ELEVADOR DE ESTEIRAS

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA 
SISTEMAS DE CONTROLE HIDRÁULICO E PNEUMÁTICO 
 
 
 
BRUNA CORRÊA DE MORAIS 
CHRISTYAN DENNER SILVA BRANDÃO 
RÉGIS SILVA CUNHA 
 
 
 
 
 
 
ELEVADOR DE ESTEIRA 
RELATÓRIO DESCRITIVO DE SISTEMA DE CONTROLE 
PNEUMÁTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberlândia, 31 de julho de 2017. 
 
BRUNA CORRÊA DE MORAIS 
11411EAU018 
CHRISTYAN DENNER SILVA BRANDÃO 
11321EAU009 
RÉGIS SILVA CUNHA 
11411EAU003 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELEVADOR DE ESTEIRA 
RELATÓRIO DESCRITIVO DE SISTEMA DE CONTROLE 
PNEUMÁTICO 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Sistemas de 
Controle Hidráulico e Pneumático da Universidade 
Federal de Uberlândia , orientado pelo professor 
João Cicero Silva, para conclusão da atividade 
avaliativa final. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberlândia, 31 de julho de 2017. 
1. OBJETIVO 
Apresentar um circuito com comando indireto pneumático e eletro-pneumático, a partir 
de um problema exposto em sala de aula da disciplina de Sistemas de Controle 
Hidráulico e Pneumático. O documento contempla a descrição do sistema, os diagramas 
Trajeto-Passe e Trajeto-Tempo do ciclo, diagramas de Movimento obtidos por meio do 
aplicativo Fluid-Sim e as Planilhas de Sequência de Comandos e de Emergência Lógica. 
 
2. DESCRIÇÃO 
O sistema pneumático proposto está ilustrado nas Figuras 1 e 2 abaixo. O circuito é 
composto por dois cilindros (elementos atuadores), no qual um deles realiza o transporte 
vertical dos produtos de um pavimento a outro de uma linha de produção. O outro 
possibilita que estes produtos sigam para a esteira do pavimento superior. 
 
Figura 1 – Representação do sistema de elevador de esteira. 
 
 
 
Figura 2 – Funcionamento do elevador de esteira. 
Este sistema pode ser aplicado em uma linha de transporte de embalagens, onde pacotes 
que chegam por uma esteira transportadora são levantados e empurrados pelas hastes de 
cilindros pneumáticos para outra esteira transportadora. Devido a condições do projeto, 
a haste do segundo cilindro só pode retornar após a haste de o primeiro cilindro ter 
retornado. 
A Figura 3 ilustra de maneira completa como seria a linha de produção para 
exemplificação do problema exposto. 
 
Figura 3 – Linha de produção de operação do elevador de esteira. 
 
 
 
3. REPRESENTAÇÃO POR SEQUÊNCIA CRONOLÓGICA 
Podemos enunciar o funcionamento do elevador de esteira de maneira cronológica: 
1. Haste do cilindro A avança e eleva o pacote; 
2. Haste do cilindro B avança e empurra o pacote para a segunda esteira; 
3. Haste do cilindro A retorna à sua posição inicial; 
4. Haste do cilindro B retorna à sua posição inicial. 
 
4. INDICAÇÃO ALGÉBRICA E VETORIAL 
Abaixo são indicadas, respectivamente, as representações algébrica e vetorial do 
problema do elevador de esteira: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. TABELA DE ESTADOS 
A tabela é uma forma tabulada de representação da sequência cronologia, em que as 
informações são dispostas em linhas e colunas, como na Tabela 1 abaixo: 
Movimento Cilindro A Cilindro B 
1 Avança Parado 
2 Parado Avança 
3 Recua Parado 
4 Parado Recua 
 
 
 
Avanço + 
Retorno - 
Avanço → 
Retorno ← 
 
6. DIAGRAMA TRAJETO-PASSE 
O diagrama Trajeto-Passo foi levantado para representar a sequência de movimento, 
analisar o funcionamento do circuito pneumático, e identificar os possíveis problemas 
que deverão ser solucionados através da correta especificação e posicionamento das 
válvulas e dos fins de curso necessários. 
O diagrama trajeto-passo representa a sequência de operação dos elementos de trabalho. 
Desta forma, Indica o movimento dos cilindros em relação a cada passo. Por meio dele, 
é possível verificar também a relação entre estes dois atuadores e verificar o 
comportamento do sistema. 
 
Figura 4 – Diagrama Trajeto-Passe do Elevador de Esteiras. 
 
Cada um destes passos de funcionamento do mecanismo de mudança da esteira 
transportadora é representado no conjunto de desenhos das Figuras 4 e 5. 
 
0 
1 
C
IL
IN
D
R
O
 A
 
0 
1 
1 2 3 4 5 6 
C
IL
IN
D
R
O
 B
 
 
a) Avanço do Cilindro A b) Avanço do Cilindro B 
Figura 5 – Avanço dos atuadores do elevador de esteira. 
 
c) Avanço do Cilindro A d) Avanço do Cilindro B 
Figura 6 – Recuo dos atuadores do elevador de esteira. 
 
7. DIAGRAMA TRAJETO-TEMPO 
Neste diagrama, representamos o trajeto da unidade do elevador de esteiras é dado em 
função do tempo, sendo a distância entre cada etapa correspondente ao respectivo 
período de duração na escala de tempo escolhida. 
 
Figura 7 – Diagrama Trajeto-Tempo do elevador de esteira. 
 
8. FONTE DE ENERGIA 
Para a alimentação dos atuadores do elevador de esteira, foi apresentado o 
modelo de fonte de energia abaixo, contendo filtros, vacuômetro diferencial, vacuostato, 
compressor, pressostato, válvulas, manômetros, unidades de lubrificação, coletores, 
trocadores de calor e reservatório. 
 
Figura 8 – Fonte de energia para o elevador de esteira. 
7.1 Tags – Lista de componentes da fonte de energia 
0.1 - Tomada de Ar (Condicionantes: Posicionada à sombra e distante de fonte emissora 
de partícula sólida e líquida); 
0.2 - Filtro de Ar; 
0.3 - Vacuômetro Diferencial; 
0.4 - Vacuostato Diferencial; 
0.5 – Compressor; 
0.6 – Pressostato; 
0.7 - Manômetro; 
0.8 - Válvula de retenção; 
0.9 - Trocador de Calor; 
0.10 – Reservatório; 
0.11 - Filtro com dreno automático; 
0.12 – Coletor; 
0.13 - Válvula de segurança do compressor; 
0.14 - Válvula 2/2 normal fechado com acionamento por botão; 
0.15 - Válvula 2/2 normal fechado com acionamento por alavanca; 
0.16 - Manômetro; 
0.17 - Válvula de segurança; 
0.18 - Válvula 2/2 normal fechado com acionamento por botão; 
0.19 - Válvula 3/2 normal fechado com acionamento por botão; 
0.20 - Válvula 2/2 normal fechado com acionamento por botão; 
0.21 - Válvula redutora de pressão; 
0.22 - Válvula 2/2 normal fechado com acionamento por alavanca; 
0.23 - Filtro com manômetro e reguladora de pressão; 
0.24 - Válvula 3/2 normal fechado com silenciador; 
0.25 – Lubrificador; 
0.26 - Válvula Cartucho; 
0.27 - Válvula 3/2 normal fechado com silenciador; 
0.28 - Filtro com manômetro e reguladora de pressão; 
0.29- Lubrificador; 
0.30 - Válvula Cartucho. 
 
9. ACIONAMENTO MANUAL 
Para o acionamento dos atuadores do sistema, descrevemos o diagrama de comandos 
abaixo como proposta de funcionamento do elevador de esteira, provenientes das 
válvulas cartucho, descritas anteriormente, no tópico “Fonte de Energia”. 
 
Figura 9 – Acionamento manual do elevador de esteira. 
 
9.1 Tags – Lista de componentes do diagrama de acionamento manual 
1.0 – Cilindro de dupla Ação A; 
1.1 – Válvula de controle direcional 4/2; 
1.2 – Válvula de controle direcional 3/2 normal fechado, retorno por mola; 
1.3 - Válvula de controle direcional 3/2 normal fechado, retorno por mola, acionamento 
mecânico por rolete; 
2.0 - Cilindro de dupla Ação B; 
2.1 - Válvula de controle direcional 4/2; 
2.2 - Válvula de controle direcional 3/2 normal fechado, retorno por mola, acionamento 
mecânico por rolete; 
2.3 - Válvula de controle direcional 3/2 normal fechado, retorno por mola, acionamento 
mecânico por rolete, chave de fim de curso 2.3; 
 
 
10. ACIONAMENTO AUTOMÁTICO 
O acionamento dos cilindros A e B são programados de maneira automática, 
representado abaixo, conectado à fonte deenergia já descrita. 
 
 
Figura 10 – Acionamento automático do elevador de esteira. 
 
10.1 Tags – Lista de componentes do diagrama de acionamento 
automático 
1.4 – Válvula de controle direcional 3/2 normal fechado, retorno por mola, chave de fim 
de curso 1.4; 
1.6 – Válvula de controle direcional 5/2, botão com trava, retorno por mola; 
1.8 – Válvula OU; 
 
11. ACIONAMENTO ELETROPNEUMÁTICO 
Utilizamos de um solenoide para atuar no acionamento dos cilindros, alimentado em 
24 V. 
 
Figura 11 – Circuito com comando eletro-pneumático para o elevador de 
esteira. 
11.1 Tags – Lista de componentes do diagrama de acionamento 
eletropneumático 
1.S.5 – Interruptor; 
1.Y.3 - Válvula solenoide. 
 
12. SEGURANÇA ANALÓGICA E DIGITAL 
Posicionado junto ao sistema, a emergência analógica conta com dois botões de 
segurança para bloqueio e reset do circuito. 
 
Figura 12 – Circuito com comando para emergência analógica para o elevador 
de esteira. 
12.1 Tags – Lista de componentes da segurança analógica 
0.S.33 – Acionamento Botão Vermelho Analógico; 
0.M.34 – Memória; 
0.R.35 - Acionamento Botão Verde Analógico; 
 
 
 
Figura 13 – Circuito com comando para emergência digital para o elevador de 
esteira. 
12.2 Tags – Lista de componentes da segurança digital 
0.S.30 – Botão Vermelho (Stop); 
0.R.32 – Botão Verde (Reset); 
0.M.31 – Memória. 
 
 
 
 
 
 
13. PLANILHA DE SEQUÊNCIA DE COMANDO 
Modo Passo 
ou 
Fase 
EPS Acionamento EAPS ECC EACC LCA ATUADOR Observação 
A(SH) R(SAH) A(SH) R(SAH) 
Manual 0-1 
1-2 
2-3 
3-4 
1.2 
2.2 
1.3 
2.3 
Interação 
Homem 
Máquina 
1.0 
2.0 
1.0 
1.8 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
1.1 
Z(14) 
2.2 
Z(14) 
 
 
1.1 
Y(12) 
2.1 
Y(12) 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
N.A. 
1.0 
2.0 
 
 
1.0 
2.0 
 
Automático 4-0 
... 
0-1 
1.4 
 
2.0 1.6 
e 1.8 
1.1 
Z(14) 
 Repete 
fases 1-2, 
2-1, 3-4 
desde que 
a 1.6 seja 
selecionada 
em 
automático 
 
14. PLANILHA DE EMERGÊNCIA BINÁRIA 
 
15. COMANDO ELETROPNEUMÁTICO 
Uma opção para a solução do elevador de esteira é a utilização de comandos 
elétricos para acionamento das válvulas, substituindo o sistema totalmente 
pneumático. O digrama de comando encontra-se representado na Figura 14. 
 
ECC 1.1 ECC 2.1 Atuador 1.0 Atuador 2.0 
1.1 Z(14) 1.1 Y(12) 2.1 Z(14) 2.1 Y(12) A(SH) R(SAH) A(SH) R(SAH) 
1 
0 
1 
0 
0 
1 
0 
1 
1 
0 
0 
1 
0 
1 
1 
0 
1.0 
 
1.0 
 
1.0 
 
2.0 
2.0 
 
 
2.0 
 
2.0 
2.0 
 
 
Figura 14 – Circuito com comando substituído por eletropneumático para o 
elevador de esteira. 
16. CONCLUSÃO 
O sistema implementado foi apresentado como um simples transporte vertical entre 
esteiras, com elevação de produtos para um nível superior. Apesar de ser uma 
situação não muito complexa, trata-se de um caso frequente em linhas de produção, 
principalmente no setor de embalagem de produtos na indústria. 
Com o arranjo de dois cilindros de dupla atuação, as cargas podem ser fácil e 
rapidamente elevadas para a próxima esteira. 
Além disso, observamos, no decorrer do desenvolvimento da solução, a necessidade 
e a importância de um sistema de segurança para casos de emergência, no qual o 
circuito seja bloqueado e, posteriormente, volte a sua atividade. 
Para a substituição do circuito para esquema eletropneumático, destacamos que os 
componentes (válvulas) que realizam o controle são substituídos por relés, 
A
+24V
 0V
4 2
5
1
3
A+
B
4 2
5
1
3
B+
SA
3
4
K1
3
4
K1
A1
A2
K1
3
4
2S1
1
2
K
3
4
A+
K1
3
4
K
3
4
B+
1S1
3
4
K
3
4
2S2
1
2
K
A1
A2
1S1 1S2 2S1 2S2
1S2
3
4
K2
3
4
K1
1
2
K2
A1
A2
SM
3
4 K2
1
2
K2
3
4
K2
3
4
ST
1
2
ST
1
2
STOP
3
4
ST
A1
A2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2
4
3
7
10
11 5
6
9
2 8
9
12
comutadores de potência, interruptores, pressostatos e sensores elétricos, sendo esta 
de maior facilidade de instalação. 
Com isso, o desenvolvimento da presente atividade permitiu a aplicação direta de 
todos os conceitos vistos na disciplina de Sistemas de Controle Hidráulico e 
Pneumático, servindo de grande aprendizagem para a fixação de conteúdos 
importantes. 
17. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
1. Hasebrink, J.P, "Manual de Pneumática - Fundamentos", Vol.1 Parte 1, Rexroth - Divisão 
Pneumática, Diadema, SP, Brasil, 1990. 
2. Meixner, H. e Kobler, R., "Introdução à Pneumática", Livro Didático, FESTO Didactic, 
São Paulo, SP, Brasil, 1977. 
3. Silva, Emílio Carlos, “Apostila de Pneumática”, Escola Politécnica da USP, São Paulo, 
2002. 
4. Bonacorso, Nelso Guaze, “Automação Eletropneumática”, Editora Érica, 9ª edição, São 
Paulo, 1997.