INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE SO PAULO CAMPUS CUBATO TECNOLOGIA DE AUTOMAO E CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAISAUTOMAO PNEUMTICA PROF. MAURO BRAGA AUTOMAO PNEUMTICA RAFAELA PAPOULIAS FRANA VALDIR PAIXO JNIOR CUBATO-SP 2009 Trabalhoapresentadodisciplinade AutomaoPneumtica,docursode Automao Industrial, para obteno da nota referente a segunda avaliao. 2 SUMRIO AUTOMAO PNEUMTICA __________________________________________________1 1-INTRODUO______________________________________________________________4 2- PRODUO DE AR COMPRIMIDO____________________________________________5 2.1- COMPRESSORES DINMICOS______________________________________________5 2.1.1- COMPRESSOR RADIAL __________________________________________________5 2.1.2- COMPRESSOR AXIAL____________________________________________________6 2.2- COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO POSITIVO____________________________6 2.3- COMPRESSORES DE MBOLO ROTATIVO___________________________________8 2.4- COMPRESSORES ROTATIVO DE PARAFUSO_________________________________8 2.5- COMPRESSORES TIPO ROOTS _____________________________________________9 2.6- CRITRIOS PARA A ESCOLHA DE COMPRESSORES __________________________9 3- TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO________________________________________11 3.1- IMPUREZAS_____________________________________________________________11 3.2- RESFRIADOR____________________________________________________________11 3.3- SECAGEM POR ABSORO_______________________________________________12 3.4- SECAGEM POR ADSORO_______________________________________________13 3.5- SECAGEM POR RESFRIAMENTO __________________________________________14 3.6- REGULADOR DE PRESSO _______________________________________________14 3.6.1- REGULADOR DE PRESSO COM EXAUSTO (ESCAPE) ____________________14 3.6.2- REGULADOR SEM ABERTURA DE ESCAPE _______________________________15 3.7- LUBRIFICADOR DE AR COMPRIMIDO _____________________________________15 3.8- UNIDADE DE CONSERVAO ____________________________________________17 3.8.1- MANUTENO DAS UNIDADES DE CONSERVAO ______________________17 4-DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO ________________________________________18 4.1- FORMATO ______________________________________________________________18 4.2-VLVULAS DE FECHAMENTO NA LINHA DE DISTRIBUIO_________________19 4.3- MONTAGEM ____________________________________________________________19 4.3.1- MATERIAL PARA A TUBULAO________________________________________19 4.3.2-LIGAO ENTRE OS TUBOS _____________________________________________20 4.3.3-INCLINAO___________________________________________________________20 4.3.4-DRENAGEM DE UMIDADE_______________________________________________20 4.4.4-TOMADAS DE AR_______________________________________________________20 5-VLVULAS _______________________________________________________________21 5.1-VLVULAS DIRECIONAIS ________________________________________________21 5.1.1-TIPOS DE ACIONAMENTOS DE VLVULAS _______________________________23 5.1.2-TEMPO DE ACIONAMENTO______________________________________________25 5.1.2.1-ACIONAMENTO CONTNUO____________________________________________25 5.1.2.2-ACIONAMENTO MOMENTNEO (IMPULSO) _____________________________25 5.2-CARACTERSTICAS DE CONSTRUO DAS VLVULAS DIRECIONAIS ________26 5.2.1-VLVULAS DE ASSENTO________________________________________________26 5.2.1.1-VLVULAS DE SEDE ESFRICA ________________________________________26 5.2.1.2-VLVULA DE SEDE DE PRATO _________________________________________27 5.2.2.-VLVULAS CORREDIAS_______________________________________________29 5.2.2.1-VLVULA CORREDIA LONGITUDINAL ________________________________29 5.2.2.2-VLVULA CORREDIA PLANA LONGITUDINAL _________________________30 3 5.2.2.3-VLVULA CORREDIA GIRATRIA ____________________________________31 5.2.3 - VLVULAS ELETROMAGNTICAS ______________________________________32 6-ATUADORES PNEUMTICOS _______________________________________________32 6.1-ATUADORES LINEARES __________________________________________________33 6.1.1-ATUADOR DE AO SIMPLES ___________________________________________33 6.1.2-ATUADOR DE AO DUPLA_____________________________________________33 6.1.2.1-CILINDRO COM HASTE PASSANTE _____________________________________34 6.1.2.2-CILINDRO DE MLTIPLAS POSIES ___________________________________35 6.1.2.3-CILINDRO DE IMPACTO _______________________________________________35 6.1.2.4-CILINDRO SEM HASTE ________________________________________________36 6.2-ATUADORES ROTATIVOS_________________________________________________36 6.2.1-ATUADOR DE GIRO LIMITADO __________________________________________36 6.2.1.1-CILINDRO DE ALETA GIRATRIA ______________________________________37 6.2.2-ATUADOR DE GIRO CONTNUO__________________________________________37 6.2.2.1-MOTORES DE PISTO _________________________________________________38 6.2.2.1.1-MOTORES DE PISTO RADIAL________________________________________38 6.2.2.1.2-MOTORES DE PISTO AXIAL _________________________________________38 6.2.2.2-MOTORES DE PALHETAS ______________________________________________39 6.2.2.3-MOTORES DE ENGRENAGENS__________________________________________39 6.2.2.4-TURBOMOTORES _____________________________________________________39 7-SENSORES DE PROXIMIDADE ______________________________________________39 7.1-SENSORES INDUTIVOS ___________________________________________________40 7.2-SENSORES CAPACITIVOS_________________________________________________40 7.3-SENSORES PTICOS______________________________________________________41 8-PROJETOS ________________________________________________________________42 8.1- DISPOSITIVO DE ALIMENTAO DE PEAS _______________________________42 8.2- DOBRADOR DE CHAPAS _________________________________________________44 8.3- PROCESSO DE FABRICAO DE PEAS ___________________________________45 8.4- DISPOSITIVO CORTADOR DE CHAPAS_____________________________________47 8.5- DISPOSITIVO CORTADOR DE CHAPAS_____________________________________48 8.6- COQUILHADEIRA _______________________________________________________50 8.7- DISPOSITIVO DE TRANSFERNCIA DE PEAS______________________________51 8.8- PROCESSO DE USINAGEM DE PEAS______________________________________52 9-CONCLUSO______________________________________________________________53 10 BIBLIOGRAFIA__________________________________________________________54 4 1-INTRODUO Ocontedodestedocumentoconsistirnarealizaodeumestudosobrecomandos pneumticos,eletropneumticosetodooprocessoparatornaroar,comprimidoetilpara consumo. A fim de compreender teoricamente todas as caractersticas, princpios e aplicaes do ar comprimido,odocumentoiresclareceredemonstrarosfundamentostericoseprticosda pneumtica. Ostpicosapresentadosnessedocumentoreferem-seadisciplinadeAutomao Pneumtica,ondeserdemonstradotodooprocessodepreparaodoarcomprimido, equipamentos pneumticos e alguns projetos feitos devido ao contedo apresentado em sala de aula. 5 2- PRODUO DE AR COMPRIMIDO Para produo do ar comprimido so necessrios compressores. Esses comprimem o ar at a pressodetrabalhodesejada.Amaioriadosacionamentosecomandospneumticosfunciona atravs de uma estao central de distribuio de ar comprimido. Nonecessriocalcularnemplanejaratransformaoetransmissodaenergiadoar comprimido para cada equipamento (consumidor) individual.Uma estao compressora fornece o ar comprimido j calculado, para os equipamentos, atravs de uma tubulao. Aoprojetaraproduoouconsumodear,devemserconsideradasampliaesefuturas aquisiesdenovosequipamentospneumticos.Umaampliaoposteriordainstalaotorna-se, geralmente, muito cara. Nasindstriasdemineraoouparamquinasquemudamfreqentementedelugarso usadas instalaes mveis de ar comprimido. Muitoimportanteograudepurezadoar.Arlimpogaranteumalongavidatil instalao. O emprego correto dos diversos tipos de compressores tambm deve ser considerado. Os parmetros de dimensionamento de um compressor so: Presso mxima: a que o compressor deve atingir. Normalmente especificada em 1bar(aproximadamente)acimadapressodetrabalhodoequipamentoaser acionado.Em casos especiais, pode-se indicar a razo de compresso entre a presso de descarga (absoluta) e a presso de entrada (absoluta) do compressor. Capacidadeefetiva:vazodearcomprimidonopontodedescargadocompressor, medida nas condies de presso e temperatura do ar de admisso. Basicamente existem dois tipos de compressores, classificados de acordo com o processo de compresso do ar: Dinmicos Deslocamento positivo 2.1- COMPRESSORES DINMICOS Essescompressorestrabalhamsegundoumprincpiodeaceleraodemassaeso adequadosparaofornecimentodegrandesvazes.Osturbocompressores,comotambmso chamados, so construdos em duas verses: Radial Axial 2.1.1- COMPRESSOR RADIAL Estecompressorcompostoporumrotorcompsinclinadas,comoumaturbina.Oar empurrado pelo rotor devido sua alta rotao e lanado atravs de um difusor radial. A velocidade transformada em presso no rotor, no difusor radial e no de sada. Figura 01: Funcionamento do Compressor Radial. 6 Oscompressorescentrfugosmultiestgioutilizam2oumaisrotoresmontadosnomesmo eixo. Cada estgio tem um difusor radial e um canal de retorno separando os rotores. As principais aplicaes desses compressores esto na rea de processos que necessitam de grande quantidade de ar. 2.1.2- COMPRESSOR AXIAL Essetipodecompressordegrandecapacidadeedealtarotao,comcaractersticas totalmentediferentesdoradial.Cadaestgioconsistededuasfileirasdelminas,umarotativae outraestacionria.Aslminasdorotortransmitemvelocidadeepressoaoar,eavelocidade transformada em presso nas lminas estacionrias. Ocompressorcentrfugoaxialempregadonasindstriasquenecessitamdearabaixa pressoealtavazo,comotneisdevento,combusto,agitadores,ventilao,resfriamentode gases, petroqumicas. 2.2- COMPRESSORES DE DESLOCAMENTO POSITIVO Compressoresdembolocommovimentolinear.Aconstruodessescompressoresest baseada na reduo de volume da massa gasosa. Isso significa que o ar da atmosfera confinado em cmara(s)fechada(s)(cmaradecompresso)ondeummbolo,porexemplo,comprimeoar reduzindo o seu volume, obtendo assim um aumento de presso. Figura 02: Compressor Centrfugo Multiestgio. Figura 03: Compressor Axial. Figura 04: Compressor de deslocamento positivo - baixas e mdias presses. 7 Estetipodecompressorapropriadonosparabaixasemdiaspresses,mastambm para altas. A faixa de presso de cerca de 100 kPa (1 bar) at milhares de kPa. Paraobterarapresseselevadas,sonecessrioscompressoresdevriosestgiosde compresso.Oaraspiradosercomprimidopeloprimeirombolo(pisto),refrigerado intermediariamente, para logo ser comprimido pelo segundo mbolo (pisto). O volume da segunda cmara de compresso menor em relao ao da primeira. Durante o trabalho de compresso gerado calor, que tem que ser eliminado pelo sistema de refrigerao. Oscompressoresdembolocommovimentolinearpodemtambmserdeduploefeito, realizandotrabalhonoavanoenoretorno.Paraissopossuemduascmarasdecompresso,uma em cada lado do mbolo. Emalgunscasosexisteanecessidadedearcomprimidodemelhorqualidade,isentode resduos de leo. Nestecasonecessrioquehajaumaseparaoentreacmaradesuco/compressoeo mbolo, o que conseguido atravs da utilizao de um compressor de membrana. Figura 05: Compressor de deslocamento positivo - altas presses. Figura 06: Compressor de mbolo linear. Figura 07: Separao entre suco/compresso e o mbolo. 8 2.3- COMPRESSORES DE MBOLO ROTATIVO O compressor de palhetas consiste de um rotor dotado de ranhuras girando em uma carcaa excntrica.Aspalhetasoulminasinseridasnasranhuraspodemdeslizarlivremente.Afora centrfugamantmaspalhetascomprimidascontraasuperfcieinternadacarcaaexcntrica, resultando num selo entre os compartimentos formados pelas palhetas. Tambm as extremidades do rotor so seladas. A locao excntrica do rotor em relao carcaa forma um espao de folga de seotransversalcrescente.medidaqueorotorgira,oarentraatravsdasaberturasnos compartimentos,formadospelaspalhetas,sendoentoaprisionadoeseuvolumegradativamente reduzido at ser descarregado do lado oposto. 2.4- COMPRESSORES ROTATIVO DE PARAFUSO Estecompressorcompostodedoisparafusosentrelaadosquegiramemeixosparalelos dentro de uma carcaa com folgas bastante reduzidas. Osparafusosgeralmentetmumaconfiguraocomplementar,tipomacho-fmea.Orotor machopossuilbulosconvexosquecorrespondemaospistes.Tendoumaseotransversalem formadearcocircular,esteslbulosformamhlicesaolongodocomprimentodorotorcomoas cristas de uma rosca. Orotorfmeacorrespondentepossuisulcoscncavosequivalentesaoscilindrosque possuem a mesma seo transversal em forma de arco circular para aceitar o lbulo do rotor-macho complementar. Aogirar,osrotoresproduzemumciclodetrsfases.Naprimeirafase,suco,os espaos docilindropassampelaaberturadeentradanumadasextremidadesdacarcaaesoenchidos com ar atmosfrico. Quando o espao entre lbulos est completamente cheio, a rotao dos cilindros faz com que o espao passe alm da abertura de entrada, aprisionando o ar entre o rotor e a carcaa. Aocontinuararotao,oscilindrosrealizamafasedecompresso.Aquioslbulos helicoidais machos ou pistes giram para dentro dos sulcos do rotor fmea ou cilindros. Opontodeentrelaamentomove-seaolongodocomprimentodorotor,reduzindo progressivamente o volume do ar e conseqentemente aumentando a presso. A fase final de descarga ocorre quando o espao entre lbulo cheio de ar comprimido chega ao prtico de sada. Figura 08: Relao entre Ar e rotor do compressor. 9 2.5- COMPRESSORES TIPO ROOTS Consiste de dois rotores simtricos em forma de oito,chamados de lbulos, que giram em direo oposta, transportando o ar de um lado para o outro, sem alterao de volume. 2.6- CRITRIOS PARA A ESCOLHA DE COMPRESSORES Os critrios para escolha de compressores envolvem os seguintes itens: Figura 09: Ciclo de trs fases. Figura 10: Rotores em forma de 8 tipo Roots. 10 TIPO CONSTRUTIVO Compressor de embolo com movimento rotativo Compressor de mbolo com movimento linear Compressor dinmico (radial, axial) LUBRIFICAO A seco A leo A injeo de leo EXECUO Monoestgio Multiestgio REFRIGERAO A ar A gua Por injeo de leo REGULAGEM DE MARCHA EM VAZIO (DESCARGA, FECHAMENTO) De carga parcial (rotao) Intermitente LOCAL DE MONTAGEM A estao de compressores deve ser montada dentro de um ambiente fechado, com proteo acstica. O ambiente deve ter boa ventilao e o ar sugado deve ser fresco, seco e livre de poeira ou resduos. PRESSO E VAZO Apressoeavazoestodiretamenterelacionadaseatuamsobreacapacidadedo equipamento e dos componentes.Isto significa que, para cada equipamento, deve estar disponvel o ar comprimido necessrio como tambm a presso de trabalho necessria. Para obter este resultado, so necessrios: Suficiente vazo do compressor; Correta presso na rede; Tubulao de distribuio corretamente dimensionada em funo da vazo, da presso e da queda de presso admissvel. RESERVATRIO DE AR COMPRIMIDO Estereservatrioserveparaestabilizaradistribuiodearcomprimido.Eliminaas oscilaesdepressonarededistribuidorae,quandoocorreumaelevaomomentneado consumo de ar, uma garantia de reserva. Agrandesuperfciedoreservatriorefrigerao arsuplementar. Assim,partedaumidade condensada e separa-se do ar no reservatrio, saindo pelo dreno. O tamanho do reservatrio de ar comprimido depende : Do volume fornecido pelo compressor; 11 Do consumo de ar; Da rede distribuidora (volume suplementar); Do tipo de regulagem dos compressores; Da diferena de presso admitida na rede. 3- TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO Napreparaodoar comprimido,umasriede providnciasdeveser tomadaquantoasua pureza, a presena de partculas estranhas, a gua, o leo, etc. Seroapresentadosassuntosdiretamenteligadosqualidadedoar,taiscomoasdiversas formas de filtragem e secagem, bem como todos os componentes dos instrumentos que se prestam a isso. 3.1- IMPUREZAS Umapreparaoadequadadoarcomprimidoprolongaavidatildoselementos pneumticos. Portanto, a qualidade do ar comprimido um fator muito importante a ser observado. Quandoarededecondutoresdearcomprimidonodrenada(peloescoamentodagua condensada no interior da tubulao) a gua pode causar a corroso na rede metlica, nos elementos pneumticos e nas mquinas. Oleoresidualprovenientedoscompressorespodeproduzir,juntocomoarcomprimido, umamisturadeareleo(misturagasosa),aqualapresentaperigodeexploso,principalmente quando h temperaturas elevadas (mais de 333k). Comainstalaoderesfriadores,eliminam-se,deumamaneirageral,aspartculas estranhas, gua e leo. 3.2- RESFRIADOR Figura 11: Estrutura de um Compressor.

Figura 12: Estrutura de um Resfriador. 12 Em muitos casos , o que leva a falhas e avarias nas instalaes e nos elementos pneumticos so as impurezas em formas de partculas de sujeira ou ferrugem que se acumulam nas tubulaes. A separao primria do condensado feita no separador, aps o resfriador. A separao final, filtragem e outros tratamentos secundrios do ar comprimido, executada no local de consumo. Para isso necessrio atentar especialmente para a ocorrncia de umidade. A gua (umidade) j penetra na rede pelo prprio ar aspirado pelo compressor. A incidncia da umidade depende, em primeira instncia, da umidade relativa do ar que, por sua vez, depende da temperatura e condies atmosfricas. Umidade absoluta a quantidade de gua contida em 1m3 de ar. Quantidade de saturao a quantidade de gua admitida em 1m3 de ar a uma determinada temperatura. Nesse caso, a umidade relativa de 100% (ponto de orvalho). No diagrama do ponto de orvalho, pode-se observar a quantidade de saturao temperatura correspondente. umidade relativa =umidade absoluta . 100% quantidade de saturao 3.3- SECAGEM POR ABSORO Asecagemporabsoroumprocessopuramentequmico.Oarcomprimidopassasobre uma camada solta de um elemento secador (cloreto de clcio, cloreto de ltio). A gua ou vapor de gua que entra em contato com esse elemento combina-se quimicamente com ele e se dilui na forma de combinao elemento secador gua. Esta mistura deve ser removida periodicamente do absorvedor. A operao pode ser manual ou automtica. Comotempo,oelementosecadorconsumidoeosecadordeveserreabastecido periodicamente(duas a quatrovezesporano) conformeovolumedeuso.Osecadorporabsoro separa,aomesmotempo,vaporepartculasdeleo.Porm,quantidademaioresdeleo influenciamnofuncionamentodosecador.Porisso,convenienteanteporumfiltrofinoao secador. Figura 13: Ponto de Orvalho 13 O processo de absoro caracteriza-se por: montagem simples da instalao; desgaste mecnico mnimo, j que o secador no possui peas mveis: no necessitar de energia externa 3.4- SECAGEM POR ADSORO A secagem por adsoro est baseada num processo fsico: AdsorofixaodeumasubstncianasuperfciedeoutrasubstnciaOelemento secador um material granulado com aresta ou em formas de esferas. Este elemento secador formado de quase 100% de dixido de silcio. Em geral conhecido pelonomedegel(slicagel).Oarcomprimidomidoconduzidoatravsdacamadadegeleo elemento secador adsorve a gua e o vapor de gua. evidente que a capacidade de acumulao de uma camada de gel limitada. Quando o elemento secador estiver saturado, poder ser regenerado facilmente: basta soprar arquenteatravsdacamadasaturadaeoarquenteabsorveraumidadedoelementosecador.A energiacalorficaparaaregeneraopodesergeradatambmporeletricidadeouporar comprimido quente. Mediante a montagem em paralelo de duas instalaes de adsoro uma delas pode estar ligada para secar enquanto a outra estiver sendo soprada com ar quente (regenerao). Figura 14: Processo de Secagem-ABSORO. Figura 15: Processo de Secagem - ADSORO. 14 3.5- SECAGEM POR RESFRIAMENTO Osecadordearcomprimidoporresfriamentofuncionapeloprincpiodadiminuioda temperatura do ponto de orvalho. O ponto de orvalho a temperatura qual deve ser resfriado um gs para se obter a condensao do vapor de gua contido nele. O ar comprimido a ser secado entra no secador, passando primeiro pelo trocador de calor a ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocadordecalor(vaporizador),oarquentequeestentrandoresfriado.Forma-seum condensadodeleoeguaqueeliminadopelotrocadordecalor.Essearcomprimidopr- resfriadocirculaatravsdotrocadordecalor(vaporizador)eassimsuatemperaturadesceat 1,70C,aproximadamente.Destamaneira,oarsubmetidoaumasegundaseparaode condensado de gua e leo. Posteriormente,o arcomprimidopodeaindapassarporum filtro finoa fimde eliminaros corpos estranhos. 3.6- REGULADOR DE PRESSO Oreguladordepressotemporfinalidademanterconstanteapressodetrabalho (secundria) independentemente da presso da rede (primria) e consumo de ar.A presso primria tem de ser sempre maior que a secundria. 3.6.1- REGULADOR DE PRESSO COM EXAUSTO (ESCAPE) Figura 16: Processo de Secagem - RESFRIAMENTO. Figura 17: Estrutura do Regulador de Presso com exausto. 15 A presso regulada por meio de uma membrana. Uma das faces da membrana submetida pressodetrabalho.Dooutroladoatuaumamolacujapressoajustvelpormeiodeum parafuso de regulagem.Com aumento da presso de trabalho, a membrana se movimenta contra a focadamola.Comisso,aseconominaldepassagemnasededavlvuladiminui progressivamente ou se fecha totalmente. Isto significa que a presso regulada pelo fluxo. Naocasiodoconsumo,apressodiminuieaforadamolareabreavlvula.Comisso, para manter a presso regulada, h um constante abrir e fechar da vlvula. Para evitar a ocorrncia devibraoindesejvelsobreopratodavlvula,existeumamortecimentopormolaouar.A presso de trabalho indicada por um manmetro. Se a presso aumentar muito do lado secundrio, a membrana pressionada contra a mola. Comisso,abre-seapartecentraldamembranaeoaremexcessovaipelofurodeescapeparaa atmosfera. Outrotipodereguladordepressoexistenteo reguladorsemaberturaparaescapedo ar. Nestetipoderegulador,nosepermiteasadaparaaatmosferadoarcontidonosistema secundrio. 3.6.2- REGULADOR SEM ABERTURA DE ESCAPE Ofuncionamentoinicia-sequandopormeiodeparafusosdeajuste,amolatencionada juntamentecomamembrana.Conformearegulagemdamola,apassagemdoprimrioparao secundrio torna-se maior ou menor.Com isso, o pino, encostado membrana, afasta ou aproxima a vedao do assento.Se do lado secundrio no houver consumo de ar, a presso cresce e fora a membrana contra a mola. Desta forma, a mola pressiona o pino para baixo e a passagem fechada pela vedao. Somente quando houver demanda de ar pelo lado secundrio que o ar comprimido do lado primrio voltar a passar. 3.7- LUBRIFICADOR DE AR COMPRIMIDO Noselementospneumticosencontram-sepeasmveisquedevemsersubmetidasa lubrificao.Osmateriaislubrificantessonecessriosparagarantirdesgastemnimonos Figura 18: Estrutura do Regulador sem abertura para escape. 16 elementosmveis,mantertomnimasquantopossvelasforasdeatritoeprotegerosaparelhos contracorroso.Medianteolubrificador,espalha-senoarcomprimidoumanvoaadequadade leo. Lubrificadoresdeleotrabalham,geralmente,segundooprincpioVenturi.Adiferenade pressop(quedadapresso)entreapressoexistenteantesdobocalnebulizadoreapressono ponto estrangulado do bocal ser aproveitada para sugar leo de um reservatrio e mistur-lo com o ar em forma de neblina. Olubrificador de ar somente comea a funcionar quando existe um fluxo suficientementegrande.Quandohouverpequenademandadear,avelocidadenobocal insuficiente para gerar uma depresso (baixa presso) que possa sugar o leo do reservatrio. Deve-se, portanto,prestar ateno aos valores de vazo (fluxo) indicados pelo fabricante. O funcionamento do lubrificador inicia-se quando a corrente de ar no lubrificador vai de A para B. A vlvula de regulagem H obriga o ar a entrar no depsito E,pelo canal C. Pelo efeito de suconocanalC,oleo transportadopelotuboascendenteLat a cmaraD.Nesta cmara,o leo gotejado na corrente de ar e arrastado. Figura 19: Princpio da Venturi. Figura 20: Estrutura do lubrificador. 17 Medianteoparafusok,ajusta-seaquantidadedeleoadequada.Odesviodoar comprimido at o depsito realiza-se atravs da cmara F, onde se efetua o fenmeno da aspirao. As gotas grandes demais caem no ambiente E. Somente a neblina ar - leo chega sada B, atravs do canal G. 3.8- UNIDADE DE CONSERVAO Aunidadedeconservaotemafinalidadedepurificaroarcomprimido,ajustaruma pressoconstantedoareacrescentarumafinaneblinadeleoaoarcomprimido,parafinsde lubrificao. Devido a isso, a unidade de conservao aumenta consideravelmente a segurana de funcionamento dos equipamentos pneumticos. A unidade de conservao uma combinao de: Filtro de ar comprimido; Regulador de ar comprimido; Lubrificador de ar comprimido. No emprego da unidade de conservao, devem-se observar os seguintes pontos: AvazototaldearemNm3/hdeterminadaparaotamanhodaunidade.Demanda (consumo) de ar muito grande provoca queda de presso nos aparelhos. Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelo fabricante. Apressodetrabalhonuncadevesersuperiorindicadanoaparelho.Atemperatura ambiente no deve ser superior a 50C (mxima para copos de material sinttico). 3.8.1- MANUTENO DAS UNIDADES DE CONSERVAO FILTRO DE AR COMPRIMIDO Quandoofiltronodotadodedrenoautomtico,onveldeguacondensadadeveser controladoregularmente,poisaguanodeveultrapassaraalturadeterminadanocopo.Agua condensada acumulada pode ser arrastada para a tubulao de ar comprimido e equipamentos. REGULADOR DE PRESSO DE AR COMPRIMIDO Quandoexisteumfiltrodearcomprimidoinstaladoantesdoregulador,dispensa-se praticamente a manuteno desse regulador. LUBRIFICADOR DE AR COMPRIMIDO. Controlar o nvel de leo no copo reservatrio. Sempre que necessrio, completar o leo at nonvelindicado.Filtrosdematerialplsticoecopolubrificadordevemserlimpossomentecom Figura 21: Unidade de Conservao. 18 querosene. Solventes como tinner, acetona, acetatos, etc. no so recomendados, pois os mesmos atacam o material plstico. Para o lubrificador, devem ser usados somente leos minerais de baixa viscosidade (mximo 200Engler). VALORES DA CAPACIDADE DE PASSAGEM DE UNIDADE DE CONSERVAO Todososaparelhostmumaresistnciainterna,razopelaqualseverifica,nasadados mesmos, uma determinada queda de presso, que depende da vazo e da correspondente presso de alimentao. 4-DISTRIBUIO DE AR COMPRIMIDO Proporcionarumabasesobreredesdearcomprimido,osmateriaisutilizadosealguns critrios para montagens. Aplicar,paracadamquinaoudispositivosautomatizados,umcompressorprprio, possvelsomenteemcasosisolados.Ondeexistemvriospontosdeaplicao,oprocessomais convenienteeracionalefetuaradistribuiodoarcomprimidoposicionandoastomadasnas proximidades dos utilizadores. Aredededistribuiodearcomprimidocompreendetodasastubulaesquesaemdo reservatriopassandopelosecadoreque,unidas,orientamoarcomprimidoatospontos individuais de utilizao . A rede possui duas funes bsicas: comunicar a fonte produtora com os equipamentos consumidores; funcionar como um reservatrio para atender as exigncias locais. Um sistema de distribuio perfeitamente executado deve apresentar os seguintes requisitos: pequenaquedadepressoentreocompressoreaspartesdeconsumo,afimdemantera presso dentro dos limites tolerveis em conformidade com as exigncias das aplicaes; no apresentar escape de ar, do contrrio haveria perda de potncia; apresentar grande capacidade de realizar separao de condensado. Ao serem efetuados o projeto e a instalao de uma planta qualquer de distribuio, necessrio levar em considerao alguns preceitos. O no cumprimento de certas bases contraproducente e aumenta sensivelmente a necessidade de manuteno. 4.1- FORMATO Em relao ao tipo de linha a ser executada, anel fechado (circuito fechado) ou circuito aberto, deve-se analisar as condies favorveis e desfavorveis de cada uma. Geralmente, a rede de distribuio em circuito fechado, em torno da rea onde h necessidade do ar comprimido. Deste anel partem as ramificaes para os diferentes pontos de consumo. Oanelfechadoauxilianamanutenodeumapressoconstante,almdeproporcionaruma distribuiomaisuniformedoarcomprimidoparaosconsumosintermitentes.Porm,dificultaa separao da umidade, porque o fluxo no possui uma direo e, dependendo do local de consumo, circula em duas direes. Aredecombinadatambmumainstalaoemcircuitofechado,aqual,porsuasligaes longitudinais e transversais, oferece a possibilidade de trabalhar com ar em qualquer lugar. Existem casos, por exemplo, em que o circuito aberto deve ser feito: rea onde o transporte demateriaisepeasareo,pontosisolados,pontosdistantes,etc.Nestescasossoestendidas 19 linhas principais para o ponto. 4.2-VLVULAS DE FECHAMENTO NA LINHA DE DISTRIBUIO Asvlvulassoimportantesnaredededistribuioparapermitirsuadivisoemsees, especialmenteemcasosdegrandesredes,fazendocomqueasseestornem-seisoladaspara inspees, modificaes e manuteno. Assim, evitamos que outras sees sejam simultaneamente atingidas, no havendo paralisao no trabalho e da produo. As vlvulas mais utilizadas so do tipo esfera e diafragma. Acima de 2 so usadas as vlvulas tipo gaveta. 4.3- MONTAGEM A tendncia colocar a linha principal, area e interna, com as correspondentes tomadas de ar prximas a cada utilizador, para que a tubulao no obstrua a passagem, alm de requerer menos curvas. As tubulaes areas aconselhveis so aquelas suspensas por tirantes, fixas nas paredes ou noforroporcantoneirasdefixao.Emalgunscasos,comonafundio,forjariaouposicionadas externamente,aconselhvelcolocarastubulaesemvaletasapropriadassobopavimento, levando-seemconsideraoosespaosnecessriosparaamontagemeamanutenocomos respectivos movimentos das ferramentas, rotaes de curvas, derivaes em T. O posicionamento tambm deve permitir a drenagem de gua condensada de maneira satisfatria. Os tubos no devem ser posicionados em profundidades excessivas e nunca enterrados. 4.3.1- MATERIAL PARA A TUBULAO Aoseremescolhidos,osmateriaisdatubulaoprincipaldevemapresentaralguns requisitos, como fcil manuseio e instalao, resistncia oxidao e corroso e preo acessvel. recomendvel construirarede de ar comprimidocomtubos deaopreto,mas geralmenteconstrudacomtubosdeaogalvanizado,devidoaomenorpreoeamaior facilidade de compra. Figura 23: Rede de Distribuio Aberta. Figura 24: Rede de Distribuio em Circuito Fechado. Figura 22: Rede Combinada. 20 Apesardessasfacilidades,umainstalaocomtubosdeaozincadoapresenta inconvenientes quando comparada com uma instalao efetuada com tubos pretos. Otubodeaopretopossuiparedeinternabastantelisa,isentadeasperezaerugosidade,o quevantajoso,poistendea eliminar considerveisperdasdepresso,o queevitaaformaode turbulncia no seu interior. O tubo galvanizado no liso, apresentando maior perda de presso. A resistncia do tubo de ao preto em relao oxidao e corroso tambm superior aos tubos zincados, visto que esses oxidam com facilidade nas extremidades roscadas. 4.3.2-LIGAO ENTRE OS TUBOS Asligaesentreostubossodediversasmaneiras:rosca,solda,flange,acoplamento rpido, devendo todas apresentar a mais perfeita vedao. Asligaesroscadassocomuns,devidoaoseubaixocustoefacilidadedemontageme desmontagem.Paraevitarvazamentosnasroscasdeve-seutilizarvedantesbasedeteflon(por exemplo: fita teflon), devido s imperfeies existentes na confeco das roscas. A unio realizada por solda oferece menor possibilidade de vazamento se comparada unio rosca da, apesar de um custo maior. As unies soldadas devem estar cercadas de certos cuidados: os escamasdexidotmqueserretiradasdointeriordotuboeocordodesoldadeveseromais uniforme possvel. De maneira geral, a utilizao de conexes rosca das se faz at dimetros de 3. Para valores maiores,recomendam-seconexessoldadas,quepodemserportopoparatubos,soquetepara curvas, flanges e vlvulas. Para instalaes que apresentam maior grau de confiabilidade, recomenda-se o uso de conexes flangeadas e soldadas. 4.3.3-INCLINAO Astubulaesdevempossuirumadeterminadainclinaonosentidodofluxointerior.A inclinaoserveparafavorecerorecolhimentodeumaeventualcondensaodaguaede impurezas,devidoformaodexido,levando-asparaoponto maisbaixo,ondeso eliminadas para atmosfera atravs do dreno. O valor desta inclinao de 1 a 2% em funo do comprimento reto da tubulao onde for executada. 4.3.4-DRENAGEM DE UMIDADE Tomados os cuidados para a eliminao do condensado, resta uma umidade remanescente a qual deve ser removida ou eliminada, no caso de condensao desta umidade. Para que a drenagem eventual seja feita, devem ser instalados drenos (purgadores) manuais ou automticos, com preferncia para os automticos.Os pontos de drenagem devem-se situar em todos os locais baixos da tubulao principal. Nestes pontos, para auxiliar a eficincia da drenagem, podemserconstrudosbolses,queretmocondensadoeoencaminhamparaopurgador.Estes bolses no devem possuir dimetros menores que os da tubulao.O ideal que sejam do mesmo dimetro. 4.4.4-TOMADAS DE AR Devemserfeitaspelapartesuperiordatubulaoprincipal,evitandoosproblemasde condensado. Recomenda-seainda que nose realize a utilizao direta doar no ponto terminaldo 21 tubo de tomada.No terminal colocada uma pequena vlvula de drenagem e a utilizao deve ser feitaumpoucomaisacima,aondeoar,antesdeirparaamquina,passaatravsdaunidadede conservao. A figura seguinte mostra a inclinao, as tomadas e a drenagem da rede de ar comprimido. 5-VLVULAS Oscircuitospneumticossoconstitudosporelementos,desinal,comandoedetrabalho. Os elementos emissores de sinais e de comando influenciam no processo dos trabalhos, razo pela qual sero denominadas vlvulas". As vlvulas so elementos de comando para partida, parada e direo ou regulagem. Elas comandam tambm a presso ou a vazo do fludo armazenado em um reservatrio ou movimentadoporumahidro-bomba.Adenominao"vlvula"vlidaconsiderando-sea linguageminternacionalmenteusadaparatiposdeconstruocomo:registros,vlvulasdeesfera, vlvulas de assento, vlvulas corredias, etc. Esta a definio da norma DIN/ISO 1219, conforme recomendao da CETOP (Comisso Europia de Transmisses leo-Hidrulicas e Pneumticas). Asvlvulassedividemem5grupo,entretanto,nestetrabalhoserapresentadoapenasas vlvulas direcionais. 5.1-VLVULAS DIRECIONAIS Soelementosqueinfluenciamnotrajetodofluxodear,principalmentenaspartidas, paradas e direo do fluxo. SIMBOLOGIA DAS VLVULAS Pararepresentarasvlvulasdirecionaisnosesquemas,soutilizadossmbolos;estes smbolos no do idia da construo interna da vlvula; somente a funo desempenhada por elas. As posies das vlvulas so representadas por meio de quadrados. Figura 25: Inclinao, Tomadas e Drenagem da Rede de Ar comprimido. 22 O nmero de quadrados unidos indica o nmero de posies que uma vlvula pode assumir. Ofuncionamentorepresentadosimbolicamentedentrodosquadrados.Aslinhasindicam as vias de passagem.As setas indicam o sentido do fluxo. Os bloqueios so indicados dentro dos quadrados com traos transversais. A unio de vias dentro de urna vlvula simbolizada por um ponto. Asconexes(entradaesada)serocaracterizadasportraosexternos,queindicama posio de repouso da vlvula.O nmero de traos indica o nmero de vias. Outras posies so obtidas deslocando os quadrados, at que coincidam com as conexes. As posies de comando podem ser indicadas por letras minsculas (a, b, c, o). Vlvula com 3 posies de comando.Posio central = posio de repouso. Define-secomo"posioderepouso"aquelacondioemque,atravsdemolas,por exemplo,oselementosmveisdavlvulasoposicionadosenquantoamesmanoestsendo acionada. Aposiodepartida(ouinicial)serdenominadaquelaemqueoselementosmveisda vlvula assumem aps montagem na instalao e ligao da presso de rede, bem como a possvel ligao eltrica, e com a qual comea o programa previsto. Viasdeexaustosemconexo,escapelivre,ouseja,semsilenciador.(tringulono smbolo). 23 Vias de exausto com conexo, escape dirigido, ou seja, com silenciador. (tringulo afastado do smbolo). Para garantir uma identificaoe uma ligao correta das vlvulas, marcam-se as vias com letras maisculas, ou nmeros. Tabela I Normas de nomenclatura de vias. Adenominaodeumavlvuladependedonmerodevias(conexes)edonmerodas posies de comando. O primeiro nmero indica a quantidade de vias e o segundo nmero indica a quantidadedasposiesdecomandodavlvula.Asconexesdepilotagemnosoconsideradas como vias. Exemplos: Vlvula direcional 3/2: 3 vias, 2 posies Vlvula direcional 4/3: 4 vias, 3 posies 5.1.1-TIPOS DE ACIONAMENTOS DE VLVULAS Conformeanecessidade,podemseradicionadossvlvulasdirecionaisosmaisdiferentes tiposdeacionamento.Ossmbolosdoselementosdeacionamentodesenham-sehorizontalmente nos quadrados. ACIONAMENTO POR FORA MUSCULAR GERAL Geral (sem identificao do modo de operao) Boto Alavanca 24 Pedal ACIONAMENTO MECNICO Mola Apalpador ou Pino Rolete Rolete, operando num nico sentido (gatilho) ACIONAMENTO ELTRICO Por solenide com uma bobina Com duas bobinas operando em um nico sentido Com duas bobinas operando em sentidos opostos ACIONAMENTO PNEUMTICO DIRETO Por acrscimo de presso Por alvio de presso Por diferencial de reas 25 ACIONAMENTO PNEUMTICO INDIRETO Por acrscimo de presso da vlvula servopilotada. Por alvio de presso da vlvula servopilotada ACIONAMENTO PNEUMTICO COMBINADO Por solenide e vlvula servopilotada Por solenide ou vlvula servopilotada 5.1.2-TEMPO DE ACIONAMENTO O tempo de acionamento das vlvulas pode ser: Contnuo Momentneo 5.1.2.1-ACIONAMENTO CONTNUO Duranteotempodacomutao,avlvulaacionadamecnica,manual,pneumticaou eletricamente. O retorno efetua-se manual ou mecanicamente atravs da mola. 5.1.2.2-ACIONAMENTO MOMENTNEO (IMPULSO) Avlvulacomutadaporumbrevesinal(impulso)epermaneceindefinidamentenessa posio, at que um novo sinal seja dado repondo vlvula sua posio anterior. Afiguraabaixomostraarepresentaodeumavlvuladirecionaldetrsvias,duas posies, acionada por boto e retorno por mola. Figura 26: Vlvula 3/2 vias acionamento por boto e retorno por mola. 26 5.2-CARACTERSTICAS DE CONSTRUO DAS VLVULAS DIRECIONAIS Ascaractersticasdeconstruodasvlvulasdeterminamsuavidatil,forade acionamento, possibilidades de ligao e tamanho. Segundo a construo, distinguem-se os tipos: Vlvulas de assento com: sede esfrica sede de prato Vlvulas corredias: longitudinal (carretel); (plana longitudinal) (comutador); giratria (disco). 5.2.1-VLVULAS DE ASSENTO Asligaesnasvlvulasdeassentosoabertasporesfera,pratooucone.Avedaodas sedes de vlvula efetua-se de maneira muito simples, geralmente com elemento elstico de vedao. As vlvulas de assento com sede possuem poucas peas de desgaste e tm, portanto, uma longa vida til.Elas so robustas e insensveis sujeira. A fora de acionamento relativamente alta; sendo necessrio vencer a fora da mola de retorno e do ar comprimido agindo sobre a rea do elemento de vedao. 5.2.1.1-VLVULAS DE SEDE ESFRICA A construo das vlvulas de sede esfrica muito simples e, portanto, de preo vantajoso. Estas vlvulas se caracterizam por suas reduzidas dimenses. Inicialmente uma mola fora a esfera contra a sede, evitando que o ar comprimido passe do orifcio de presso P para o orifcio de trabalho A. Por acionamento da haste da vlvula, afasta-se a esfera da sede. Para isto, necessriovencer a fora da mola e a fora do ar comprimido.Estas so vlvulas direcionais de 2 vias, pois tm 2 posies de comando (aberto e fechado) e 2 ligaes, entrada e sada (P e A). Comumcanaldeexaustopelahasteelaspodemserempregadastambmcomovlvulas direcionais de 3 vias.O acionamento pode ser realizado manual ou mecanicamente. Figura 27: Vlvula Direcional 2/2 vias Sede Esfrica. 27 5.2.1.2-VLVULA DE SEDE DE PRATO Asvlvulasdesededepratotmumavedaosimpleseboa.Otempodecomutao curto.Umpequenomovimentodopratoliberaumareabastantegrandeparaofluxodoar. Tambm estas, como as de sede esfrica, so insensveis sujeira e tm uma longa vida til. Ao acionar o apalpador so interligadas, num campo limitado, todos os trs orifcios: 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 "exausto cruzada". Asvlvulasconstrudas segundooprincpiodesededepratonico,so livresdeexausto Figura 28: Vlvula Direcional 3/2 vias Sede Esfrica. Figura 29: Vlvula Direcional 3/2 vias Sede Prato NA. Figura 30: Vlvula Direcional 3/2 vias Sede Prato NF. 28 cruzada.No existe perda de ar quando de uma comutao lenta. Ao acionar o apalpador fecha-seprimeiro 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 feito por meio da mola. Asvlvulasdirecionaisde3/2viassoutilizadasparacomandarcilindrosdeaosimples ou como emissores de sinal para pilotar vlvulas de comando. Umavlvulaemposioderepousoaberta,aoseracionada,fechadaprimeiramentea ligaoentrePeAcomumpratoeposteriormenteapassagemAparaRatravsdeumsegundo prato. Uma mola retrocede o apalpador com os dois pratos na posio inicial. O acionamento das vlvulas pode ser feito manual, mecnica, eltrica ou pneumaticamente. Umavlvuladirecionalde4vias(4/2),construdacomsededeprato,consistena combinao de duas vlvulas de 3 vias (3/2); uma vlvula em posio inicial fechada e outra aberta. Nafiguraaseguir,estoabertasasviasdePparaBedeAparaR.Aoseremacionados simultaneamenteosdoisapalpadores,serofechadasasviasdePparaBedeAparaR. Empurrando-seaindamaisosapalpadoresatospratos,deslocando-oscontraamoladeretorno, sero abertas as vias de P para A e de B para R. Figura 31: Vlvula Direcional 3/2 vias Sede Prato Sem cruzamento NF. Figura 32: Vlvula Direcional 3/2 vias Sede Prato NF. Figura 33: Demonstrao do funcionamento da vlvula 4/2 vias. 29 Esta vlvula direcional de 4 vias por 2 posies livre de exausto cruzada e volta posio inicial por meio de mola. Estas vlvulas so usadas em comando de cilindro de ao dupla. Existem inmeras outras vlvulas direcionais de sede de prato, alterando apenas suas vias e posies dependendo da aplicao. 5.2.2.-VLVULAS CORREDIAS Os diversos pontos de ligao das vlvulas corredias sero interligados e fechados por pistes corredios, comutadores corredios ou discos giratrios. 5.2.2.1-VLVULA CORREDIA LONGITUDINAL Esta vlvula tem como elemento de comando um pisto que seleciona as ligaes mediante seumovimentolongitudinal.Aforadeacionamentopequena,poisnonecessriovencera pressodoaroudamola,ambasinexistentes(comonosprincpiosdesedeesfricaedeprato). Neste tipodevlvulassopossveistodosos tiposdeacionamentos:manual,mecnico,eltrico e pneumtico, o mesmo e vlido tambm para o retorno posio inicial. Ocursoconsideravelmentemaislongodoqueasvlvulasdeassentoassimcomoos tempos de comutao. Avedaonestaexecuodevlvulacorrediabastanteproblemtica.Aconhecida vedao"metalsobremetal"dahidrulica,requerumperfeitoajustedacorredianocorpo.A folgaentreacorrediaeocilindroemvlvulaspneumticasnodevesermaiordoque0,002a 0,004 mm. Uma folga maior provocaria grandes vazamentos internos.Para diminuir as despesas para este custoso ajuste, veda-se geralmente com anis "O" (O-Ring) ou com guarnies duplas tipo copo, montados no pisto (dinmico) ou com anis "O" (O-Ring) no corpo da vlvula (esttico). Asaberturasdepassagemdearpodemserdistribudasnacircunfernciadasbuchasdo pisto evitando assim danificaes dos elementos vedantes Figura 34: Vlvula Direcional 5/2 vias Corredia Longitudinal . 30 PordeslocamentodabuchaserounidasaspassagensdePparaAoudeAparaR.Esta vlvula,deconstruosimples,utilizadacomovlvuladefechamento(alimentaogeral)antes da mquina ou dispositivo pneumtico. 5.2.2.2-VLVULA CORREDIA PLANA LONGITUDINAL Esta construo tem para comutao, um pisto de comando.A seleo das ligaes feita, porm, por uma corredia plana adicional. Uma boa vedao ao deslizar tambm garantida. A corredia se ajusta automaticamente pela presso do ar e pela mola montada. As cmaras de ar so vedadas por anis "O" (O-Ring) montados no pisto de comando; no existem furos na camisa do pisto que poderiam provocar danificao na vedao. Mediante um breve impulso pneumtico na ligao de comando Y, a corredia une P com B e A com R e outro impulso do lado Z liga P com A e B com R. Figura 35: Vedao entre mbolo e corpo da vlvula. Figura 36: Vlvula corredia longitudinal manual 3/2 vias. 31 Tirando o ar da linha de comando, o pisto permanece em posio estvel at que seja dado outro sinal do lado oposto (comportamento bi-estvel). 5.2.2.3-VLVULA CORREDIA GIRATRIA Estasvlvulassogeralmentedeacionamentomanualouporpedal.difciladaptar-se outro tipo de acionamento a essas vlvulas.So fabricadas geralmente como vlvulas direcionais de3/3viasou4/3vias.Medianteodeslocamentorotativodeduascorrediaspodeserfeita comunicao dos canais entre si. A figura esquerda mostra que na posio central todos os canais esto bloqueados. Devidoaisso,ombolodocilindropodepararemqualquerposiodoseucurso,porm essas posies intermedirias no podem ser fixadas com exatido. Devido compressibilidade do ar comprimido, ao variar a carga a haste tambm varia sua posio. Prolongando os canais das corredias, consegue-se outro tipo de posio central. AfiguradireitamostraquenaposiocentraloscanaisAeBestoconectadoscomo escape.Nestaposio,ombolodocilindropodesermovidoporforaexterna,ataposiode ajuste. Figura 37: Vlvula direcional corredia plana longitudinal de 4/2 vias - Comutao por impulso pneumtico. Figura 37: Vlvula Corredia Giratria (posio central em exausto). Figura 38: Vlvula Corredia Giratria (posio central fechada). 32 5.2.3 - VLVULAS ELETROMAGNTICAS Estasvlvulassoutilizadasondeosinaldecomandopartedeumtimereltrico,deuma chavefimdecursoeltrico,deumpressostatooudeaparelhoseletrnicos.Emcomandoscom distnciarelativamentegrandeedetempodecomutaocurto,escolhe-senamaioriadoscasos, comando eltrico. Asvlvulasdeacionamentoeletromagnticodividem-seemvlvulasdecomandodiretoe indireto.Asdecomandodiretosousadasapenasparapequenassecesdepassagem.Para passagens maiores so usadas as vlvulas eletromagnticas com servocomando (indireto). Quando energizada a bobina, o induzido puxado para cima contra a mola.O resultado a interligaodoscanaisPeA.AextremidadesuperiordoinduzidofechaocanalR.Cessandoo acionamento da bobina, a mola pressiona o induzido contra a sede inferior da vlvula e interrompe a ligao de P para A. O ar do canal de trabalho A escapa por R. Esta vlvula tem cruzamento de ar. O tempo de atuao curto. Existem inmeras vlvulas direcionais com acionamento por bobinas solenides. 6-ATUADORES PNEUMTICOS Umatuadorumelementopneumticoondeaenergiapneumticatransformadaem movimentoeforaatravsdoselementosdetrabalho.Essesmovimentospodemserlinearesou rotativos. Os movimentos lineares so executados pelos cilindros (atuadores lineares) e os movimentos rotativos pelos motores pneumticos e cilindros rotativos (atuadores rotativos). Os atuadores lineares so: de ao simples; de ao dupla. os atuadores rotativos so: de giro contnuo; de giro limitado. Figura 39: Vlvula Direcional 3/2 vias Acionamento Eletromagntico. 33 6.1-ATUADORES LINEARES 6.1.1-ATUADOR DE AO SIMPLES Os cilindros de ao simples realizam trabalhorecebendo ar comprimido em apenas um de seus lados. Em geral o movimento de avano o mais utilizado para a atuao com ar comprimido, sendoomovimentoderetornorealizadoatravsdemolaouporatuaodeumaforaexterna devidamente aplicada. Aforadamolacalculadaapenasparaquepossareporombolodocilindronasua posio inicial com velocidade suficientemente alta, sem absorver energia elevada. O curso dos cilindros de ao simples est limitado ao comprimento da mola. Por esta razo no so fabricados cilindros de ao simples com atuao por mola com mais de 100 mm. Oscilindrosdeaosimplessoespecialmenteutilizadosemoperaesqueenvolvamfixao, expulso, extrao e prensagem, entre outras. Oscilindrosdeaosimplespodemaindaserconstrudoscomelementoselsticospara reposio.ocasodoscilindrosdemembrana,cujomovimentoderetornofeitoporuma membrana elstica presa haste. A vantagem da membrana est na reduo do atrito mas a limitao de fora, nestes casos, setornaumadesvantagem.Estescilindrossousadosespecialmenteemsituaesdepequenos espaos disponveis para operaes de fixao e indexao de peas ou dispositivos. 6.1.2-ATUADOR DE AO DUPLA Os cilindros de ao dupla realizam trabalho recebendo ar comprimido em ambos os lados.Desta forma realizam trabalho tanto no movimento de avano como no movimento de retorno. Um sistemadecomandoadequadopermiteaoarcomprimidoatingirumacmaradecadavez, exaurindo o ar retido na cmara oposta.Assim, quando o ar comprimido atinge a cmara traseira, Figura 40: Atuador de Ao Simples e retorno por mola Figura 41: Atuador de Ao Simples e retorno por membrana elstica. 34 estaremescapeacmaradianteiraeocilindroavanar.Nomovimentoderetorno,oar comprimido chega cmara dianteira, e a cmara traseira estar em escape. Como no h a presena da mola, as limitaes impostas aos cilindros de ao dupla esto ligadas s deformaes da haste quanto flexo e a flambagem. Os cilindros de ao dupla, quando sujeitos a cargas e velocidades elevadas, sofrem grandes impactos,especialmenteentreomboloeastampas.Comaintroduodeumsistemade amortecimento,os cilindrospodemtrabalharsemoriscodoimpactoque,namaioriadasvezes,o danifica, causando vazamento e reduzindo seu rendimento e sua vida til. Paraevitartaisdanos,antesdealcanaraposiofinaldecurso,ummbolode amortecimentointerrompeoescapediretodoar,deixandosomenteumapequenapassagem geralmente regulvel. Comoescapedearrestringido,cria-seumasobrepressoque,paraservencida,absorve parte da energia, resultando em perda de velocidade nos finais de curso. Emmuitasaplicaesindustriaisoscilindrosconvencionaisdeaosimpleseaodupla nopodemserutilizadossatisfatoriamente.Paraessescasosforamdesenvolvidoscilindros diferenciadosdospadresnormais,oucilindrosespeciais:comhastepassante,demltiplas posies, de impacto, sem haste. 6.1.2.1-CILINDRO COM HASTE PASSANTE Com este cilindro trabalha-se em ambos os lados ao mesmo tempo. Pode-se tambm utilizar Figura 42: Atuador de Ao Dupla. Figura 43: Atuador de Ao Dupla com Sistema de amortecimento. 35 umdosladossomenteparaacionamentodeelementosdeSinal.Umpontopositivodestetipode cilindro , por possuir dois mancais de apoio para as hastes, suportar cargas laterais maiores.Porm,porpossuirhastesemambososlados,tmsuacapacidadedeforasreduzidasem relao a cilindros convencionais com uma nica haste. Estes cilindros, em alguns casos, possuem haste vazada, ou seja, haste com furo passante no sentidolongitudinal,podendoserutilizadospara aplicaes comvcuo,passagemdefluidos eat mesmos condutores eltricos. 6.1.2.2-CILINDRO DE MLTIPLAS POSIES Estetipodecilindroformadopordoiscilindrosunidosporsuascmarastraseiras.Desta forma, se consegue um curso intermedirio escalonado, conforme a figura seguinte. 6.1.2.3-CILINDRO DE IMPACTO O uso de cilindros normais para trabalho de deformao limitado.O cilindro de impacto utilizado para se obter energia cintica elevada.Segundo a frmula de energia cintica, pode-se ter uma idia da energia conseguida atravs da elevao da velocidade. Figura 44: Atuador de Ao Dupla com Haste Passante. Figura 45: Atuador de Ao Dupla de Mltipas Posies. 36 Os cilindros de impacto desenvolvem uma velocidade de 7,5 a 10 m/s (a velocidade de um cilindronormalde1a2m/s).Estavelocidadespodeseralcanadaporumelementode construo especial. A energia deste cilindro poder ser empregada para prensar, rebordar, rebitar, cortar, etc. Sua fora de impacto muito grande em relao ao tamanho de construo de um cilindro. Geralmente so empregados em pequenas prensas. Em relaoao dimetro do cilindro, podemser alcanadas energias cinticas de 25 a 500 Nem. 6.1.2.4-CILINDRO SEM HASTE Ocilindrosemhasteconstitudodeummboloquedeslizalivrementenointeriorda camisa do cilindro. No lado externo camisa temos um cursor que desliza junto com o mbolo. A foraquefazcomqueocursorexternodeslizejuntamentecomomboloobtidaatravsdeum pacote de ms situados na face interna ao cursor. Comocilindrosemhastesereduzanecessidadedegrandesespaosparaainstalao.Se comparados aos cilindros convencionais, esse espao reduzido em 50%. 6.2-ATUADORES ROTATIVOS 6.2.1-ATUADOR DE GIRO LIMITADO Ocilindrorotativotransformamovimentolineardeumcilindrocomumemmovimento rotativo de giro limitado. Figura 46: Atuador de Ao Dupla de Impacto. Figura 46: Atuador de Ao Dupla de Impacto. 37 O ar atinge o mbolo do cilindro movimentando-o.Preso ao mbolo encontra-se a haste e, em sua extremidade, uma cremalheira que transforma o movimento linear em movimento rotativo. O ngulo de rotao pode ser ajustado mediante um parafuso e os ngulos mais utilizados so: 90, 180, 360. Como aplicaes mais comuns esto: operaes de giro de peas, curvamento de tubos, abertura e fechamento de vlvulas, registros etc. 6.2.1.1-CILINDRO DE ALETA GIRATRIA Com este cilindro se consegue movimentos rotativos ajustveis de at 180. utilizado especialmente para abertura e fechamento de vlvulas de grande porte e rotao de peas ou dispositivos. 6.2.2-ATUADOR DE GIRO CONTNUO Atravsdemotorespneumticospodemserexecutadosmovimentosrotativosdeforma ilimitada.Aprincipalcaractersticadestesmotoresaaltarotaoquesepodeatingir.Como exemplosdeaplicaopodemoscitarasferramentaspneumticaseasbrocasutilizadaspor dentistas, que podem atingir at 500.000 RPM (turbo motores). Os motores pneumticos so classificados, segundo a construo, em motores: de pisto; de palhetas; de engrenagens; turbomotores. Figura 47: Atuador de Giro Limitado. Figura 48: Atuador de Giro Limitado de Aleta Giratria. 38 6.2.2.1-MOTORES DE PISTO Este tipo est subdividido em motores de pisto radial e axial. 6.2.2.1.1-MOTORES DE PISTO RADIAL Ombolo,atravsdeumabiela,acionaoeixodomotor.Paraquesejagarantidoum movimento sem golpes e vibraes so necessrios vrios pistes. A potncia dos motores depende da presso de entrada, nmero e rea dos pistes. Os motores de pistes radiais podem atingir at 5.000 min.-1 com potncias variando entre 2 e 25 cv, a presso normal. 6.2.2.1.2-MOTORES DE PISTO AXIAL Ofuncionamentodosmotoresdepistesaxiaissemelhanteaodosmotoresdepistes radiais.Umdiscooscilantetransformaaforadecincocilindros,axialmenteposicionados,em movimento giratrio. Dois pistes so alimentados simultaneamente com ar comprimido.Com isso obtm-se um momento de inrcia equilibrado, garantindo um movimento uniforme e sem vibraes do motor. Figura 49: Atuador de Giro Contnuo Pisto Radial. Figura 50: Atuador de Giro Contnuo Pisto Axial. 39 6.2.2.2-MOTORES DE PALHETAS Graasaopequenopesoeconstruosimples,osmotorespneumticosgeralmenteso fabricadossegundoestetipoconstrutivo.Estesso,emprincpio,defuncionamentoinversoaos compressores de palhetas (multicelulares). O rotor est fixado excentricamente em um espao cilndrico.O rotor dotado de ranhuras.Aspalhetascolocadasnasranhurassero,inicialmente,afastadasdaparedeinternadocilindro mediante uma pequena quantidade de ar aplicada sob elas. Depois, pela fora centrfuga, a vedao individual das cmaras estar garantida. Motoresdepalhetaspodematingirrotaesentre3.000e8.500min.-1compotnciasque vo de 0,1 a 24 cv, a presso normal. 6.2.2.3-MOTORES DE ENGRENAGENS Ageraodomomentodetorosednestetipodemotorpelapressodoarcontraos flancos dos dentes de duas rodas dentadas engrenadas. Uma roda montada fixa no eixo do motor e a outra, livre no outro eixo. Estes motores, utilizados como mquinas de acionar; tm potncias de at 60 cv. 6.2.2.4-TURBOMOTORES Turbomotores so usados somente para trabalhos leves, pois sua velocidade de giro muito alta (500.000 min.-1).Seu princpio de funcionamento inverso ao dos turbocompressores. 7-SENSORES DE PROXIMIDADE Ossensoresdeproximidade, assimcomoaschavesfimdecurso,soelementosemissores desinaiseltricos,osquaissoposicionadosnodecorrerdopercursodecabeotesmveisde mquinaseequipamentosindustriais,bemcomodashastesdecilindroshidrulicose/ou pneumticos. O acionamento dos sensores, entretanto, no depende de contato fsico com as partes mveis dos equipamentos, basta apenas que estas partes aproximem-se dos sensores a uma distncia que varia de acordo com o tipo de sensor utilizado. Existemnomercadodiversostiposdesensoresdeproximidade,osquaisdevemser Figura 51: Atuador de Giro Contnuo Palhetas 40 selecionados de acordo com o tipo de aplicao e do material a ser detectado. Os mais empregados naautomaodemquinaseequipamentosindustriaissoossensorescapacitivos,indutivos, pticos,magnticoseultra-snicos,almdossensoresdepresso,volumeetemperatura,muito utilizados na indstria de processos. Basicamente,ossensoresdeproximidadeapresentamasmesmascaractersticasde funcionamento. Possuem dois cabos de alimentao eltrica, sendo um positivo e outro negativo, e um cabo de sada de sinal. Estando energizados e ao se aproximarem do material a ser detectado, os sensores emitemumsinaldesadaque,devidoprincipalmentebaixacorrentedessesinal,nopodemser utilizadosparaenergizardiretamentebobinasdesolenidesououtroscomponenteseltricosque exigem maior potncia. Diante dessa caracterstica comum da maior parte dos sensores de proximidade, necessria autilizaoderelsauxiliarescomoobjetivodeamplificarosinaldesadadossensores, garantindo a correta aplicao do sinal e a integridade do equipamento. 7.1-SENSORES INDUTIVOS Socomponenteseletrnicoscapazesdedetectaraaproximaodeummaterialmetlico sem a necessidade de contato fsico entre sensor e o acionador, aumentando a vida til do sensor por no possuir peas mveis sujeitas a desgastes mecnicos. 7.2-SENSORES CAPACITIVOS Sosensorescapazesdedetectaraaproximaodeobjetossemanecessidadedecontato fsico,talqualossensoresindutivos,pormcomprincipiodefuncionamentobaseadonavariao da capacitncia.

Figura 52: Sensores Indutivos.

Figura 53: Sensores Capacitivos. 41 7.3-SENSORES PTICOS So sensores remotos que podemter alcance de vrios metros,so aplicados em ambientes que necessitam um resposta rpida de deteco. Ossensoresdeproximidadepticosdetectamaaproximaodequalquertipodeobjeto, desde que este no seja transparente. Adistnciadedetecovariade0a100mm,dependendodaluminosidadedoambiente. Normalmente,ossensorespticossoconstrudosemdoiscorposdistintos,sendoumemissorde luz e outro receptor. Quando um objeto se coloca entre os dois, interrompendo a propagao da luz entre eles, um sinal de sada ento enviado ao circuito eltrico de comando. Outrotipodesensordeproximidadeptico,muitousadonaautomaoindustrial,odo tipo reflexivo no qual emissor e receptor de luz so montados num nico corpo, o que reduz espao e facilita sua montagem entre as partes mveis dos equipamentos industriais. Adistnciadedetecoentretantomenor,considerando-sequealuztransmitidapelo emissordeverefletirnomaterialaserdetectadoepenetrarnoreceptor,oqualemitirosinal eltrico de sada. Figura 54: Sensores pticos (Fotoeltricos). 42 8-PROJETOS 8.1- DISPOSITIVO DE ALIMENTAO DE PEAS A figura abaixo representa um dispositivo de alimentao de peas. O funcionamento deste baseia-senoavanodeumatuadordesimplesaoquedeslocaaspeasparadentrodosistema, retornando em seguida sua posio inicial para uma nova alimentao. Oavanodoatuadorocorreatravsdoacionamentodeumbotoeoretornopelo desacionamento do mesmo. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 1 - Pneumatico Figura 55: Dispositivo de Alimentao de Peas. 43 Exercicio 1 - Eletropneumatico 44 8.2- DOBRADOR DE CHAPAS O funcionamento do dobrador dechapas baseia-se no avanode um atuador de duplaao que desloca as peas para dentro do sistema, retornando em seguida sua posio inicial para uma nova alimentao. Oavanodoatuadorocorreatravsdoacionamentodeumbotoeoretornopelo acionamento de outro boto. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 2 - Eletropneumatico Figura 56: Dobrador de Peas. 45 8.3- PROCESSO DE FABRICAO DE PEAS Num processo de fabricao de peas, o controle de qualidade realizado visualmente. Aspeasaprovadassodestinadasesteira1easpeasreprovadassoretrabalhadase destinadas esteira 2. Ao detectar uma pea para retrabalho, o operador ir acionar um boto para que o atuador de dupla ao avance e desloque a pea esteira 2. O retorno do atuador ocorre automaticamente. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 3 - Pneumatico Figura 57: Processo de Fabricao de Peas. 46 Exercicio 3 - Eletropneumatico 47 8.4- DISPOSITIVO CORTADOR DE CHAPAS A figura abaixo representa um dispositivo para cortar chapas. O avano do atuador de dupla ao pode ser feito de dois pontos diferentes, e aps o deslocamento da chapa esta cortada. Aoacionarumterceiroboto,oatuadorirretornarrapidamente,massomentesehouvera confirmao de que este est totalmente avanado. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 4 - Pneumatico Figura 58: Dispositivo Cortador de Chapas. 48 8.5- DISPOSITIVO CORTADOR DE CHAPAS A figura abaixo representa um dispositivo para cortar chapas. O avano do atuador de dupla ao pode ser feito de dois pontos diferentes, e aps o deslocamento da chapa esta cortada. Aoacionarumterceiroboto,oatuadorirretornarrapidamente,massomentesehouvera confirmao de que este est totalmente avanado. Inserir um temporizador de 10 segundos. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 5 - Pneumatico Figura 59: Dispositivo Cortador de Chapas. 49 Exercicio 5 - Eletropneumatico 50 8.6- COQUILHADEIRA Ascoquilhadeirasnormalmenteutilizadasemfundiespodempossuirumsistema automticoderetiradademetaisfundidosdedentrodosfornos.Ofuncionamentodestesistema depende do movimento de avano e retorno de um atuador de dupla ao. Para o incio da operao, ou seja, para transportar o metal do forno para o molde, devemos recuaroatuadorpormeiodoacionamentodeumboto.Oavanodoatuadorfeito automaticamente, sem o auxlio de um fim-de-crso (todo o processo deve ser feito lentamente). Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 6 - Pneumatico

Figura 59: Coquilhadeira. 51 8.7- DISPOSITIVO DE TRANSFERNCIA DE PEAS AfiguraabaixorepresentaumdispositivodetransfernciadepeasdaestaoIparaa estao II. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 7 - Pneumatico

Figura 60: Transferncia de Peas. VR 1 VR 2 VR 3VR 4 V 2 V 3V 6V 7 V 1 B 1 V 5V 4 AB 52 8.8- PROCESSO DE USINAGEM DE PEAS Emumprocessodeusinagemparafuraodepeasusa-seumdispositivocompostopor duas fases: uma de fixao e outra de furao propriamente dita. As duas fases so realizadas por atuadores pneumticos de dupla ao. A pea colocada manualmente na posio de trabalho e o acionamento de um boto inicia o processo. Para evitar danos pea, a furao (avano e retorno) deve ser feito lentamente. Foielaboradoumprojetoafimdeapresentarumcircuitocapazdesolucionaroexerccio dado. Exercicio 8 - Eletropneumatico Figura 61: Processo de Usinagem de Peas. AB V 1 V 2 V 3 53 9-CONCLUSO Aelaboraodestedocumentofoidegrandeimportnciaparaacompreensoe conhecimentodaaplicaodapneumticaeeletro-pneumticanaautomaoindustrial.Ofoco destetrabalhofoicompreenderasfunes,vantagensedesvantagensdosistemadaAutomao Pneumtica.Foiadquiridoconhecimentosobreaimplementaodeequipamentoseltricose mecnicos em um circuito pneumtico e eletro-pneumtico. Osistema flexvel e comprojetosdefcilvisualizao.vantajosoeconomicamenteem relao ao custo de alguns equipamentos e o que cada um deles proporcionam na indstria. A Automao pneumtica apresenta uma gama de informaes muito grande, o que poder ser considerado em nvel de aprendizado e conhecimento para uma aplicao profissional futura. 54 10 BIBLIOGRAFIA SIMOES, P. A. P., Apostila Fundamentos de Instrumentao Comandos Eletropneumticos, SENAI/SP, 2007. [NC], Tecnologia Eletropneumtica Industrial, PARKER/SP, 2001. [NC], Tecnologia Pneumtica Industrial, PARKER/SP, 2000.