástico de vedação. As válvulas de sede possuem poucas peças de desgaste e têm, portanto uma longa vida útil. Elas são robustas e insensíveis à sujeira. A força de acionamento é relativamente alta; sendo necessário vencer a força da mola de retorno e do ar comprimido agindo sobre a área do elemento de vedação. Válvulas de sede esférica: A construção de válvulas de sede esférica é muito simples e, portanto, de preço vantajoso. Estas válvulas se caracterizam por suas reduzidas dimensões. Uma mola força a esfera contra a sede, evitando que o ar comprimido passe do orifício de pressão P para o orifício de trabalho A. Por acionamento da haste da válvula, afasta-se a esfera da sede. Para isto, é necessário vencer a força da mola e a força do ar comprimido. Estas são válvulas direcionais de 2 vias, pois têm 2 posições de comando (aberto e fechado) e 2 ligações, entrada e saída (P e A). Com um canal de exaustão pela haste elas podem ser empregadas também como válvulas direcionais de 3 vias. O acionamento pode ser realizado manual ou mecanicamente.

Válvula de sede de prato: As válvulas mostradas nas figuras abaixo, são construídas e baseadas no princípio de sede de prato. Elas têm uma vedação simples e boa. O tempo de comutação é curto.


Um pequeno movimento do prato libera uma área bastante grande para o fluxo do ar. Também estas, como as de sede esférica, são insensíveis à sujeira e têm uma longa vida útil. Ao acionar o apalpador são interligados, num campo limitado, todos os três orifícios: P, A e R. Isto provoca, quando em movimento lento, um escape livre de um grande volume de ar, sem ser aproveitado para o trabalho. Quando isto ocorre, dizemos que existe "exaustão cruzada".

As válvulas construídas segundo o princípio de sede de prato único, são livres de exaustão cruzada. Não existe perda de ar quando de uma comutação lenta. Ao acionar o apalpador fecha-se primeiro a passagem de A para R (escape), pois o mesmo se veda no prato. Empurrando mais ainda, o prato afasta-se da sede, abrindo a passagem de P para A; o retorno é feito por meio da mola.

As válvulas direcionais de 3/2 vias são utilizadas para comandar cilindros de ação simples ou como emissores de sinal para pilotar válvulas de comando. Uma válvula em posição de repouso aberta, ao ser acionada, é fechada primeiramente a ligação entre P e A com um prato e posteriormente a passagem A para R através de um segundo prato. Uma mola retrocede o apalpador com os dois pratos na posição inicial. O acionamento das válvulas pode ser feito manual, mecânica, elétrica ou pneumaticamente.


Uma válvula direcional de 4 vias (4/2), construída com sede de prato, consiste na combinação de duas válvulas de 3 vias (3/2); uma válvula em posição inicial fechada e outra aberta. Na figura abaixo estão abertas as vias de P para B e de A para R. Ao serem acionados simultaneamente os dois apalpadores, serão fechadas as vias de P para B e de A para R. Empurrando-se ainda mais os apalpadores até os pratos, deslocando-as contra a mola de retorno, serão abertas as vias de P para A e de B para R. Esta válvula é livre de exaustão cruzada e volta à posição inicial por meio de mola. Estas válvulas são usadas em comando de cilindro de ação dupla.

Válvula direcional de 3 vias (3/2) (sede de prato) acionada pneumaticamente. Acionando-se o pistão de comando com ar comprimido na conexão Z, será deslocado o eixo da válvula contra a mola de retorno. Os orifícios P e A serão interligados. Após a exaustão do sinal de comando Z, o pistão de comando será recolocado na posição inicial por intermédio da mola. O prato fecha a via de P para A. O ar do canal de trabalho A pode escapar através de R.


Uma outra válvula de 3/2 vias construída com sede de prato está representada na figura abaixo. A pressão de comando na conexão Z aciona uma membrana ligada ao pistão de comutação, afastando o prato de sua sede. Invertendo-se as ligações P e R, pode ser constituída uma válvula normal fechada ou aberta. A pressão mínima de acionamento é de 120 KPa (1,2 bar); a pressão de trabalho é de 600 KPa (6 bar). A faixa de pressão está entre 120 KPa a 800 KPa (1,2 a 8 bar). A vazão nominal Qn é de 100 l/min.

A figura abaixo mostra uma válvula direcional de 5/2 vias (5 vias por 2 posições). Trata-se de uma válvula da linha miniatura, que trabalha segundo o princípio de assento flutuante. Esta válvula é comutada alternadamente por impulsos, mantendo a posição de comando até receber um novo impulso (bi-estável). O pistão de comando desloca-se, como no sistema de corrediça, ao ser submetido à pressão. No centro do pistão de comando encontra-se um prato com anel vedante, o qual seleciona os canais de trabalho A e B, com o canal de entrada P de pressão. A exaustão é feita através dos canais R ou S. Montada sobre uma placa base de conexões padronizadas, a válvula pode ser retirada e substituída sem interferir nas ligações.


Válvulas eletromagnéticas: Estas válvulas são utilizadas onde o sinal de comando parte de um timer elétrico, de uma chave fim de curso elétrica, de um pressostato ou de aparelhos eletrônicos. Em comandos com distância relativamente grande e de tempo de comutação curto, escolhe-se na maioria dos casos, comando elétrico. As válvulas de acionamento eletromagnético dividem-se em válvulas de comando direto e indireto. As de comando direto são usadas apenas para pequenas secções de passagem. Para passagens maiores são usadas as válvulas eletromagnéticas com servocomando (indireto).

Quando energizada a bobina, o induzido é puxado para cima contra a mola. O resultado é a interligação dos canais P e A. A extremidade superior do induzido fecha o canal R. Cessando o acionamento da bobina, a mola pressiona o induzido contra a sede inferior da válvula e interrompe a ligação de P para A. O ar do canal de trabalho A escapa por R. Esta válvula tem cruzamento de ar. O tempo de atuação é curto. Para poder manter pequena a construção do conjunto eletromagnético, são utilizadas válvulas solenóides com servocomando (comando indireto). Estas são formadas de duas válvulas: a válvula solenóide com servo, de medidas reduzidas e a válvula principal, acionada pelo ar do servo.


Funcionamento Da alimentação P na válvula principal deriva uma passagem para a sede da válvula servocomando (comando indireto). O núcleo da bobina é pressionado por uma mola contra a sede da válvula piloto. Após excitação da bobina, o induzido se ergue e o ar flui para o pistão de comando da válvula principal, afastando o prato da sede. O ar comprimido pode agora fluir de P para A. O canal de exaustão R, porém, já foi fechado (sem cruzamento). Em válvulas direcionais de 4 vias (4/2), ocorre, simultaneamente, uma inversão, o lado fechado se abre e o lado aberto se fecha. Ao desenergizar a bobina, um mola pressiona o induzido sobre a sede e fecha o canal do ar piloto. O pistão de comando da válvula principal será recuado por uma mola na posição inicial. Válvula direcional de 3 vias (3/2) servocomandada (princípio de sede de prato): Para reduzir a força de atuação em válvulas direcionais com comando mecânico, é utilizado o sistema de servocomando. A força de acionamento de uma válvula é geralmente determinante para a utilização da mesma. Esta força, em válvulas de 1/8" como a descrita, a uma pressão de serviço de 600 KPa (6bar) resulta num valor de 1,8 N (0,180 Kp).


Funcionamento: A válvula piloto é alimentada através de uma pequena passagem com o canal de alimentação P. Acionando a alavanca do rolete, abre-se a válvula de servocomando. O ar comprimido flui para a membrana e movimenta o prato da válvula principal para baixo. A comutação da válvula é feita em duas etapas: Primeiro, fecha-se a passagem de A para R; segundo, abre-se a passagem de P para A. O retorno é feito após soltar-se a alavanca do rolete. Isto provoca o fechamento da passagem do ar para a membrana, e posterior exaustão. Uma mola repõe o pistão de comando da válvula principal na posição inicial. Este tipo de válvula também pode ser utilizado como válvula normal aberta ou fechada. Devem ser intercambiadas apenas as ligações P e R e deslocada em 180° a unidade de acionamento (cabeçote).

Em válvulas direcionais servopilotadas de 4 vias (4/2) serão, através da válvula piloto, acionadas simultaneamente duas membranas e dois pistões de comando que conectam os pontos de ligação. A força de acionamento não se altera; é de 1,8 N (0,180 Kp).

Válvulas corrediças: Os diversos pontos de ligação das válvulas corrediças serão interligados e fechados por pistões corrediços, comutadores corrediços ou discos giratórios.


Válvula corrediça longitudinal Esta válvula tem como elemento de comando um pistão que seleciona as ligações mediante seu movimento longitudinal. A força de acionamento é pequena, pois não é necessário vencer a pressão

do ar ou da mola, ambas inexistentes (como nos princípios de sede esférica e de prato). Neste tipo de válvulas são possíveis todos os tipos de acionamentos: manual, mecânico, elétrico e pneumático, o mesmo é válido também para o retorno à posição inicial. O curso é consideravelmente mais longo do que as válvulas de assento assim como os tempos de comutação. A vedação nesta execução de válvula corrediça é bastante problemática. A conhecida vedação "metal sobre metal"

da hidráulica, requer um perfeito ajuste da corrediça no corpo. A folga entre a corrediça e o cilindro em válvulas pneumáticas não deve ser maior do que 0,002 a 0,004mm. Uma folga maior provocaria grandes vazamentos internos. Para diminuir as despesas para este custoso ajuste, veda-se geralmente com anéis "O" (O-Ring) ou com guarniçòes duplas tipo copo, montados no pistão (dinâmico) ou com anéis "O" (O-Ring) no corpo da válvula (estático). As aberturas de passagem de ar podem ser distribuídas na circuferência das buchas do pistão evitando assim danificações dos elementos vedantes. A figura ao lado mostra uma simples válvula corrediça longitudinal manual. Por deslocamento da bucha serão unidas as passagens de P para A ou de A para R. Esta válvula, de construção simples, é utilizada como válvula de fechamento (alimentação geral) antes da máquina ou dispositivo pneumático.


Uma outra válvula corrediça plana longitudinal difere da anterior pelo tipo de acionamento. Esta é uma válvula comutada por alívio de pressão. O ar comprimido, nesta, deve ser também enviado às duas câmaras de comando. Por isso existem em ambos os lados do pistão de comando pequenos orifícios, os quais estão ligados com o canal P. Na existência de ar comprimido no canal P, ambos os lados do pistão de comando também ficam sob pressão. Existe equilíbrio de forças. Exaurindo o canal Y, a pressão cai deste lado. No lado oposto Z, existe uma pressão maior e esta pressão empurra o pistão de comando para o lado despressurizado. O canal P será ligado com o canal B e o canal de trabalho A com o escape R. Após fechar o canal de comando Y, a pressão aumenta outra vez nesta câmara, e o pistão permanece em sua posição até que, por abertura do canal de comando Z, sucede uma comutação em direção contrária. Isto resulta numa união do segundo canal de trabalho A com o canal P e do canal B com o canal R. A confecção de um comando com estas válvulas fica simples e econômica, porém não é muito seguro, porque no caso de rompimento de uma tubulação da válvula, ela será automaticamente invertida. Comandos e exigências suplementares não podem ser solucionados em todos os casos. Em diferentes comprimentos de tubulação de comando (volume) pode suceder, ao ligar a energia, uma comutação falsa. Para garantir uma comutação perfeita, é necessário manter o volume da câmara tão pequeno quanto possível.

Comando por alívio bi-lateral de pressão: Esquema de comando por impulso negativo Válvula corrediça giratória Estas válvulas são geralmente de acionamento manual ou por pedal. É difícil adaptar-se outro tipo de acionamento a essas válvulas. São fabricadas geralmente como válvulas direcionais de 3/3 vias ou 4/3 vias. Mediante o deslocamento rotativo de duas corrediças pode ser feita a comunicação dos canais entre si.


A figura A mostra que na posição central todos os canais estão bloqueados. Devido a isso, o êmbolo do cilindro pode parar em qualquer posição do seu curso, porém essas posições intermediárias não podem ser fixadas com exatidão. Devido a compressibilidade do ar comprimido, ao variar a carga a haste também varia sua posição. Prolongando os canais das corrediças, consegue-se um outro tipo de posição central. A figura B mostra que na posicão central os canais A e B estão conectados com o escape. Nesta posição, o êmbolo do cilindro pode ser movido por força externa, até a posição de ajuste.

Válvulas de bloqueio São elementos que bloqueiam a passagem preferentemente em um só sentido, permitindo passagem livre em direção contrária. A pressão do lado de entrada, atua sobre o elemento vedante e permite com isso uma vedação perfeita da válvula. Válvula de retenção Estas válvulas impedem completamente a passagem em uma direção; em direção contrária, o ar flui com a mínima queda de pressão. O fechamento em um sentido pode ser feito por cone, esfera, placa ou membrana.


Símbolo:

Válvula de retenção com fechamento por atuação de uma pressão sobre o elemento vedante. Válvula de retenção com fechamento por atuação de contra pressão, por exemplo, por mola. Fecha quando a saída é maior ou igual a entrada.

Válvula alternadora Também chamada "válvula de comando duplo ou dupla retenção". Esta válvula possui duas entradas X e Y, e uma saída A. Quando o ar comprimido entra em X, a esfera bloqueia a entrada Y e o ar circula de X para A. Em sentido contrário quando o ar circula de Y para A, a entrada X fica bloqueada. Quando o ar retorna, quer dizer, quando um lado de um cilindro ou de uma válvula entra em exaustão, a esfera permanece na posição em que se encontrava antes do retorno do ar.

Estas válvulas são chamadas também de "elemento OU (OR); seleciona sinais emitidos por válvulas de "sinais" provenientes de diversos pontos e impede o escape de ar por uma segunda válvula. Se um cilindro ou uma válvula de comando devem ser acionados de dois ou mais lugares, é necessária a utilização desta válvula (alternadora). Válvula reguladora de fluxo unidirecional Também conhecida como "válvula reguladora de velocidade" ou regulador unidirecional. Nesta válvula a regulagem do fluxo é feita somente em uma direção. Uma válvula de retenção fecha a passagem numa direção e o ar pode fluir somente através da secção regulável. Em sentido contrário,


o ar passa livre através da válvula de retenção aberta. Estas válvulas são utilizadas para a regulagem da velocidade em cilindros pneumáticos. Para os cilindros de ação dupla, são possíveis dois tipos de regulagem. As válvulas reguladoras de fluxo unidirecional devem ficar o mais próximo possível dos cilindros.

Válvula reguladora de fluxo unidirecional com acionamento mecânico regulável (com rolete): São utilizadas quando houver necessidade de alterar a velocidade de um cilindro, de ação simples ou dupla, durante o seu trajeto. Para os cilindros de ação dupla, podem ser utilizadas como amortecimento de fim de curso. Antes do avanço ou recuo se completar, a massa de ar é sustentada por um fechamento ou redução da secção tranversal da exaustão. Esta aplicação se faz quando for recomendável um reforço no amortecimento de fim de curso. Por meio de um parafuso pode-se regular uma velocidade inicial do êmbolo. Um came, que força o rolete para baixo, regula a secção transversal de passagem. Em sentido contrário, o ar desloca uma vedação do seu assento e passa livremente.

Válvula de escape rápido: Estas válvulas são usadas para aumentar a velocidade dos êmbolos dos cilindros. Tempos de retorno elevados, especialmente em cilindros de ação simples podem ser eliminados dessa forma. A válvula é dotada de uma conexão de pressão P, uma conexão de escape R bloqueado e uma saída A. Quando se aplica pressão em P, a junta desloca-se contra o assento e veda o escape R. O ar circula até a saída A. Quando a pressão em P deixa de existir, o ar, que agora retorna pela conexão A,


movimenta a junta contra a conexão P provocando seu bloqueio. Dessa 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 canalização longa e de diâmetro pequeno até a válvula de comando. O mais recomendável é colocar o escape rápido diretamente no cilindro ou então o mais próximo possível do mesmo.

Expulsor pneumático Na indústria, há muito tempo é utilizado o ar comprimido para limpar e expulsar peças. O consumo de ar é neste caso, muito alto. Ao contrário do método conhecido, no qual o consumo do ar da rede é contínuo, com o expulsor o trabalho se torna mais econômico. O elemento, consiste de um reservatório com uma válvula de escape rápido. O volume do reservatório corresponde ao volume de ar necessário. Uma válvula direcional de 3/2 vias, aberta na posição inicial é utilizada como elemento de sinal. O ar passa pela válvula e pela válvula de escape rápido até o pequeno reservatório. Ao acionar a válvula de 3/2 vias, a passagem de ar é interrompida para o reservatório e o canal até a válvula de escape rápido será exaurido. O ar do depósito escapa então rapidamente pela válvula de escape rápido para a atmosfera. A vazão de ar concentrada permite expulsar peças de dispositivos e ferramentas de corte, de esteiras transportadoras, dispositivos classificadores e equipamentos de embalagens. O sinal para a expulsão pode ser feito de forma manual, mecânica, pneumática ou elétrica.


Válvula de simultaneidade: Esta válvula possui duas entradas X e Y e uma saída A. O ar comprimido pode passar unicamente quando houver pressão em ambas as entradas. Um sinal de entrada em X ou Y impede o fluxo para A em virtude do desequilíbrio das forças que atuam sobre a peça móvel. Quando existe uma diferença de tempo das pressões, a última é a que chega na saída A. Se os sinais de entrada são de pressões diferenes, a maior bloqueia um lado da válvula e a pressão menor chega até a saída A. Esta válvula é também chamada de "elemento E (AND)". É utilizada em comandos de bloqueio, funções de controle e operações lógicas.

Válvulas de pressão: São válvulas que têm influência principalmente sobre a pressão, e pelas quais podem ser feitas as regulagens; ou válvulas que dependem da pressão em comandos. Distinguem-se:

• Válvula reguladora de pressão. • Válvula limitadora de pressão. • Válvula de seqüência.

Válvula de seqüência: O funcionamento é muito similar ao da válvula limitadora de pressão. Abre-se a passagem quando é alcançada uma pressão superior à ajustada pela mola. Quando no comando Z é atingida uma certa pressão pré-ajustada, o êmbolo atua uma válvula 3/2 vias, de maneira a estabelecer um sinal na saída A. Estas válvulas são utilizadas em comandos pneumáticos que atuam quando há necessidade de uma pressão fixa para o processo de comutação (comandos em função da pressão). O sinal é transmitido somente quando for alcançada a pressão de comando.


Acionamento pneumático com comutação retardada (temporizador) Esta unidade consiste de uma válvula direcional de 3/2 vias, com acionamento pneumático, de uma válvula reguladora de fluxo unidirecional e um reservatório de ar. Temporizador (normalmente fechado):

Funcionamento: O ar comprimido entra na válvula pelo orifício P. O ar de comando entra na válvula pelo orifício Z e passa através de uma reguladora de fluxo unidirecional; conforme o ajuste da válvula, passa uma quantidade maior ou menor de ar por unidade de tempo para o depósito de ar, incorporado. Alcançada a pressão necessária de comutação, o êmbolo de comando afasta o prato do assento da válvula dando passagem de ar de P para A. O tempo de formação da pressão no reservatório corresponde ao retardo da válvula. Para que a válvula temporizadora retorne à sua posição inicial, é necessário exaurir o ar do orifício Z. O ar do reservatório escapa através da válvula reguladora de fluxo; o piloto da válvula direcional fica sem pressão, permitindo que a mola feche a válvula, conectando a saída A com o escape R. Temporizador (normalmente aberto):


Funcionamento: Esta válvula também é uma combinação de válvulas, integrada por uma válvula 3/2 vias, uma válvula reguladora de fluxo unidirecional e um reservatório de ar. A válvula direcional 3/2 vias é uma válvula normalmente aberta. Também neste caso, o ar comando entra em Z; uma vez estabelecida no reservatório a pressão necessária para o comando, é atuada a válvula de 3/2 vias. Devido a isso, a válvula fecha a passagem P para A. Nesse instante o orifício A entra em exaustão com R. O tempo de retardo corresponde também ao tempo necessário para estabelecer a pressão no reservatório. Caso for retirado o ar de Z, a válvula de 3/2 vias voltará à sua posição inicial. Em ambos os temporizadores, o tempo de retardo normal é de 0 a 30 segundos. Este tempo pode ser prolongado com um depósito adicional. Se o ar é limpo e a pressão constante, podem ser obtidas temporizações exatas. Bocal de aspiração por depressão: Este bocal é utilizado juntamente com uma ventosa, como elemento de transporte. Com isto, pode-se transportar variados tipos de peças. Seu funcionamento está baseado no princípio de "Venturi" (depressão). A pressão de alimentação é aplicada na entrada P. por estrangulamento da secção de passagem, a velocidade do ar até R aumenta e na saída A, ou seja, na ventosa, é produzida uma depressão (efeito de sucção). Com este efeito a peça é presa e transportada. A superfície deve estar bem limpa, para que se obtenha um bom efeito de sucção. Cabeçote de aspiração por depressão: O funcionamento também está baseado no mesmo princípio (Venturi). A diferença do elemento anterior é um depósito adicional. Neste depósito é acumulado ar durante o processo de sucção. Não existindo mais ar em P, o ar do depósito sai através de uma válvula de escape rápido para a ventosa, produzindo um golpe de pressão e soltando as peças fixadas pela mesma.


Estes dois elementos tem as seguintes vantagens:

• Grande depressão • Baixo consumo de ar • Pouco ruído

Interruptor elétrico de proximidade: Um contato REED está blindado e fixo em uma caixa fundida sob pressão e em suporte de poliamida. O referido contato é composto de duas lingüetas, que se encontram dentro de uma ampola de vidro preenchida com um gás inerte. Quando um êmbolo com ímã permanente se aproxima das lingüetas de contato, estas são atraídas e se tocam instantaneamente. Este contato proporciona um sinal elétrico. Ao retirar o êmbolo, as lingüetas se desmagnetizam e voltam à sua posição inicial. A velocidade de acionamento de ambos os interruptores de aproximação depende dos elementos conectados a eles.

Amplificador de pressão (de um estágio) Muitos dos elementos aqui apresentados, barreira de ar, detectores, etc., trabalham com baixa pressão. Por esta razão, os sinais devem ser amplificados. Este amplificador de pressão é uma válvula de 3/2 vias com um membrana de grande superfície solidária a um êmbolo de comando. Nos comandos pneumáticos que trabalham com baixa pressão e que possuem uma pressão de comando de 10 a 50 KPa (0,1 a 0,5 bar), se utilizam amplificadores simples. Na posição de repouso, a passagem de P para A está bloqueada e o canal A está em exaustão com R. Em P pode ser aplicada a pressão normal (de até 800 KPa/8bar). Se é dado um sinal em X, a membrana recebe pressão diretamente. O êmbolo de comando inverte seu movimento e abre a passagem de P para A. Esse sinal em A é usado para o comando de elementos que trabalham na faixa de pressão normal. Eliminando o sinal de X, o êmbolo de comando fecha a passagem de P


para A; o orifício A fica em escape com R. Este amplificador não necessita de alimentação adicional.


CAPITULO 7 SIMBOLOGIA DOS COMPONETES

Nº. DENOMINAÇÃO APLICAÇÃO SÍMBOLO

1.0. GERAL

1.1. SÍMBOLOS BÁSICOS 1.1.1.

.1

.2

.3

.4

.5

LINHAS CONTÍNUA INTERROMPIDA LONGA INTERROMPIDA CURTA DUPLA TRAÇO PONTO

Linhas de fluxo Interligações mecânicas (ala-vanca, hastes, etc.) Linha de contorno, encerramen-to de diversos componetes reu-nidos em um bloco ou unidade de montagem.

___________________

_____.____.____.____

1.1.2. CÍRCULOS E SEMI-CÍRCULOS

Em geral,para unidade princi -pal de transformação de energia, bombas, compresso-res, motores. Aparelho de medição. Articulação mecânica,rolete, etc. válvulas de bloqueio, juntas rotativas. Motor oscilante (Atuador Ro- tativo).

1.1.3. QUADRADO E RETÂNGULO

Nas válvulas direcionais, válvulas de regulagem.

1.1.4. LOSANGO Equipamento de condicionamento, secador, resfriador, filtro, lubrificador, etc.

1.1.5.

SÍMBOLO MISCELÂNEOS

Conexôes em linha de fluxo. Mola - (retorno, centraliza-ção, regulagem). restrição - controle de fluxo.


Nº. DENOMINAÇÃO APLICAÇÃO SÍMBOLO

1.2. SÍMBOLOS FUNCIONAIS

1.2.1

.1

.2

TRIÂNGULO CHEIO SÓ CONTORNO

Indica direção do fluxo e natureza do fluido. Fluxo hidráulico. Fluxo pneumático ou exaustão para atmosfera.

1.2.2 SETA Indicação de: Direção Direção de rotação Via e caminho de fluxo através de válvulas. Para aparelhos de regulagem, como em 3.5, ambas as representações, com ou sem o traço na extremidade da seta são usadas sem distinção. Como regra geral, a linha perpendicular na extremidade da seta indica quando ela se move para o interior, permanecendo sempre conectada à ligação correspondente do exterior.

1.2.3.

SETA OBLÍQUA

Indica possibilidade de regulagem ou variação progressiva.

2.0 TRANSFORMAÇÃO DE ENEGIA

2.1.

COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO FIXO

2.2. MOTORES Convertem a energia pneumática

em energia mecânica com movimento rotativo.

2.2.1.

1.1

1.2

MOTOR PNEUMÁTICO COM DESLOCAMENTO FIXO COM UMA DIREÇÃO DE FLUXO COM DUAS DIREÇÕES DE FLUXO


Nº. DENOMINAÇÃO USO DO EQUIPAMENTO OU

EXPLANAÇÃO SOBRE O SÍMBOLO

SÍMBOLO

2.2.2.

.1

.2

MOTOR PNEUMÁTICO COM DESLOCAMENTO VARIÁVEL COM UMA DIREÇÃO DE FLUXO COM DUAS DIREÇÕES DE FLUXO

2.2.3.

MOTOR OSCILANTE (ATUADOR ROTATIVO) PNEUMÁTICO

2.3. CILINDROS Convertem a energia pneumática em energia mecânica, com movimento retilíneo.

2.3.1.

.1

.2

.3

CILINDROS DE SIMPLES EFEITO OU AÇÃO RETORNO POR FORÇA NÃO DEFINIDA (EX.FORÇA EXTERNA) RETORNO POR MOLA AVANÇO POR MOLA

Cilindro no qual o fluido pressurizado atua sempre em um único sentido do seu movimento (avanço ou retorno). Símbolo geral quando o método de retorno não é especificado.

2.3.2.

.1

.2

CILINDRO DE DUPLO EFEITO OU AÇÃO COM HASTE SIMPLES COM HASTE DUPLA

Cilindro no qual o fluido pressurizado opera alternada-mente em ambos os sentidos de movimento (avanço e retorno).

`




SÍMBOLO

2.3.3.

.1

.1.1

.1.2

.2

.3

.3.1

.3.2

.4

CILINDRO COM AMORTECIMENTO COM SIMPLES AMORTECIMENTO FIXO NO RETORNO NO AVANÇO COM DUPLO AMORTECIMENTO FIXO COM SIMPLES AMORTECIMENTO VARIÁVEL NO AVANÇO NO RETORNO COM DUPLO AMORTECIMENTO VARIÁVEL

Evita choques no final do curso O amortecimento fixo incorpo-rado atua em um só sentido do movimento. O amortecimento fixo incorporado atua em ambos os senti-dos do movimento. O amortecimento incorporado atua em um só sentido do movimento, permitindo variações. O amortecimento incorporado atua em ambos os sentidos do movimento, permitindo varia-ções.

2.3.4.

.1

.2

.3

.4

.4.1

.4.2

CILINDROS DERIVADOS DUPLEX CONTÍNUO OU TANDEM DUPLEX GEMINADO OU MÚLTIPLAS POSIÇÕES CILINDRO DE IMPACTO CILINDRO TELESCÓPICO SIMPLES EFEITO OU AÇÃO DUPLO EFEITO

Permite transmitir maiores intensidade de força. Em combinação com os cursos e entradas de ar , 3 ou mais posições distintas são obtidas. Desenvolve impacto através de energia cinética. Usado em locais compactos,que necessitam de cursos longos. O fluido pressurizado atua sempre em um unico sentido (avanço). O fluido pressurizado opera alternadamente em ambos os sentidos de movimento (avanço) e retorno.




SÍMBOLO

2.4.

2.4.1.

.1

.2

.3

HIDRO-PNEUMÁTICOS INTENSIFICADOR DE PRESSÃO PARA UM TIPO DE FLUIDO PARA DOIS TIPOS DE FLUIDO (VOLUME FIXO) PARA DOIS TIPOS DE FLUIDO (VOLUME VARIÁVEL)

Equipamento que transforma a pressão X em alta pressão Y. A pressão pneumática X é transformada em alta pressão pneumática Y. A pressão pneumática X trans-formada em alta pressão hi-dráulica Y. A pressão pneumática reduzida produz uma pressão hidráu-lica reduzida. Com a entrada do intensifica-dor a pressão hidráulica é aumentada.

2.4.2. CONVERSOR HIDRO-PNEUMÁTICO (ATUADOR AR-ÓLEO)

Equipamento destinado a transformar a pressão pneu-mática em pressão hidráulica, teoricamente igual.

2.4.3.

CONTROLADOR HIDRÁULICO DE VELOCIDADE (HYDRO-CHECK)

Controla uniformemente as velocidade de um cilindro pneumático a ele ligado.

3.0

DISTRIBUIÇÃO E REGULAGEM DE ENERGIA

3.1. MÉTODOS DE REPRESENTAÇÃO DAS VÁLVULAS (EXETO 3.3.,3.6.)

Composição de um ou vários quadros 1.1.3, setas e demais componentes básicos. Nos esquemas de circuitos pneumáticos são representadas na posição inicial (não ope-rada).


Nº. DENOMINAÇÃO

USO DO EQUIPAMENTO OU EXPLANAÇÃO SOBRE O

SÍMBOLO SÍMBOLO

3.1.1.

ÚNICO QUADRADO

Indica uma unidade de contro-le de fluxo ou pressão. Estan- do em operação, existem infi-nitos números de possíveis po-sições.Deste modo, há várias condições de fluxo através das passagens. Segue-se assim, a escolha da pressão ou fluxo, considerando-se as condições do circuito.

3.1.2.

DOIS OU MAIS QUADRADOS

Indicam uma válvula de con-trole direcional, tendo tantas posições distintas quantos quadros houverem. As conexões são normalmente representadas no quadro que indica a posição inicial (não operada). As posições de ope-ração são deduzidas e imagina-das deslocando-se os quadros sobre o quadro da posição ini-cial , de forma que as cone-xões se alinhem com as vias. Os tubos de conexão são repre-sentados na posição central. As operações com as posições são reduzidas e imaginadas deslocando-se os quadrados sobre o quadro dotado de cone-xões.

3.1.3.

SÍMBOLO SIMPLIFICADO DA VÁLVULA EM CASOS DE MÚLTIPLAS REPETIÇÕES

O número se refere a uma nota sobre o diagrama em que o sím-bolo da válvula está represen-tado de forma completa.

3.2. VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAL

Têm por função orientar a direção que o fluxo deve se-guir a fim de realizar o tra-balho proposto. O fluxo permi-tido pela passagem pode ser total ou em alguns casos res-tringido.



EXPLANAÇÃO SOBREO SÍMBOLO SÍMBOLO

3.2.1.

.1

.2

.3

VÁLVULA DE CONTROLE DIRECIONAL SEM ESTRANGULAMENTO

É a mais importante.A válvula é provida de várias posições distintas e caracterizadas por cada quadrado. Símbolo básico para uma vál. controle direcional de 2 posi-ções. Símbolo básico para uma vál. controle direcional de 3 posi-ções. Representação facultativa de passagem a um estado interme-diário entre duas posições distintas; o quadrado é deli-mitado por 3 linhas interrom-pidas. O símbolo básico para a vál. de controle direcional indica 2 posições distintas e uma intermediária de passagem, 3 no total.

.4

.5

.5.1

.5.2

DESIGNAÇÃO: A PRIMEIRA CIFRA DA DESIGNAÇÃO INDICA O Nº. DE VIAS (EXCLUINDO-SE OS ORIFÍCIOS DE PILOTAGEM) A SEGUNDA CIFRA INDICA O NÚMERO DE POSIÇÕES, EX.:

Nº.VIAS Nº.POSIÇÕES V.C.D. 2/2 V.C.D. 2/2 N.F. V.C.D. 2/2 N.A.

Dotadas de 2 orifícios: pres-são e utilização e duas posi-ções distintas. Vál. controle direcional de 2 vias, 2 posições, normalmente fechada. Vál. de controle direcional de 2 vias, 2 posições, normalmen-te aberta.




SÍMBOLO

.6

.6.1

.6.2

.7

V.C.D. 3/2 V.C.D. 3/2 N.F. V.C.D. 3/2 N.A. V.C.D. 4/2

Dotadas de 3 orifícios pres-são,escape utilização e duas posições distintas. Vál. de controle direcional de 3 vias,2 posições,normalmente fechada. Vál. de controle direcional de 3 vias,2 posições,normalmente aberta. Vál. de controle direcional de 4 vias,2 posições. Válvula com 4 orifícios, pressão, escape, 2 utilizações e 2 posições distintas.

.8

.9

.10

.11

.12

.13

V.C.D. 5/2 V.C.D. 3/3 C.F. V.C.D. 4/3 C.F. V.C.D. 5/3 C.F. V.C.D. 5/3 C.A.N. V.C.D. 5/3 C.A.P.

Vál. de controle direcional de 5 vias, 2 posições.Válvula com 5 orifícios,pressão,2 escapes, 2 utilizações e 2 posições distintas. Válvula de controle direcional de 3 vias,3 posições. Centro fechado. Válvula de controle direcional de 4 vias, 3 posições. Centro fechado. Válvula de controle direcional de 5 vias,3 posições. Centro fechado. Válvula de controle direcional de 5 vias,3 posições. Centro aberto negativo. Válvula de controle direcional de 5 vias,3 posições. Centro aberto positivo.




SÍMBOLO

3.2.2.

.1

.2

VÁLVULA DE CONTROLE DIRECIONAL COM ESTRANGULAMENTO COM 2 POSIÇÕES COM 3 POSIÇÕES

A unidade possui 2 posições e infinitos estados intermediá-rios correspondendo à variação do estrangulamento. O símbolo possui duas linhas paralelas longitudinais em re-lação aos quadros (posições). Por ex: Operada por apalpador (pino) com retorno por mola.

3.2.3.

.1

.2

SERVO VÁLVULA ELETRO-PNEUMÁTICA V.C.D. 5/2 SERVO COMANDADA V.C.D. 5/3 C.F. SERVO COMANDADA

Equipamento que recebe um sinal elétrico e fornece um sinal de saída pneumático, para realizar o acionamento da válvula principal. Vál.de controle direcional de 5 vias, 2 posições, com opera-ção indireta por piloto. Vál. de controle direcional de 5 vias, 3 posições, centro fe-chado, operação indireta por piloto. Duas posições com co-mando pneumático e uma ter-ceira, centrada por mola.

3.3 VÁLVULAS BLOQUEIO

Permitem a passagem livre do fluxo em um só sentido.

3.3.1.

.1

VÁLVULAS DE RETENÇÃO VÁLVULA DE RETENÇÃO SEM MOLA

Permitem fluxo livre num sen-tido e bloqueiam no oposto. Abre quando a pressão de entrada for maior do que a pressão de saída.


Nº.

DENOMINAÇÃO

USO DO EQUIPAMENTO OU EXPLANAÇÃO SOBRE

O SÍMBOLO

SÍMBOLO

.2

.3

VÁL. DE RETENÇÃO COM MOLA VÁL. DE RETENÇÃO C/ CONTROLE PILOTADO

Permite fluxo livre num senti-do e bloqueia no oposto.Haverá passagem de fluxo desde que a pressão de entrada seja maior que a pressão resultante da força da mola somada à pressão na saída. Com o controle por piloto é possível prever: Fechamento da válvula. Abertura da válvula.

3.3.2. SELETOR DE CIRCUITO, VÁLVULA DE ISOLAMENTO, ELEMENTO OU

Comunica duas pressões emiti-das separadamente a um ponto comum. Com pressões diferentes passará a de maior intensidade numa relação.

3.3.3. VALVULA DE SIMULTANEIDADE

Permite a emissão do sinal de saída quando existir os dois sinais de entrada.

3.3.4. VÁLVULAS DE ESCAPE RÁPIDO

No caso de descarga da conexão de entrada, a utilização é imediatamente liberada para escape , permitindo rápida exaustão do ar utilizado.

3.4. VÁLVULAS DE C0NTROLE DE FLUXO

Influem na passagem do fluxo, impondo controles nas veloci-dades dos conversores de ener-gia ou criando condições de temporização.

3.4.1. VÁLVULAS DE CONTROLE DE FLUXO FIXO

3.4.2. VÁLVULA DE CONTROLE DE FLUXO VARIÁVEL

Símbolo simplificado (não in-dica o método de controle).

3.4.3.

COM CONTROLE MANUAL

(Indica o método de controle e a posição). Símbolo detalhado.


3.4.4.

COM CONTROLE MECÂNICO E RETORNO POR MOLA



SÍMBOLO

3.4.5.

CONTROLE UNI-DIRECIONAL

Permite passagem livre numa direção e restringe na oposta.

3.5. VÁLVULAS DE CONTROLE DE PRESSÃO

Influem ou são influenciadas pela pressão. São representa-das com um quadro de comando, e no interior uma flecha, com-pletando-se com os elementos de controle interno.

3.5.1.

.1

.2

.3

VÁLVULAS DE CONTROLE DE PRESSÃO NORALMENTE FECHADA COM 1 ESTRANGULAMENTO NORMALMENTE ABERTA COM 1 ESTRANGULAMENTO NORMALMENTE FECHADA COM 2 ESTRANGULAMENTOS

Símbolos genéricos.

3.5.2.

.1

VÁLVULA DE SEGURANÇA LIMITADORA DE PRESSÃO OU DE ALÍVIO. COM CONTROLE REMOTO OU PILOTADA POR COMANDO À DISTÂNCIA

A pressão de entrada é contro-lada pela abertura do orifício de exaustão para a atmosfera, contra a força opositora (por ex: mola). A pressão na entrada é limita-da como em 3.5.2. ou contra a correspondente pressão do pi-loto de controle remoto.


3.5.3. LIMITADOR PROPORCIONAL (VÁL. DE DESCARGA)

A pressão de entrada é limita-da a um valor proporcional à pressão de pilotagem.

3.5.4. VÁLVULA DE SEQUÊNCIA Quando a pressão de entrada vence a força opositora da mola, a válvula é aberta, per-mitindo fluxo para o orifício de saída (utilização).



SÍMBOLO

3.5.5.

.1

.1.1

.2

.2.1

VÁLVULA REGULADORA OU REDUTORA DE PRESSÃO VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO SEM ESCAPE VÁLVULA REG. DE PRESSÃO COMANDADA POR CONTROLE REMOTO VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO COM ESCAPE VÁLVULA REG. DE PRESSÃO COM ESCAPE E COMANDO POR CONTROLE REMOTO

Permite obter variações em relação à pressão de entrada. Mantém a pressão secundária substancialmente constante, independente das oscilações na entrada (acima do valor re-gulado). Como em 3.5.5.1, mas o valor da pressão de saída está em função da pressão piloto. Como em 3.5.5.2, o valor da pressão da saída está em fun-ção da pressão do controle pilotado.

3.6. ROBINET DE ISOLAMENTO OU VALVULA DE FECHAMENTO

4.0 TRANSMISSÃO DE ENERGIA E CONDICIONAMENTO 4.1. FONTE DE ENERGIA

4.1.1.

.1

FONTE DE PRESSÃO (ALIMENTAÇÃO) FONTE DE PRESSÃO HIDRÁULICA

Símbolo geral simplificado.


.2 FONTE DE PRESSÃO PNEUMÁTICA

4.1.2.

MOTOR ELÉTRICO

Símbolos 1.1.3. da publicação I.E.C. 1172.

4.1.3.

MOTOR TÉRMICO


EXPLANAÇÃO SOBRE O SÍMBOLO SÍMBOLO

4.2. LINHAS DE FLUXO E CONEXÕES

4.2.1.

.1

.2

.3

.4

.5

LINHAS DE FLUXO LINHA DE TRABALHO DE RETORNO, DE ALIMENTAÇÃO LINHA DE PILOTAGEM LINHA DE DRENO OU ESCAPE TUBO FLEXÍVEL LINHA ELÉTRICA

Usado em partes com movimen-tos.

_________________

__ __ __ __ __ __

_ _ _ _ _ _ _ _ _

4.2.2.

CRUZAMENTO DE LINHAS

Não conectado.

4.2.3.

JUNÇÃO DE LINHAS

4.2.4.

SANGRIA DE AR

4.2.5.

ORIFÍCIOS DE ESCAPE OU DE EXAUSTÃO


.1

.2

NÃO PROVIDO PARA CONEXÃO PROVIDO PARA CONEXÃO

Escape não canalizado, livre, não conectável. Escape canalizado, rosqueado. Sobre equipamentos ou linhas para tomada de medição.

4.2.6.

.1

.2

TOMADA DE POTENCIAL PLUGADO OU BLOQUEADO COM CONEXÃO

Os tubos de conexão são representados na posição central. As operações com as posições são reduzidas e imaginadas deslocando-se os quadrados sobre o quadro dotado de conexões. Sobre equipamentos ou linhas para tomada de medição.



SÍMBOLO

4.2.7.

.1

.1.1

.2

.2.1

.3

.3.1

ACOPLAMENTO DE AÇÃO RÁPIDA (ENGATE RÁPIDO) CONECTADO SEM VÁLVULA DE RETENÇÃO COM ABERTURA MECÂNICA DESCONECTADO CONECTADO - COM DUPLA RETENÇÃO E COM ABERTURA MECÂNICA DESCONECTADO CONECTADO - COM ÚNICA RETENÇÃO E UM CANAL ABERTO DESCONECTADO

4.2.8.

.1

.2

CONEXÃO ROTATIVA (UNIÃO ROTATIVA) COM 1 VIA COM 2 VIAS

União entre linhas permitindo movimento angular em serviço.

4.2.9. SILENCIADOR

Elimina o ruído causado pelo ar comprimido quando colocado em exaustão.

4.3. RESERVATÓRIO Geralmente representado na horizontal.


4.4. SEPARADOR DE ÁGUA 4.4.1. COM OPERAÇÃO MANUAL

"DRENO MANUAL"

4.4.2. COM DRENAGEM AUTOMÁTICA

4.5. SECADOR Equipamento que seca o ar comprimido, por refrigeração, adsorção ou absorção.



SÍMBOLO

4.6. FILTRO Representação geral, elimina as impurezas micrônicas e au-xilia na remoção parcial da umidade contida no ar compri-mido.

4.6.1. COM DRENO MANUAL

4.6.2. COM DRENO AUTOMÁTICO

4.7. LUBRIFICADOR Pequena quantidade de óleo lu-

brificante é adicionada ao ar quando este passa pelo lubri-ficador. Evita o desgaste pre-maturo dos componentes.

4.8. UNIDADE DE CONDICIONAMENTO

Consiste em filtro, válvula reg. de pressão c/ manômetro e lubrificador. É a última esta-ção de preparação do ar, antes de realizar o trabalho.

4.8.1. Símbolo detalhado.

4.8.2. símbolo simplificado.


4.9. TROCADOR DE CALOR Aparelho utilizado para aque-cimento ou resfriamento de fluido em circulação.

4.9.1. CONTROLADOR DE TEMPERATURA

Aparelho que controla a tempe-ratura do fluido, mantendo-a entre dois valores pré-deter-minados. As setas indicam,sim-bolicamente, a introdução ou dissipação do calor.

4.9.2. RESFRIADOR As setas no losango represen-tam, simbolicamente, a evacua-ção de calor.

.1 Sem representação das linhas de fluido refrigerante.

.2 Com representação das linhas de

fluido refrigerante.

4.9.3. AQUECEDOR As setas do losango indicam,

simbolicamente, a introdução de calor.



SÍMBOLO

5.0 MECANISMOS DE CONTROLE - COMANDOS 5.1. COMPONENTES

MECÂNICOS

5.1.1.

.1

.2

EIXO ROTATIVO EM UMA DIREÇÃO EM DUAS DIREÇÕES

A seta simboloza a direção de rotação.

5.1.2. DISPOSITIVO DE TRAVA Colocado quando um aparelho é

bloqueado em uma posição e sentido determinado. *Símbolo do meio de acionamen-to.

5.1.3.

.1

.2

.3

MECANISMO DE ARTICULAÇÃO SIMPLES COM ALAVANCA TRANSVERSAL COM FULCRO FIXO


5.1.4. TRAVA OU DETENTE

Mantém em posição sistemática um equipamento (vál. direcio-nal por ex).

5.2. MEIOS DE COMANDO ACIONAMENTO

Os símbolos que representam os meios de acionamento, incorpo-rados aos símbolos dos equipa-mentos de controle, devem ser colocados sobre o quadrado adjacente. Para equipamentos com diversos quadrados de atuação, o acionamento é efe-tivado pelo quadrado adjacen-te.

5.2.1.

.1

.2

.3

ACIONAMENTOS MANUAIS (CONTROLES MUSCULARES) POR BOTÃO POR ALAVANCA POR PEDAL

Símbolo geral (sem indicação do tipo de acionamento).



5.2.2.

.1

.2

.3

.4

ACIONAMENTOS MECÂNICOS POR CAME, APALPADOR OU PINO POR MOLA POR ROLETE POR ROLETE OPERANDO SOMENTE EM UM SENTIDO

Gatilho, rolete escamoteável

5.2.3

.1

.2

.3

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS POR SOLENÓIDE POR SOLENÓIDE POR MOTOR ELÉTRICO

Com uma bobina. Com 2 bobinas agindo em sentidos contrários.


5.2.4

.1

.1.1

.1.2

.1.3

.2

.2.1

.2.2

.3

ACIONAMENTOS PNEUMÁTICOS POR APLICAÇÃO OU ALÍVIO DE PRESSÃO ACIONAMENTO DIRETO POR APLICAÇÃO DE PRESSÃO (PILOTO POSITIVO) POR ALÍVIO DE PRESSÃO (PILOTO NEGATIVO POR DESPRESSURIZAÇÃO) POR DIFERENCIAL DE ÁREAS ACIONAMENTO INDIRETO OU PRÉVIO POR APLICAÇÃO DE PRESSÃO POR ALÍVIO DE PRESSÃO PARTE DE CONTROLE INTERNO

No símbolo, o retâgulo maior represnta o sinal prioritário. As passagens de comando estão situadas no interior da válvula.



5.2.5

.1

.2

.3

.4

ACIONAMENTOS COMBINADOS POR SOLENÓIDE E PILOTO POSITIVO. POR SOLENÓIDE E PILOTO NEGATIVO. POR BOTÃO E PILOTO POSITIVO. POR SOLENÓIDE E PILOTO POSITIVO OU BOTÃO. POR SOLENÓIDE E PILOTO

O piloto da válvula direcional é interno. Quando o solenóide é energi-zado, o piloto causa o aciona-mento por pressurização (a válvula direcional que efetua a pilotagem é acionada por solenóide: servo comando). Ídem a 5.2.4.1., porém o pilo-to é despressurizado. O piloto da válvula é acionado pelo solenóide, causando pres-surização interna. Com a falta de energia elétrica, o aciona-mento pode ser efetuado pelo botão. Ídem a 5.2.4.4., porém causan-do despressurização. Pode ser como 5.2.5.4. ou 5.2.5.5.


.5

.6

.7

NEGATIVO OU BOTÃO POR SOLENÓIDE E PILOTO OU BOTÃO TRAVA POR SOLENÓIDE OU PILOTO POSITIVO.

A válvula pode ser acionada, independentemente, por qual-quer um dos acionamentos.

5.2.6

.1

.2

CENTRALIZAÇÕES CENTRALIZAÇÃO POR AR COMPRIMIDO CENTRALIZAÇÃO POR MOLA

Mantêm a válvula em sua posi-cão central ou neutra, após a ação dos aiconamentos ser eliminada.

5.2.7

SÍMBOLO GERAL

Símbolo explicativo para outros tipos de acionamentos.



SÍMBOLO

6.0 EQUIPAMENTOS SUPLEMENTARES 6.1 INSTRUMENTOS DE

MEDIÇÃO

6.1.1 MEDIÇÃO DE PRESSÃO MANÔMETRO E VACUÔMETRO

A posição da conexão em rela-ção ao círuclo é indiferente.

6.1.2

.1

MEDIÇÃO DE TEMPERATURA TERMÔMETRO

Ídem a 6.1.1.1.

6.1.3

.1

.2

MEDIÇÃO DE FLUXO MEDIDOR DE FLUXO (ROTÂMETRO) MEDIDOR INTEGRAL DE FLUXO (ACUMULATIVO)

6.2 OUTROS EQUIPAMENTOS

6.2.1 PRESSOSTATO

Converte um sinal pneumático em um elétrico.


BIBLIOGRÁFIA: CENTRO DE REFERENCIA DO INSTRUTOR APOSTILAS DO SENAI SITE: WWW.EDISONCARLOS.XPG.COM.BR

pneu

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