Apostila Mecatronica final

Apostila Mecatronica final


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deve existir neste
um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou até danificações. Antes de alcançar a
posição final, um êmbolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando somente
uma pequena passagem geralmente regulável.
Com o escape do ar restringido, cria-se uma sobrepressão que, para ser vencida absorve
parte da energia e resulta em perda de velocidade nos fins de curso. Invertendo o movimento do
êmbolo, o ar entra sem impedimento pelas válvulas de retenção, e o êmbolo pode, com força e
velocidade total, retroceder.
Elementos pneumáticos em movimento giratório
Esses elementos transformam a energia pneumática em movimento de giro. São os motores
a ar comprimido.
Motores de pistão
Esse tipo está subdividido em motores de pistão radial e axial.
\u2022 Pistões em movimento radial: o êmbolo, através de uma biela, aciona o eixo do
motor. Para que seja garantido um movimento sem golpes e vibrações são necessári-
os vários pistões. A potência dos motores depende da pressão de entrada, o número
de pistões, área dos pistões e do curso dos mesmos.
\u2022 pistão axial: é similar ao dos motores de pistão radial. Um disco oscilante transforma
a força de 5 cilindros, axialmente posicionados, em movimento giratório. Dois pistões
são alimentados simultaneamente com ar comprimido. Com isso se obtém um mo-
mento de inércia equilibrado, garantindo um movimento de motor uniforme e sem
vibrações.
Existem motores pneumáticos com rotação à direita e à esquerda. A rotação máxima está
fixada em 5.000 rpm e a faixa de potência, em pressão normal, varia entre 1,5 a 19 KW (2 a 25 CV).
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Motor de palhetas
Graças à construção simples e pequeno peso, os motores pneumáticos geralmente são fabri-
cados segundo esse tipo construtivo.
Eles são, em princípio, de funcionamento inverso aos compressores multicelular de palhetas
(compressor rotativo). O rotor está fixado excentricamente em um espaço cilíndrico e é dotado de
\u201cranhuras". As palhetas colocadas nas ranhuras serão, pela força centrífuga, afastadas contra a
parede interna do cilindro. A vedação individual das câmaras é garantida.
Por meio da pequena quantidade de ar, as palhetas serão afastadas contra a parede interna
do cilindro, já antes de acionar o rotor. Em tipos de construção diferente, o encosto das palhetas é
feito por pressão de molas. Motores dessa execução têm geralmente entre 3 a 10 palhetas, que
formam no motor câmaras de trabalho, nas quais pode atuar o ar, sempre de acordo com o tamanho
da área de ataque das palhetas. O ar entra na câmara maior, expandindo-se na medida do aumento
da câmara.
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CILINDROS DE AÇÃO DUPLA COM EXECUÇÃO ESPECIAL
Cilindro com haste passante
Esse tipo de cilindro de haste passante possui algumas vantagens. A haste é melhor guiada
devido aos dois mancais de guia, possibilitando a admissão de uma ligeira carga lateral. Os ele-
mentos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do êmbolo. Nesse cilindro, as
forças de avanço e retorno são iguais devido à mesma área de aplicação de pressão em ambas as
faces do êmbolo.
Cilindro Tanden
Essa construção nada mais é do que dois cilindros de ação dupla, os quais formam uma só
unidade. Dessa forma, com simultânea pressão nos dois êmbolos, a força é uma soma das forças
dos dois cilindros. O uso dessa unidade é necessário para se obter grandes forças em locais onde
não se dispõe de espaço suficiente para a utilização de cilindros de maior diâmetro.
Cilindros de múltiplas posições
Esse tipo de cilindro é formado de dois ou mais cilindros de ação dupla. Esses elementos
estão, como ilustrado, unidos um ao outro. Os cilindros movimentam-se, conforme os lados dos
êmbolos que estão sobre pressão, individualmente. Com dois cilindros de cursos diferentes obtém-
se quatro posições.
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Aplicação:
\u2022Seleção de ramais para transporte de pe-
ças em esteiras;
\u2022 Acionamento de alavancas;
\u2022 Dispositivo selecionador (peças boas,
refugadas e a serem aproveitadas).
Cilindro com êmbolo magnético
Na utilização de cilindros pneumáticos, necessita-se com freqüência detectar as posições
iniciais, finais e até intermediários. Para a resolução desse problema, basta a utilização de roletes
fins de curso (elétricos ou pneumáticos), ou ainda sensores (eletrônicos ou pneumáticos). Essa
solução, porém, tem como desvantagem a necessidade de espaço físico para a instalação desses
detectores.
Com o cilindro de êmbolo magnético, instala-se, por exemplo, detectores do tipo "Reed", no
trilho localizado no tubo. Na aproximação do êmbolo, esse detector é acionado.
Na construção desse cilindro, utilizam-se materiais não magnéticos, como: latão, alumínio,
aço inox e plásticos.
Interruptor elétrico de proximidade
Em muitas máquinas e instalações, a montagem de sinalizadores (fins de curso) apresenta
vários problemas. Freqüentemente falta espaço, a máquina é muito pequena ou os fins de curso
não devem entrar em contato com sujeira, água de resfriamento, óleo ou aparas.
Um contato REED está blindado e fixo em uma caixa fundida sob pressão e em suporte de
poliamida. O referido contato é composto de duas lingüetas, que se encontram dentro de uma
ampola de vidro preenchida com um gás inerte.
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Cilindro com êmbolo magnético sem haste
Nas aplicações práticas, encontramos, em determinados dispositivos, uma dificuldade na
instalação de um cilindro pneumático de construção normal, pois o trabalho a ser executado pelo
mesmo sempre terá o movimento, realizado em sua parte dianteira.
Quando esse tipo de problema ocorre, normalmente no projeto utiliza-se um mecanismo de
transmissão ou, em outros casos, torna-se inviável a utilização de cilindros pneumáticos. Para
selecionarmos esse problema, utiliza-se um cilindro de êmbolo magnético, que movimenta um anel
magnético colocado no tubo cilíndrico. O magnetismo é obtido através de vários ímãs permanentes
em forma de anel. O material utilizado nos cabeçotes, tubos e anel, deverá ser não magnético
como: latão, alumínio e aço inoxidável.
O trabalho é realizado no anel que desliza no tubo, dispensando assim a haste, que reduz em
40% o espaço necessário para a montagem do cilindro.
O deslizamento dos anéis imantados externos, em relação aos anéis imantados internos, não
ocorre, pois a força de atração magnética é superior à força máxima axial que o êmbolo é capaz de
produzir a 6 bar de pressão.
Cilindro de Impacto
Em cilindros normais, a força de deformação é limitada. Em cilindros de impacto, eleva-se
essa força pelo aumento da velocidade.
Os cilindros de impacto desenvolvem uma velocidade de 7,5 a 10 m/s, (a velocidade de um
cilindro normal é de 1 a 2 m/s). Essa velocidade só pode ser alcançada por um elemento de constru-
ção especial. A energia desse cilindro será empregada para prensar, rebordar, rebitar, cortar, etc.
A força de impacto é muito grande em relação ao tamanho de construção dos cilindros.
Geralmente são usados em pequenas prensas. Em relação ao diâmetro do cilindro podem ser
alcançadas energias cinéticas de 25 a 500 Nm.
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ATENÇÃO: Para deformação profunda, a velocidade diminui rapidamente, assim como
a energia cinética, razão pela qual esse cilindro não é bem apropriado para esse fim.
Funcionamento:
A câmara "A" do cilindro está sob pressão. Por acionamento de uma válvula,
a pressão aumenta na câmara "B". A câmara "A" é exaurida. Quando a força
exercida na superfície "C" for maior que a força sobre a superfície da coroa
na câmara "A", o pistão se movimenta em direção a Z. Com isso, libera-se o
restante da superfície do êmbolo e sua força é aumentada. O ar comprimido
contido na câmara "B" pode fluir rapidamente pela grande secção de passa-
gem, acelerando fortemente o êmbolo do cilindro.
Cilindro rotativo