Projeto de APH, corrigido

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COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
COMPONENTE CURRICULAR: Acionamentos Pneumáticos e hidráulicos 
 
 
RELATÓRIO DO PROJETO DE ACIONAMENTOS PNEUMÁTICOS E 
HIDRÁULICOS: Automação de máquina perfuratriz 
 
 
 
por 
 
 
 
Lucas Faustino dos Santos 
 
 
 
Caruaru, 2024 
 
 
Lucas Faustino dos Santos 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DO PROJETO DE ACIONAMENTOS PNEUMÁTICOS E 
HIDRÁULICOS: Automação de máquina perfuratriz 
 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado como 
requisito para conclusão das atividades 
da primeira unidade ao professor Elson 
Miranda, docente da disciplina 
Acionamentos pneumáticos e hidráulicos 
do Instituto Federal de Educação, Ciência 
e Tecnologia – Campus Caruaru. 
 
 
 
Caruaru, 2024 
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1. Introdução 
 A automação pneumática tem se consolidado como uma tecnologia essencial 
em diversas indústrias, sendo amplamente utilizada em processos que requerem 
eficiência, precisão e segurança operacional. No contexto da mineração e da 
construção civil, as máquinas perfuratrizes representam um dos equipamentos mais 
relevantes, utilizados para perfuração em atividades como extração mineral, 
fundações e instalações de infraestrutura subterrânea. A aplicação de sistemas 
pneumáticos para automatizar essas máquinas oferece diversas vantagens, como 
redução no consumo de energia, maior controle sobre a profundidade e alinhamento 
da perfuração, além de uma diminuição nos riscos associados ao trabalho manual. 
 O desenvolvimento de uma automação pneumática para máquinas 
perfuratrizes visa melhorar a produtividade e a qualidade das operações, ao mesmo 
tempo em que otimiza recursos e proporciona um ambiente de trabalho mais seguro 
para os operadores. Este trabalho propõe-se a investigar os componentes e o 
funcionamento de um sistema automatizado de perfuração pneumática, além disso, 
serão abordados aspectos técnicos, como a seleção de válvulas, cilindros e 
controladores necessários para a automação eficiente do processo de perfuração, 
bem como as configurações de controle que possibilitam uma operação otimizada e 
de alta precisão. A partir de uma análise teórica e prática, o estudo espera contribuir 
para o avanço das técnicas de automação pneumática em máquinas perfuratrizes, 
oferecendo uma visão abrangente sobre as possibilidades de aplicação e os 
potenciais impactos econômicos e operacionais para o setor industrial. 
2. Desenvolvimento 
A máquina que será realizado o estudo pneumático funciona de acordo com os 
seguintes passos, inicialmente um bloco de aço quadrado é inserido na máquina, onde 
a mesma realiza a fixação do bloco. Após isso é realizado a perfuração, onde o bloco 
já perfurado é ejetado para fora da máquina. Todo o processo é realizado em malha 
fechada, permitindo ao operador da máquina total controle do início e parada entre as 
etapas de operação. A figura abaixo ilustra o processo: 
 
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Figura 1: Desenho de máquina perfuratriz. 
 Um cilindro (1A) instalado horizontalmente empurra as peças alimentadas pela 
gravidade para um anteparo, onde peça é fixada no final do curso. 
 Em seguida o segundo atuador (2A), avança para perfurar a peça, e ao chegar 
ao final do seu curso, o mesmo retorna à posição inicial. 
 Quando o Cilindro 2A, estiver completamente recuado o cilindro 1A deve 
retornar à posição inicial. 
 Quando houver a confirmação que o cilindro 1A, está completamente recuado, 
o (3A) avança, ejetando a peça perfurada no final do seu curso. 
 Após ejetar a peça o cilindro 3A, deve voltar a sua posição inicial e quando o 
mesmo estiver completamente recuado, o cilindro 1A, reinicia o ciclo. 
 
Para a solução proposta, foram utilizados três cilindros de duplo efeito (1A, 2A e 
3A), associados a válvulas de controle de fluxo unidirecionais nos quais, podem-se 
controlar de maneira mais eficiente, as velocidades de avanço e retorno, fundamentais 
para as operações de fixação e perfuração. Para acionamento dos atuadores foram 
utilizadas válvulas direcionais 5/2 vias. 
Para garantir uma maior segurança operacional, foram utilizadas duas válvulas de 
alívio de pressão (com manômetro) associadas aos atuadores que realizam a 
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operação de fixação e perfuração, de maneira a verificar sobrecarga nessas 
operações. Conforme dito anteriormente o botão de emergência será uma válvula 
direcional de 3/2 vias, normalmente aberta, que cortará o suprimento de ar do sistema 
conforme acionada. 
Para garantir uma melhor qualidade do ar comprimido, bem como garantir a 
adequada pressão de trabalho, foi proposto no ponto inicial do circuito pneumático a 
unidade de condicionamento pneumático, conhecido popularmente como “Lubrifil”, no 
qual é um conjunto composto por um filtro regulador e um lubrificador, melhorando 
também a eficiência do sistema, bem como aumentando a vida útil dos seus 
elementos. 
 
Figura 2: Circuito pneumático da máquina perfuratriz. 
A tabela abaixo destacada os componentes presentes no circuito pneumático 
e suas respectivas quantidades: 
Componente Quantidade 
Alimentação de ar comprimido 1 
Filtro de ar 1 
Cilindro de dupla ação 3 
Válvula de transporte 1 
VCD 5/2 vias, acionamento duplo piloto 3 
VCD 3/2 vias, acionamento botão, retorno mola 2 
VCD 3/2 vias, acionamento gatilho, retorno mola 4 
6 
 
Válvula reguladora de fluxo unidirecional 6 
Válvula limitadora de pressão 2 
VCD 3/2 vias, acionamento por fim de curso, retorno mola 2 
 
A expressão algébrica associada à operação proposta é representada na figura 
abaixo, nestes casos o sinal “+” representa o avanço e o sinal negativo “-”, representa 
o recuo o atuador que antecede o sinal. 
 
Figura 3: Expressão algébrica do circuito. 
 
3. Conclusão 
 A análise do sistema proposto evidenciou como a utilização de atuadores e 
válvulas adequadamente selecionados pode otimizar o processo de perfuração, 
permitindo um controle preciso sobre cada etapa, desde a fixação até a ejeção das 
peças. A combinação de cilindros de dupla ação para as operações de fixação e 
perfuração com um cilindro de simples ação para a ejeção assegura uma sequência 
operacional fluida e controlada em malha fechada, beneficiando-se das válvulas de 
controle de fluxo para ajustar a velocidade dos atuadores. 
 A inclusão de dispositivos de segurança, como válvulas de alívio e um botão 
de emergência, foi fundamental para aumentar a confiabilidade do sistema e minimizar 
riscos para o operador. Além disso, a instalação de uma unidade de condicionamento 
pneumático melhora a qualidade do ar comprimido, prolongando a vida útil dos 
componentes e maximizando a eficiência do circuito. 
 Este estudo reafirma a viabilidade e os benefícios da automação pneumática 
em processos industriais, sugerindo que sua implementação pode oferecer vantagens 
econômicas e operacionais relevantes. Os resultados obtidos com o sistema proposto 
indicam que a automação não apenas aprimora a produtividade e a qualidade das 
operações, mas também contribui para um ambiente de trabalho mais seguro e 
controlado, atendendo às exigências de um setor que demanda precisão e robustez 
em suas aplicações. 
4. Referências 
1. PARKER, Tranning. Tecnologia pneumática Industial. SP, 2000. 
2. FIALHO, Arivelto. Automação Pneumática: Projetos, Dimensionamento e Análise 
de circuitos. 6 ed – São Paulo. Érica, 2008. 
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3. PRUDENTE, Francesco. Automação Industrial Pneumática: Teoria e Aplicações. 
Rio de Janeiro: LTC, 2015. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS