USJT-2013-4AEMN-ICAutom - Laboratório 02 - Pneumática 2 - Circuitos Avançados - REV 1.0

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  • USJT 2013 4AEMN ICAutom Instrumentao, Controle e Automao

    Professor: Robson Calvetti

    Aula: Laboratrio 02

    Assunto: Pneumtica 2 Circuitos Avanados

    Relatrio

    Dados do Aluno

    R.A.: 200414757_____________________________________________________________________

    Nome: Diego Gonales Sampaio Alves_____________________________________________________

    1. Introduo:

    Pneumtica, derivado do termo grego Pneuma que significa "flego", "sopro", respirao

    um ramo da engenharia que faz uso de gs ou ar pressurizado para a tecnologia de acionamento e

    comando. Embora a pneumtica seja um dos mais velhos conhecimentos da humanidade, onde a

    utilizao do ar comprimido como fonte de energia foi empregado cerca de 2500 anos AC, somente na

    segunda metade do sculo XIX o ar comprimido adquiriu importncia industrial, pois sua aplicao ajuda

    a libertao do operrio de operaes repetitivas, possibilitando o aumento do ritmo de trabalho,

    aumento de produtividade e, portanto, possibilitando um menor custo operacional.

    A Pneumtica pode ser utilizada numa gama alta de aplicaes como, por exemplo:

    prensas pneumticas;

    dispositivos de fixao de peas em mquinas, ferramentas e esteiras;

    acionamento de portas de um nibus urbano ou dos trens do metr;

    sistemas automatizados para alimentao de peas;

    robs industriais para aplicaes que no exijam posicionamento preciso;

    freios de caminho e nibus;

    parafusadeiras e lixadeiras;

    broca de dentista;

    pistola de pintura;

    correio pneumtico;

  • 2. Objetivo:

    O objetivo desse relatrio apresentar solues s diversas situaes descritas em nosso

    material guia aplicando os conceitos, at agora utilizados, para circuitos pneumticos bsicos e

    avanados.

    3. Procedimentos Experimentais:

    3.1. Materiais:

    01- Apostila orientativa (fornecida pelo professor);

    02- Software para simulao de circuitos FluidSim - FESTO;

    03- Vlvulas de esfera de fechamento rpido;

    04- Mangueiras de PU 6 mm;

    05- Conectores para engate rpido;

    3.2. Equipamentos:

    01- Computador para simulao;

    02- Bancada para testes pneumticos;

    03- Compressor (fonte de presso);

    04- Regulador de presso;

    05- Derivador/Multiplicador de pontos para suprimento;

    06- Divisor 1/2 vias (T);

    07- Vlvulas 3/2 vias Normal Fechada acionamento muscular e retorno por mola;

    08- Vlvulas 3/2 vias Normal Fechada acionamento pneumtico e retorno por mola;

    09- Vlvulas 3/2 vias Normal Aberta acionamento pneumtico e retorno por mola;

    10- Atuador Simples Ao retorno por mola;

    11- Atuador Dupla Ao com amortecimento;

    12- Mquina fotogrfica.

  • 3.3. Mtodos:

    Iniciamos os experimentos com a simulao dos circuitos pneumticos atreves do software

    para simulao FluidSim da empresa FESTO Automao.

    Para o primeiro circuito pneumtico utilizamos os itens abaixo:

    - Fonte de presso;

    Software Correlao

    - Vlvula 3/2 vias Normal Fechada Com acionamento muscular e retorno por mola;

    Software Correlao

    - Vlvula 3/2 vias Normal Fechada Com acionamento pneumtico e retorno por mola;

    Software Correlao

    - Atuador simples ao Retorno por mola.

    Software Correlao

  • O circuito final segue conforme esquemticos apresentados abaixo:

    Figura 1 CP1 - Vlvula fechada. Figura 2 CP1 - Vlvula aberta (Acionada).

    Aps simulao via software fizemos a montagem mecnica do circuito na bancada de testes

    conforme imagem a seguir:

    Figura 3 Circuito Pneumtico 1.

  • Em seguida fizemos a montagem do segundo circuito pneumtico no software para simulao e

    os itens utilizados foram:

    - Fonte de presso;

    Software Correlao

    - 2 Vlvulas 3/2 vias Normal Fechada Com acionamento muscular e retorno por mola;

    Software Correlao

    - Vlvula 3/2 vias Normal Fechada Com acionamento pneumtico e retorno por mola;

    Software Correlao

    - Vlvula 3/2 vias Normal Aberta Com acionamento pneumtico e retorno por mola;

    Software Correlao

    - Atuador ao dupla Com amortecimento.

    Software Correlao

  • Esquemticos do segundo circuito no software para simulao:

    Figura 4 CP2 - Circuito em repouso. Figura 5 CP2 - Acionamento da Vlvula.

    Montagem do circuito na bancada de testes:

    Figura 6 Circuito Pneumtico 2.

  • Como complemento da atividade simulamos no FluidSim outros quatro circuitos que continham

    um contexto prtico conforme apresentado abaixo em formato de exerccios.

    Exerccio 3.3: Ao se acionar um boto de comando, quatro cilindros, de simples ao, com retorno por

    mola, devem avanar e fixar cantoneiras em um quadro de madeira. Enquanto se mantiver o boto

    acionado, os cilindros devero permanecer avanados. Ao se soltar o boto, o cilindro deve retornar

    sua posio inicial.

    Figura 7 - Fixao de Cantoneiras em Quadro de Madeira.

    Figura 8 - Cilindros recuados. Figura 9 - Cilindros avanados.

  • Exerccio 3.4: Um cilindro de dupla ao pode ser acionado de dois locais diferentes, no comando de um

    elevador de cargas, permitindo assim seu acionamento tanto do solo como da plataforma superior.

    Figura 10 - Comando Duplo de um Elevador de Cargas.

    Figu 11 Elevador em Repouso. Fig 12 Subindo - Boto Plataforma. Fig 13 Descendo - Boto Plataforma.

    Fig 14 Subindo - Boto Solo. Fig 15 Descendo - Boto Solo.

  • Exerccio 3.5: Um cilindro, de dupla ao, instalado em uma mquina de estampagem de peas de

    madeiras, deve avanar somente quando dois botes de comando forem acionados simultaneamente

    (comando bi-manual). Soltando-se qualquer um dos dois botes de comando, o cilindro deve voltar

    imediatamente a sua posio inicial.

    Figura 16 - Mquina de Estampagem de Peas de Madeira.

    Fig 17 - Sistema desativado. Fig 18 - Apenas o 1 boto acionado.

    Fig 19 - Os dois botes acionados. Fig 20 - Apenas o 2 boto acionado.

  • Exerccio 3.6: Foi adaptado um cilindro, de dupla ao, em uma mesa para furadeira multifuso, que deve

    ser acionado por dois botes. Acionando-se o primeiro boto o cilindro deve avanar e permanecer

    avanado, mesmo que o boto seja desacionado. O retorno deve ser comandado por meio de um pulso

    no segundo boto.

    Figura 21 - Mesa para Furadeira Multifuso.

    Fig 22 - 1 boto acionado, cilindro avanado. Fig 23 - 1 boto desacionado, cilindro avanado.

    Fig 24 - 2 boto acionado, cilindro recuado. Fig 25 - 2 boto desacionado, cilindro recuado.

  • Exerccio 3.7: Vrias caixas chegam atravs de uma esteira e so desviadas para duas posies. Um

    cilindro de dupla ao acionado por dois botes, com intertravamento, para proteo da prpria

    vlvula. Acionando-se o primeiro boto, o cilindro deve avanar e permanecer avanado, mesmo que o

    boto seja desacionado. O retorno deve ser comandado por meio de um pulso no segundo boto.

    Figura 26 - Desvio de Caixas de Papelo.

    Fig 27 - 1 boto acionado, cilindro avanado. Fig 28 - 1 boto desacionado, cilindro avanado.

    Fig 29 - 2 boto acionado, cilindro recuado. Fig 30 - 2 boto desacionado, cilindro recuado.

  • 4. Resultados e Discusses:

    Conforme esperado os circuitos mecnicos apresentaram os resultados simulados via software.

    No primeiro circuito o acionamento muscular da vlvula 3/2 vias funcionou como um piloto e

    pressurizou a tomada de presso ligada ao acionador pneumtico da outra vlvula 3/2 vias, assim

    deslocando a vlvula e pressurizando a cmara do atuador simples, forando o diafragma contra a mola

    e deslocando o eixo do pisto. Aps soltarmos o boto de acionamento da vlvula, devido ao retorno

    por mola, a mesma se deslocava e liberava o ar para a atmosfera, com a despressurizao da outra

    vlvula e devido ao retorno por mola, a cmara do cilindro era despressurizado e a mola do cilindro

    deslocava o pisto para sua posio inicial.

    Figura 31 CP1 na Bancada. Figura 32 CP1 na Bancada.

    No segundo circuito a vlvula 3/2 vias normalmente aberta pressurizava a tomada de presso

    da cmara do atuador de dupla ao que posicionava o eixo na posio fechada.

    O acionamento muscular da vlvula 3/2 vias pressurizou a tomada de presso das duas vlvulas 3/2 vias,

    tanto a normalmente aberta quanto a normalmente fechada, mudando suas posies. A vlvula 3/2 vias

    normalmente aberta se reposicionava fechando a alimentao de ar comprimido e despressurizando,

    para a atmosfera, o ar comprimido da cmara do atuador de dupla ao que mantinha o eixo do pisto

    recuado. Por sua vez, a vlvula 3/2 normalmente aberta se reposicionava permitindo que o ar

    comprimido pressurizasse a outra cmara do atuador e com isso reposicionando o eixo do pisto para a

    posio avanada.

    Figura 33 CP2 na Bancada. Figura 34 CP2 na Bancada.

  • 5. Concluso:

    Nenhum tipo de clculo foi levado em considerao para a realizao dos experimentos,

    portanto no so conhecidos dados como a velocidade do pisto, fora aplicada, velocidade de retorno

    do pisto, velocidade de despressurizao dos mbolos, etc. Contudo, para os dois circuitos sugeridos,

    os resultados prticos se mantiveram fieis aos simulados.

    Para os circuitos propostos as solues exigidas foram alcanadas, porm, para isso, algumas

    medidas adicionais, s j previstas em aula, foram tomadas.

    Exerccio 3.3 - Fixao de Cantoneiras em Quadro de Madeira:

    Soluo trivial com a utilizao de quatro atuadores de simples ao e uma vlvula 3/2 vias

    normalmente fechada com acionamento muscular e retorno por mola.

    Exerccio 3.4 - Comando Duplo de um Elevador de Cargas:

    Para individualizar os comandos foram utilizadas duas vlvulas alternadoras e quatro vlvulas

    3/2 normalmente fechadas com acionamento muscular e retorno por mola. Essa soluo fez com que o

    elevador s entrasse em movimento enquanto o boto de comando estivesse acionando, possibilitando

    que o operador pare o elevador em diversas posies e no somente nos dois patamares, plataforma

    superior e solo.

    Exerccio 3.5 - Mquina de Estampagem de Peas de Madeira:

    Para a utilizao simultnea dos dois botes foi adotado um circuito srie para os botes e uma

    vlvula 4/2 vias com acionamento pneumtico e retorno por mola para comandar o atuador de dupla

    ao.

    Exerccio 3.6 - Mesa para Furadeira Multifuso:

    Para esse problema a soluo foi utilizar uma vlvula 4/2 vias com acionamento pneumtico

    pela direita e pela esquerda para deslocar o pisto do atuador apenas quando o outro boto fosse

    acionado.

    Exerccio 3.7 - Desvio de Caixas de Papelo:

    Para esse exerccio a soluo foi idntica soluo do exerccio 3.6.

    6. Bibliografia:

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Pneum%C3%A1tica

    Consultado em 23/03/2012

    ftp://ftp.mecanica.ufu.br/LIVRE/SCHP/arquivos/Aula_08_Pneumatica-UNIFEI.pdf

    Consultado em 23/03/2012