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Blocos de segurança para Prensas tipo “N” e “P”

2Rodrigo Rodrigues | 05/18//2011 | DCBR/SSY | STRICT CONFIDENTIAL | © Bosch Rexroth AG 2010. All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights.

Conteúdo

Introdução

Referências normativas

Bloco tipo “N”

Bloco tipo “P”

Considerações finais


Introdução

Prensas hidráulicas são máquinas responsáveis pela conformação, corte e dobra de peças metálicas e não metálicas.

A conformação é realizada por meio do movimento de cilindro (s) hidráulico (s) controlado e acionado por um sistema hidráulico.


Introdução

Devido as características operacionais, de acordo com a interação do operador com a máquina, da máquina com o operador, da máquina com o meio e do operador com o meio, a prensa hidráulica pode requerer o uso de rigorosos sistemas de segurança para o seu acionamento e movimentação do martelo, acoplado ao cilindro hidráulico.


Introdução

Conforme a norma NBR 14153 e a norma européia EN 954, por meio de uma análise de risco, as prensas hidráulicas podem exigir o uso de sistemas de segurança categoria 4

Exemplo - Prensa

Esmagamento -> S2

Operação manual -> F2

Velocidades rápidas na prensa -> P2

Nível 4


Introdução

3rd Case: Médiorisco com dano

Conforme a norma ISO 13849, em prensas devem ser projetados e utilizados sistemas que atinjam o maior grau de segurança

Risco alto

risco inaceitável

Baixo riscoexposição de. 10-8/h para situações perigosas

Risco médio

PL = redução de risco “e”

PL = redução de risco “c”

PL = redução de risco “d”

Risco

1st Caso: Riscode vida

2nd Case: Alto risco com dano

tolerado

SegurançaMáquina

Sistema de Sistema de

controle de controle de

prensaprensa

AplicaAplicaçção ão

comum comum

na hidrna hidrááulicaulica

CircuitosCircuitos

De grampoDe grampo


Introdução

Os blocos de segurança para prensashidráulicas tipo “N” e “P” foram desenvolvidos para adequação de sistemas hidráulicos para prensas jáexistentes e que não estão de acordo com as normas de segurança.

O objetivo é implementar a segurança hidráulica em prensas, adicionando à um sistema hidráulico já existente, a função de segurança.

Devido a alta inércia do movimento de descida do martelo, em caso de necessidade de parada de emergência, a hidráulica é um meio eficiente para interromper o movimento do cilindro.


Introdução

Os blocos de segurança tipo “N” etipo “P” são compostos por circuitohidráulico com duas válvulas commonitoramento e uma válvula de segurançacontra multiplicação de pressão.

Por meio das duas válvulas monitoradasé possível alcançar a categoria 4 de segurança hidráulica conforme NBR 14153.

O objetivo do bloco de segurança é

parar o movimento perigoso de descida

do martelo/cilindro por meio da hidráulica

conforme comando do controlador

de segurança !!!

A parada é feita por meio do desligamentodo comando das válvulas monitoradas

Falhas mecânicas

estruturais, o risco

não é evitado por meio

do bloco de segurança.

Exemplos de falha mecânica:

- Rompimento de tubo- Quebra do cilindro do martelo


Conteúdo

Introdução


Bloco tipo “N”

Bloco tipo “P”




Para a obtenção de um correto projeto, fabricação e implementaçãode máquinas e equipamentos, bem como sua conservação, manutençãoe descarte é obrigatório seguir as orientações e especificações contidas em normas.

No Brasil, a principal diretiva de segurança para máquinas e equipamentos,com força de lei é a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho número 12 (NR12).



NR 12 – Segurança em Máquinas e Equipamentos

NBR 14153 – Partes de sistemas de comando relacionados à segurança –princípios gerais para projeto

NBR 14009 – Segurança de máquinas – princípios para apreciação de riscos

NBR NM 213-2 – Segurança em máquinas – conceitos fundamentais e princípios gerais de projeto

EN 954-1 – Safety of machinery, safety related parts of control systems

EN 693 – Hydraulic Presses - Safety

IEC EN 60204-1 – Electrical equipament of machines – part 1 – General requirements



ISO 13849-1 – Safety of machinery – Safety – related parts of controlsystems -

ISO 12100 – Safety of machinery – General principles for design – Riskassessment and risk reduction

ISO 4413 – Hydraulic fluid power – General rules relating to systems


Conteúdo

Introdução


Bloco tipo “N”

Bloco tipo “P”



Bloco tipo “N”

O bloco tipo “N” é um controle hidráulico de segurança para prensas hidráulicas.

Ele é composto de um circuito hidráulico redundante por meio de válvulas direcionais com monitoramento.

Indicado para adequação de sistemas hidráulicos existentes, onde existe a necessidade de instalar um circuito hidráulico categoria 4 (NBR 14153)

O movimento do cilindro do martelo somente é possível mediante ao acionamento do bloco.


Bloco tipo “N”

PERIGO!Hidráulica existente

Bloco tipo “N” – Exemplo de instalação

Bloco N


Bloco tipo “N” – Exemplo de diagrama de acionamento

O diagrama de acionamentos mostrado é somente do bloco N !!!

No trabalho de adequação ele deve ser inserido no diagrama de acionamento já existente na prensa.

Eventuais temporizações nos acionamentos podem ser necessárias em função do projeto.


Bloco tipo “N” – Características gerais

Dados técnicos:

Hidráulico

-Pressão máxima = 315 bar-Conexão T = 210 bar-Fluído hidráulico = Óleo mineral (HL, HLP)conforme DIN 51524-Classe de pureza do fluído hidráulico conformeISO 4406 ( C ) classe 20/18/15

Elétrico

-Tipo de tensão = Continua-Tensão disponível = 24V

Maiores informações ver também catálogos RP 23178 (TN 6), RP 23351 (TN10), RP 24751 (válvulas

pré-operadas) e RE 24830

Aplicações especiais entrar em contato com os canais de vendas da Bosch Rexroth


Bloco tipo “N” – Características gerais

A válvula monitorada do bloco tipo “N” usa sensor indutivo tipo “QM”

Esquema do sensor Conector 4 pinos M12x1

Quadro de sinais

Posição

neutra

Posição

atuada

Curso do embolo %


Bloco tipo “N” – Principais tamanhos

315180IH04M16NB-100-201-3X/G24K4 1)R979020362

315100IH04M12NB-100-201-3X/G24K4 1)R979023347

31550IH04M10NB-100-202-3X/G24K4R979014086

31525IH04M06NB-100-202-3X/G24K4R979012898

Pressão máxima

em P (bar)

Vazão máxima

(L/min)

DescriçãoCódigo

1) Para os blocos tipo “N” tamanhos 12 e 16 deve ser previsto pilotagem externa e dreno externo


Conteúdo

Introdução


Bloco tipo “N”

Bloco tipo “P”



Bloco tipo “P”

O bloco tipo “P” é um controle hidráulico de segurança para prensas hidráulicas.

Ele é composto de um circuito hidráulico redundante por meio de elementos lógicos direcionais com monitoramento.

Indicado para adequação de sistemas hidráulicos existentes, onde existe a necessidade de instalar um circuito hidráulico categoria 4 (NBR 14153).

O movimento do cilindro do martelo somente é possível mediante ao acionamento do bloco.


Bloco tipo “N”

Hidráulica existente

Bloco tipo “P” – Exemplo de instalação

Bloco P

PERIGO!

Conexões X3,X4

X6 e X7 podem ser

ligadas dependendo

do projeto

Conexão X5 deve ser

ligada na linha de

piloto do

componente de

pressão ou

descompressão do

sistema existente

Nota !!!


Bloco tipo “P” – Exemplo de diagrama de acionamento

O diagrama de acionamentos mostrado é somente do bloco P !!!

No trabalho de adequação ele deve ser inserido no diagrama de acionamento já existente na prensa.

Eventuais temporizações nos acionamentos podem ser necessárias em função do projeto.


Bloco tipo “P” – Características gerais

Dados técnicos:

Hidráulico

-Pressão máxima = 315 bar-Conexão T = 210 bar-Fluído hidráulico = Óleo mineral (HL, HLP)conforme DIN 51524-Classe de pureza do fluído hidráulico conformeISO 4406 ( C ) classe 20/18/15

Elétrico

-Tipo de tensão = Continua-Tensão disponível = 24V

Maiores informações ver também catálogo RP 21010

Aplicações especiais entrar em contato com os canais de vendas da Bosch Rexroth


Bloco tipo “P” – Características gerais

A válvula monitorada do bloco tipo “P” usa sensor indutivo tipo “QM”

Esquema do sensor Conector 4 pinos M12x1

Quadro de sinais

Posição

neutra

Posição

atuada

Curso do embolo %


Bloco tipo “P” – Principais tamanhos

315700IH04ME40P7A1001-3X/G24K4R979015889

3151100IH04ME50P7A1001-3X/G24K4 R979020149

315450IH04ME32P7A1001-3X/G24K4R979016778

315300IH04ME25P7A1001-3X/G24K4R979021239

315180IH04ME16P7A1001-3X/G24K4R979022851

Pressão máxima

em P (bar)

Vazão máxima

(L/min)

DescriçãoCódigo


Conteúdo

Introdução


Bloco tipo “N”

Bloco tipo “P”




Projeto de adequação

Para o dimensionamento e seleção do bloco deadequação mais apropriado é necessário análisetécnica do circuito hidráulico existente na máquina.

Informações como velocidades de trabalho, esforços,pressões, força de sustentação, contrabalanço domartelo e o esquema atual da máquina são informações obrigatórias para a correta seleção do bloco.

Após a seleção do bloco, o esquema existente da máquinadeve ser revisado e a documentação atualizada.

O projeto de adequação deve buscar manter o desempenhoda máquina o mais próximo possível da condição original.



Instalação

O bloco de adequação deve ser montado o mais próximo possível do cilindro.

O tubo que liga o bloco ao cilindro deve ser dimensionado para resistir ao máximo esforço mecânico e hidráulico existente na máquina aplicando um coeficiente de segurança.

A tubulação deve fazer uso de conexões positivas e flanges.Os terminais preferencialmente devem ter a ponta conformada a frio (sistema Vossform) ou deve ser utilizado solda.

Em caso de processo de soldagem, todo o processo deve ser qualificado e os cordões de solda devem ser inspecionados com emissão de relatório de aprovação.

Tubo de segurança.Exigência de elevada qualidade.



Instalação

Devem ser observados boas práticas e alta qualidadena montagem do tubo de segurança.

Não são permitidas a utilização de emendas ou junções por conexões na tubulação entre o bloco e o cilindro.

O tubo deve ser preso com braçadeiras e ter resistênciae estabilidade aos efeitos de vibrações.

Não é permitido a utilização de tubo com costura.

Não é permito a utilização de conexões com anel decravamento conforme recomendação da EN 693.

Não é permitido o uso de mangueiras entre o bloco de segurança e o cilindro conforme recomendação da EN 693.




Instalação

Caso a máquina possua vibração intensa característicaa sua natureza de trabalho, condições de contorno eoutras medidas devem ser tomadas caso exista impedimento ao uso de tubulação de segurança rígida.Quanto a tubulação, demais exigências vide as referências normativas.




Comissionamento

O comissionamento e start-up devem ser realizadospor profissionais especializados em mecânica, hidráulica e elétrica.Medidas de segurança devem ser providenciadas durante o comissionamento, tendo acesso a máquina somente os envolvidos no trabalho.

Após a finalização da instalação, testes de ciclagem demáquina devem ser realizados. Todo o procedimento deteste, descrição, números de ciclos, ferramenta usada,produto conformado, etc, devem ser registrados em relatório.

Não sendo evidenciado nenhum problema de ordem elétrica, hidráulica e mecânica, e sendo constatado o correto funcionamento e estabilidade da máquina, a mesma poderá ser homologada com o fechamento do relatório e documentação atualizada.



Comissionamento

Somente após a homolagação do teste (ver NBR 14153) e finalização da documentação, a máquina poderá serliberada para a produção.

Catálogos de referência para comissionamento

hidráulico

RP 07080 – Montagem, colocação em operação e manutenção de bombas e motores hidráulicos

RP 07100 – Montagem, colocação em operação e manutenção de cilindros hidráulicos

RP 07300 – Montagem, colocação em operação e manutenção de válvulas industriais

RP 07900 – Montagem, colocação em operação e manutenção de instalações hidráulicas



Reforma e adequação

Toda a reforma e adequação deve ser emitido aAnotação de Responsabilidade Técnica (ART) por Engenheiro responsável junto a CREA.

A adequação de uma prensa hidráulica não se limita

apenas a instalação de bloco hidráulico de

segurança.

A adequação plena e completa envolve o uso de uma série de dispositivos, componentes de segurança, proteções, etc, cujo as recomendações técnicas podem ser encontradas nas normativas de referência, sendo obrigatório seguir a diretivas da NR 12.


� Exemplo de um sistema integrado de controle eletrônico de segurança, intertravamento e atuadores

8.010

18.01017.010

10.0105.010

Image: Sick AG

Valvula 1

Valvula 2

Valvula 3

Considerações finais - Exemplo de sistema de segurança integrado


Machine Safety

Obrigado

Bosch Rexroth

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