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Pneumá tica Bási ca Engineering GREAT Solutions Precisão. Engenharia. Através de nossas pessoas, produtos e serviço. Índice 03 05 - 19 Institucional Módulo I: Atuadores Pneumáticos 06 10 Desenhos fundamentais Flambagem da haste 12 14 Controle da velocidade Montagens 16 17 Modelos não padronizados Variantes 20 - 31 24 Módulo II: Válvulas direcionais Tipos de válvulas 26 28 Operadores de válvula Válvulas direcionais e operadores 32 - 51 34 Módulo III: Preparação de ar comprimido Conversor de unidade de pressão 35 36 Água no ar comprimido Secagem por refrigeração 37 39 Distribuição FRL’s 43 45 Lubrificadores Válvula de alívio 52 69 Circuitos Pneumáticos Circuitos de sequência 79 81 Simbologia Utilitários 83 99 Exercícios Exercícios resolvidos ÓTIMAS soluções de engenharia através de nossas pessoas, produtos, inovação e serviço. A IMI Precision Engineering é líder global em movimento e controle de fluidos. Construindo relacionamentos estreitos e colaborativos com nossos clientes, nós ganhamos um profundo entendimento de suas necessidades de engenharia e, em seguida, mobilizamos nossos recursos e conhecimento para oferecer produtos e soluções distintas. Onde precisão, rapidez e engenharia confiável são essenciais, nossa presença global, capacidade em solucionar problemas e um portfolio com produtos de alto desempenho nos permite entregar ÓTIMAS soluções que ajudam nossos clientes à enfrentarem os desafios de engenharia mais exigentes do mundo. > Confiabiliade Nós entregamos e damos suporte aos nossos produtos de alta qualidade através da nossa rede global de serviços. > Produtos de alto desempenho Um portfolio de produtos de classe mundial para controle de movimento e fluidos incluindo IMI Norgren, IMI Buschjost, IMI FAS, IMI Herion e IMI Maxseal. 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Condições adversas são toleradas, como por exemplo: umidade, ambientes secos e com poeira, e limpeza por jatos d’água. 04 PNEUMÁTICA BÁSICA Construção básica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 01 Vedação do amortecedor 02 Cinta magnética 03 Luva do amortecedor 04 Camisa 05 Bucha guia 06 Vedação da haste 07 Cabeçote dianteiro 08 Entrada de ar 09 Sensor magnético 10 Haste 11 Guia do êmbolo 12 Vedação do êmbolo 13 Cabeçote traseiro 14 Parafuso do amortecedor PNEUMÁTICA BÁSICA 05 Desenhos fundamentais Os atuadores pneumáticos são fabricados em uma ampla variedade de tamanhos, estilos e tipos que incluem simples ação, dupla ação, amortecimento fixo ou ajustável, ou sem armotecimento, com êmbolo magnético, atuadores sem haste, atuador rotativo, atuador de fixação e atuador tipo fole. Simples ação Retorno por mola Atuadores de simples ação exercem força somente em um sentido. Podem ter retorno ou avanço por mola. Dupla ação Sem amortecedor Atuadores sem amortecedor são adequados para cursos completos de baixa velocidade. Alta velocidade: amortecimento externo. Dupla ação Amortecedor fixo Pequenos diâmetros para serviços leves têm armotecedor fixo. 06 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 07 Dupla ação Amortecedor ajustável A haste desacelera progressivamente na parte final do curso. Dupla ação Magnético Uma cinta magnética em volta do êmbolo opera um sensor tipo reed para indicar a posição do curso. Dupla ação Atuador sem haste Dupla ação com amortecedor ajustável. Dupla ação Atuador rotativo de palheta Dupla ação com 270° de rotação. Dupla ação Atuador rotativo pinhão e cremalheria Dupla ação tipo pinhão e cremalheria. Dupla ação Atuador rotativo pinhão e cremalheria Dupla ação — duplo torque Atuador de fixação Retorno por mola. 08 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 08 Atuador de fixação Dupla ação haste dupla Fole Tipo dupla convolução. Algumas aplicações requerem atuadores de cursos longos. Se existe uma carga de compressão axial aplicada na haste, é preciso assegurar que os parâmetros de comprimento, diâmetro e carga estejam dentro dos limites de segurança para evitar a flambagem da haste. π ² E I LK² FK = Fórmula de Euler para instabilidade elást ica FK E IK LK² = = = = Carga Euler (força para flambar) Módulo de elasticidade Momento de inércia Comprimento equivalente livre de flambagem Flambagem da haste O comprimento equivalente livre de flambagem Lk usado na fórmula é determinado pela instalação. Para pino articulado em um dos lados (Euler caso 2) o comprimento livre Lk é o mesmo L entre as juntas. Para uma montagem com um lado livre e o outro fixo (Euler caso 1) Lk = 2L. > 1,2 & 3, uma haste entre mancais será considerada como articulada em um dos lados. Assumir l k = l (Euler caso 2) > 4,5 & 6, o final da haste livre lateralmente assume l k = 2l (Euler caso 1) > 7 caso especial l k < 2l > 8 caso especial l k < 1.5l > Carga no avanço desenvolvida à pressão dada 10 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 11 Cilindro 8032 8040 8050 8063 8080 8100 Bar 2 6 10 16 2 6 10 16 2 6 10 16 2 6 10 16 2 6 10 16 2 6 10 16 Casos 1 / 2 / 3 1000 860 650 500 1200 1200 950 730 1300 1300 1100 920 1300 1200 920 700 1600 1500 1100 880 1500 1100 890 670 Casos 4 / 5 / 6 450 390 290 210 500 500 430 320 450 450 450 410 500 500 410 300 600 600 510 380 600 530 380 280 Caso 7 960 530 390 290 1370 760 570 430 1740 960 720 550 1360 750 560 420 1680 920 690 520 1320 710 520 390 Caso 8 1100 610 450 340 1580 880 660 500 1990 1110 840 640 1550 860 640 490 1930 1060 800 600 1500 810 600 450 Tabela de Flambagem Tabela para cursos máximos em mm. > Fator de segurança “s” = 5 Selecionados válvula, atuador, pressão e carga, o controle de velocidade ajustado é efetuado por válvulas controladoras de fluxo. A velocidade é regulada controlando o ar de exaustão e a válvula controladora no orifício frontal regula a velocidade de avanço e, no orifício traseiro, a velocidade de retorno. Controle de fluxo Válvula de controle de fluxo uni-direcional > Fluxo livre em uma direção > Fluxo ajustável na direção oposta Banjo com regulagem Projetado para ser montado diretamente no orifício da entrada do atuador. O modelo uni-direcional deve ser selecionado para permitir fluxo livre na entrada e ajustável na saída. Aumentando a velocidade Em algumas aplicações a velocidade do atuadorpode ser aumentada até 50% pelo uso de uma válvula de escape rápido. Quando o mesmo é acionado, o ar da câmara frontal é expelido diretamente através da válvula de escape rápido, eliminando rapidamente a contra-pressão. Desta maneira, o amortecedor será menos efetivo. A velocidade natural máxima de um atuador é determinado pelo diâmetro, orifício de entrada, fluxo de entrada e exaustão da válvula, pressão do ar, diâmetro e comprimento do tubo e a carga contra qual ele está trabalhando. Controle da velocidade 12 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 13 Válvula de escape rápido O ar flui da válvula direcional para o atuador passando pela vedação poppet (1 - 2). Quando a válvula direcional é operada, a queda de pressão em “1” permite que a vedação poppet abra. O ar do atuador é expelido rapidamente pelo grande orifício de exaustão e silenciador (2 - 3). R íg id as A AK B SS SW UF M D GF Montagens A. Extensão dos tirantes B. Flange traseira G. Flange dianteira C. Cantoneiras 14 PNEUMÁTICA BÁSICA A rticuladas C D D UH UL U PORCAUS S R PNEUMÁTICA BÁSICA 15 D. Articulação traseira fêmea H. Munhão central R. Articulação traseira macho F. Garfo L. Articulação traseira com suporte UF. Universal (rótula) M. Articulação diantei- ra com suporte L. Articulação traseira universal (rótula) Modelos não padronizados Atuador anti-giro Atuadores compactos que incorporam duas barras guiadas no extrudado do corpo. São usados em aplicações onde a carga ligada ao a eles precisa de guia para manter a orientação. Atuadores ISO 32 a 100 mm com haste anti-giro Possuem duas faces planas guiadas pelo mancal frontal (vedação e limpador) ao longo da haste. São projetadas para resistir a leves cargas de torsão e pequenos giros podem ocorrer com altos torques. Conjunto anti-giro Pode ter mancais ou rolamentos e suporta altas cargas de torsão. O modelo por rolamentos é indicado para baixo atrito e altas cargas. Estas unidades podem ser montadas com os cartuchos de travamento. Unidade de travamento É adequada para atuadores ISO de 32 a 125 mm e e projetada para aumentar a segurança no evento de uma falha do ar ou como parte de uma sequência da máquina. Possui uma unidade de ação passiva e pode parar e manter uma carga em qualquer posição do curso. 16 PNEUMÁTICA BÁSICA Proteção com sanfona Uma alternativa para os limpadores de haste são as sanfonas de proteção, especificadas como um equipamento original quando a haste requer uma proteção maior. É a solução ideal quando a haste está sujeita a presença de abrasivos ou substâncias que possam riscar a mesma. Variantes PNEUMÁTICA BÁSICA 17 Haste dupla Proporciona uma construção mais rígida e melhor estabilidade contra cargas laterais. A área efetiva do êmbolo é a mesma de ambos os lados e uma pressão equalizada cria um balanço de forças através do êmbolo. Geminados ou Multi-posições Pela fixação de dois ou mais atuadores pode-se obter diversas posições de parada de maneira confiável. Atuador Tandem É indicado como alternativa a atuadores maiores onde o espaço disponível é grande no comprimento, mas restrito na largura. Ele proporciona quase o dobro da força para um dado diâmetro e assegura a máxima dentro dos limites de flambagem. Especificação de atuadores > Linear ou rotativo? > Rotativo (torque e ângulo)? > Linear > Simples ou dupla ação? > Diâmetro do êmbolo (força teórica necessária + pressão de operação) > Pressão de operação > Curso do atuador > Êmbolo magnético ou não-magnético? > Algum atuador alternativo? > Alguma montagem? Notas 18 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 19 Módulo II Válvulas direcionais Estas válvulas bloqueiam ou dão passagem para o ar comprimido, direcionam o ar para um lado e para outro. Posições da válvula: número de condições que a válvula apresenta (repouso, atuada). Símbolo da válvula: representação da válvula nos desenhos. Cada posição é representada por um quadro no desenho. Vias: número de entradas e saídas de ar de uma válvula — número de conexões que ela possui. Válvula de duas vias e uma posição. Válvula de cinco vias e duas posições. Válvula de três vias e duas posições. Válvula de três vias e três posições. 20 PNEUMÁTICA BÁSICA Válvula 2/2 vias NA Válvula 3/2 vias NF Válvula 2/2 vias NF Válvula 3/2 vias NA Válvula 3/3 vias com centro fechado Válvula 5/2 vias A B C E D F PNEUMÁTICA BÁSICA 21 Válvula 5/3 vias com centro fechado Válvula 5/2 vias Válvula 5/3 vias com centro fechado Válvula 5/3 vias com centro fechado Válvula 5/3 vias com centro negativo Válvula 5/3 vias com centro negativo Válvula 5/3 vias com centro negativo Válvula 5/3 vias com centro positivo G I K M H J L N Válvula 5/3 vias com centro positivoO Válvula 5/3 vias com centro positivo P A B C D F G H E 21 PNEUMÁTICA BÁSICA I J LK M N O P PNEUMÁTICA BÁSICA 23 Tipos de Válvulas Válvula 3/2 vias Válvula 2x 3/2 vias NF Válvula 2x 3/2 vias NA/NF Válvula 2x 3/2 vias NA Esta nomenclatura significa válvula com 3 vias — conexões ou orifícios de entrada e saída de ar — e 2 posições — aberta ou fechada. Válvula na posição fechada Abastecimento de ar comprimido Conexão 1: abastecimento Conexão 2: trabalho Conexão 3: exaustão 2 posições: aberta ou fechada 3 vias Válvula na posição aberta Abastecimento de ar comprimido acionamento O acionamento da válvula abre a passagem do ar da conexão 1 para a conexão 2. 24 PNEUMÁTICA BÁSICA Abastecimento de ar comprimido Válvula 3/2 vias NA e 4/2 vias desacion ada acionada desacion ada acionada Válvula 5/2 vias Conexão 1: suprimento de ar Conexão 2 e 4: trabalho Conexão 3 e 5: exaustão 2 posições • Posição direita: ar na conexão 2 • Posição esquerda: ar na conexão 4 acionada desacion ada PNEUMÁTICA BÁSICA 25 Operadores de válvula As válvulas são acionadas por operadores que podem ser manuais, mecânicos, pneumáticos ou elétricos. Botão de pressão Botão encoberto Botão cogumelo Botão de giro Interruptor Parada de emergência Chave de liberação Rolete Gatilho Operada por chave Solenoide piloto Piloto de ar Pino came 26 PNEUMÁTICA BÁSICA Operadores manuais Os operadores também são representados por símbolos: Operadores mecânicos Operadores pneumáticos Operadores elétricos deslizamento (manual geral) push button (botão de pressão) pull button (botão de tração) push/Pull button (botão com trava) alavanca pedal pedal com trava botão giratório com trava pino, came ou apalpador mola (usada normalmente para retorno) rolete gatilho unidirecional trava de três posições piloto pressão piloto pressão diferencial solenoide misto sol/ar PNEUMÁTICA BÁSICA 27 Válvulas direcionais e operadores Conexões piloto As conexões piloto transmitem uma elevação de pressão do ar na linha. Esta pressão não é suficiente para deslocar o carretel, de modo que ela age em um pequeno atuador interno, o qual move este carretel. Expressões como “suprimento externo do ar do piloto” ou “exaustão do piloto canalizada”, etc. referem-se a este mini atuador interno. Conexões pilotos não são consideradas “vias” de entrada de ar. Com o piloto (12) acionado, o ar vai do suprimento (1) para a conexão de trabalho (2). Com o piloto (14) acionado, o ar vai do suprimento (1) para a conexão de trabalho (4). 28 PNEUMÁTICA BÁSICA Por extensão de sentido, mesmo não havendo acionamento por piloto,as denominações 12 e 14 indicam o “lado” da válvula, como no exemplo ao lado: o acionamento 14 é por solenoide/piloto e o acionamento 12 é por mola. No segundo exemplo, a energização do solenoide do lado 12 promove a ligação entre as conexões 1 e 2 — desligado o solenoide, a mola do lado 10 promove a ligação de 1 com nada (“nada” = 0). Símbolo de válvulas A numeração dos orifícios é normalizada pelo CETOP RP68P e mostra que: > 1 é o orifício de abastecimento, suprimento de ar comprimido; > 2 ou 4 (algarismos pares) são os orifícios de trabalho , conexões por onde sai o ar para realizar um trabalho; > 3 ou 5 (algarismos ímpares) são os orifícios de escape, exaustão , conexões por onde o ar sai para a atmosfera; > 10, 12, 14 - são orifícios piloto (recebem ar de pilotagem) - (estes algarismos podem também indicar apenas o “lado” da válvula); > operada em 12 , o orifício 1 fica conectado com o 2; e > operada em 10 , o orifício 1 fica bloqueado, conectado com nada, com 0. Nomenclatura dos orifícios Os orifícios de entrada e de saída do ar são atualmente indicados por algarismos mas ainda se encontram válvulas antigas utilizando letras nesta identificação dos orifícios. Função do orifício Suprimento de ar Trabalho Exaustão, escape Piloto Algarismos Sempre indicado por 1 Algarismos pares Algarismos ímpares MN - M é 1 (N é o outro orifício) Letras P = “pump” ou “pressão” Letras iniciais do alfabeto Letras intermediárias do alfabeto Letras finais do alfabeto Função do orifício Abastecimento, suprimento de ar Trabalho Exaustão, escape Piloto Algarismos 1 2 - 4 3 - 5 10 - 12 - 14 Letras P A - B R - S X - Y - Z PNEUMÁTICA BÁSICA 29 Especificação de válvulas > Fluído > Pressão de operação > Número de vias > Número de posições > Tipo de atuador > Tipo de retorno > Vazão > Rosca > Para válvula solenoide: qual bobina e tensão? Notas 30 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 31 Módulo III Preparação de ar comprimido O ar que respiramos, composto principalmente por nitrogênio e oxigênio, é elástico, compreensível e ocupa todo o espaço onde está contido. Unidades de pressão 1 bar = 10.000 N/m² 1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.50 psi 1 bar = 10.197 kgf/m² 1 mm Hg = 1.334 mbar aprox. 1 mm H2O = 0.0979 mbar aprox. 1 Torr = 1mmHg abs (para vácuo) 32 PNEUMÁTICA BÁSICA Unidades de pressão PNEUMÁTICA BÁSICA 33 Conversão de unidade de pressão Converter de (Sistema Inglês) libras por polegada quadrada (psi) libras por polegada quadrada (psi) libras por polegada quadrada (psi) libras por polegada quadrada (psi) libras por polegada quadrada (psi) libras por polegada quadrada (psi) libras por pé quadrado (psf) libras por pé quadrado (psf) libras por pé quadrado (psf) toneladas US por pé quadrado (sh tn/ft²) toneladas US por pé quadrado (sh tn/ft²) polegadas de mercúrio (inHg) polegadas de mercúrio (inHg) polegadas de mercúrio (inHg) polegadas de mercúrio (inHg) Para quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilopascals (kPa) bares (bar) polegadas de mercúrio (inHg) atmosferas — standard — (atm) milimetros de mercúrio (mmHg) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilopascals (kPa) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) pascal (Pa) milimetros de mercúrio (mmHg) Multiplicar por 0,07031 6,89476 0,06895 2,036254 0,06804 51,715 0,006944 0,0004882 0,4788 13,89 0,9765 0,491098 0,03453 3386,389 25,4 Converter de (Sistema Métrico) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilogramas por metro² (kg/m²) pascal (Pa) pascal (Pa) pascal (Pa) quilopascals (kPa) quilopascals (kPa) quilopascals (kPa) bares (bar) bares (bar) bares (bar) bares (bar) bares (bar) milibares (mbar) atmosferas — standard — (atm) atmosferas — standard — (atm) atmosferas — standard — (atm) atmosferas — standard — (atm) atmosferas — standard — (atm) atmosferas — técnica — 1kgf/cm² milímetros de mercúrio (mmHg) milímetros de mercúrio (mmHg) milímetros de mercúrio (mmHg) Para quilogramas por milimetro² (kh/mm²) libras por polegada quadrada (psi) libras por pé (psf) bares (bar) quilopascals (kPa) atmosferas — standard — (atm) atmosferas — técnica = 1 kgf/cm² milimetros de mercúrio (mmHg) polegadas de mercúrio (inHg) libras por pé quadrado (psf) milimetros de mercúrio (mmHg) milibares (mbar) atmosferas — standard — (atm) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) bares (bar) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) quilopascals (kPa) polegadas de mercúrio (inHg) atmosferas — standard — (atm) pascal (Pa) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) pascal (Pa) milibares (mbar) milimetros de mercúrio (mmHg) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) libras por polegada quadrada (psi) quilogramas por centímetro² (kg/cm²) polegadas de mercúrio (inHg) Multiplicar por 0,01 14,22334 2047,68 0,8804 98,0665 0,9678 1 735,6 28,96 0,2048 0,0075 0,01 0,0000098692 0,14504 0,0102 0,01 14,5038 1,02 100 29,53 0,967 100 14,7 1033 101325 1013,25 760 1 0,01934 0,00136 0,03937 34 PNEUMÁTICA BÁSICA 4 metros cúbicos de ar à 1000mbar de pressão atmosférica contidos em um espaço de 1 m3 produzem uma pressão de 3barm. 17,4 gramas de água permanecem como vapor produzindo 100%UR e 17,4 gramas em forma de água condensada. Este é um processo contínuo de tal forma que cada vez que a pressão aumentar em 1bar, um metro cúbico de ar é comprimido adicionando 8,7 gramas de água condensada. Água no ar comprimido A quantidade de vapor d’água contida é uma porcentagem do ar atmosférico e é medida em Umidade Relativa (%UR). Esta porcentagem é a proporção máxima de água que pode ser mantida em forma de vapor à uma determinada temperatura. A ilustração mostra 4 cubos cada um representando 1 metro cúbico de ar atmosférico à 20°C. Cada um destes volumes estão com uma umidade relativa de 50%(50%UR). Isto significa que eles contém 8,7gramas de vapor d’água, ou seja metade do máximo possível (17,4gramas). Quando o compressor comprimir estes quatro metros cúbicos em 1 metro cúbico haverá 4 vezes 8,7gramas, mas somente 2 vezes 8,7gramas ficarão em forma de vapor no novo espaço de 1 m3. As outras 2 serão condensadas em gotas d’água PNEUMÁTICA BÁSICA 35 Secagem por refrigeração É um sistema simples e de baixo custo operacional que serve para aplicações que necessitam de ar seco. Um secador de ar pode processar o ar para um ponto de orvalho um pouco acima do congelamento. O ar úmido entra no primeiro trocador, onde é resfriado pelo ar seco que está saindo. Este entra no segundo trocador onde é resfriado. A água condensada condensado é coletado e drenado, e, quando ar resfriado sai, ele é aquecido pelo ar úmido que entra. 36 PNEUMÁTICA BÁSICA Distribuição > Instalação em anel > Purgador em cada canto para coletar e drenar a água > Tubo com inclinação para os cantos > Tomadas de ar por cima para evitar a descida da água > FRL antes de cada aplicação > Purgador automático em cada canto > Água drenada automaticamente quando a pressão está presente e também quando desligada > Deve ser montado com válvula de isolamento para manutenção. > Incorpora uma tela para reter grandes partículas > Inclui uma válvula de sangria para despressurizar o copo> Quando o nível de água sobe a válvula abre para drenar e fecha novamente > Quando não há pressão a válvula abre para drenar > Montados nos filtros e purgadores > Tela de nylon de 500 µm para evitar o entupimento por partículas sólidas > “Zona morta” para depositar as partículas grandes Purgador automático Dreno automático PNEUMÁTICA BÁSICA 37 Boia com força para equalizar as forças com guia interna para evitar rotação. Assento de entrada de ar. Assento de saída ar. Pistão e válvula de drenagem. Pino para o acionamento manual do dreno. Conexão para tubo de drenagem. Quando o ar entra no copo, a pressão sobe o pistão que abre o assento de entrada para equalizar as forças e fechar a válvula de drenagem. A equalização ocorre com uma diferença de 5 psig entre o lado superior e inferior pistão devido à força da mola. A boia veda o ar no topo do pistão e o assento de saída está fechado. O nível de água sobe, mas não o suficiente para levantar a boia. A força que a mantém para baixo é a pressão agindo na área do assento de entrada. Desta maneira, a água assume a mesma pressão do ar. A água sobe o suficiente para levantar a boia e a pressão no topo do pistão equaliza com o lado inferior. A força da mola empurra o pistão para baixo abrindo o dreno e a água é drenada sob pressão. O assento de saída abre, mas a entrada de ar é mais rápida e mantém o pistão aberto. 38 PNEUMÁTICA BÁSICA Para usar em: > acima de 50° C > acima de 10 bar > Solventes próximos A escolha recomendada para G1/2 ou maior Copo de metal com lentes prismáticas no visor A refração indica claramente o nível de contaminantes Com copo de metal FRL’s Quando dizemos FRL estamos nos referindo a três itens montados em conjunto: filtro, regulador e lubrificador. Estes formam a unidade que prepara o ar comprimido exatamente antes do equipamento pneumático. O FRL proporciona ar limpo e seco, a pressão no nível correto e finas partículas de óleo para lubrificar válvulas, atuadores e ferramentas pneumáticas. Um modo conveniente de usar estes componentes é o sistema modular. Filtros Um filtro tem a função de separar e coletar os contaminantes. Aletas em ângulo forçam o ar a entrar girando no copo, gotas de água e grande partículas são jogadas contra ele e vão para o fundo. Um separador evita que a turbulência jogue a água contra elemento filtrante, o qual retém as partículas finas. Inspeção visual diária é requerida para evitar que o nível de água atinja o elemento filtrante O exclusivo dreno de 1/4 de volta permite ejetar os contaminantes sob pressão A rosca no dreno permite conectar tubo para coletar os contaminantes Com dreno manual Quando o elemento filtrante começa a entupir o fluxo decresce A diferença de pressão age levantando o indicador vermelho A primeira indicação aparece a 0,3bar e a total quando atinge 1bar O elemento filtrante deve ser limpo ou trocado PNEUMÁTICA BÁSICA 39 Sob pressão, a boia levanta quando o nível de água sobe, o que causa a abertura do dreno e a água é ejetada. A boia desce e o dreno fecha. Quando a pressão é desligada, o dreno abre automaticamente e a água sai por gravidade Dreno automático Filtros coalescentes Usados para aplicações onde o ar tem que ser excepcionalmente limpo e livre de óleo. Remove partículas sub-micrométricas de até 0.01 µm. Deve ser usado um pré-filtro de 5 µm para proteger o elemento filtrante e aumentar sua vida útil. Para uso em processamento de alimentos, mancais de ar, pinturas, etc. > O ar entra pelo centro e passa através do filtro para a superfície externa > A chapa de inox perfurada suporta até 10bar de pressão diferencial > Elemento: borosilicato com micro fibra de vidro > O fluxo de ar passa por uma espuma de poliuretano que reduz a velocidade para evitar a reentrada de óleo > Placa final de vedação em resina > As taxas de fluxo são menores que no filtro de ar equivalente ou seja: 28 dm3/s comparado a 83 dm3/s para G1/2 a 6.3 bar > Os filtros têm uma grande área para manter baixa a velocidade do ar e evitar a reentrada do óleo na linha > Indicadores de vida útil monitoram a queda de pressão mostrando quando o filtro deve ser trocado Ideal para indicação remota quando os elementos filtrantes requerem reposição Pode ser usado para dar um sinal remoto sonoro ou visual Para aplicações sensíveis podem desligar a máquina ou o processo quando a queda de pressão é excessiva Indicador de vida útil e elétrico Elemento coalescente de alta eficiência Conteúdo de óleo remanescente 0.01 ppm máx a + 21oC Remoção de partículas até 0.01 µm Qualidade do ar ISO 8573-1 Classe 1.7.2 Alta eficiência em remoção de óleo 40 PNEUMÁTICA BÁSICA Carvão ativado para remoção de vapor e odor de óleo Uma cor rosada é ativada se o elemento coalescente começar a falhar Conteúdo de óleo remanescente 0.003 ppm máx a + 21oC Remoção de partículas até 0.01 µm Qualidade do ar ISO 8573-1 Classe 1.7.1 Ultra alta eficiência Para final de linha de sistemas pneumáticos Remove partículas de óleo que são carregadas para a exaustão Filtro com área grande mantém a velocidade do ar baixa para diminuir os ruídos Silenciadores coalescentes Reguladores de pressão Reduz a pressão primária P1 para uma adequada pressão de trabalho P2 (imagem). Quando não há fluxo a válvula fecha mantendo a pressão P2 e quando há, ela abre o suficiente para também manter a pressão P2, que pode ser ajustada e monitorada pelo manômetro. Quando a pressão desejada é alcançada a força do diafragma equaliza com a mola e fecha a válvula. Circuito fechado é uma aplicação onde o consumo de ar não é contínuo. O fluxo de ar é intermitente tal que o sistema enche de ar e estabiliza uma pressão ex. (um atuador de simples ação). Enquanto o ar está fluindo a válvula fica aberta o suficiente para manter a pressão ajustada à demanda de fluxo, que, conforme este, aumenta a pressão sob o diafragma, decresce abrindo a válvula para manter o fluxo com a pressão próxima ao valor ajustado. Na imagem abaixo, você vê um regulador com alívio que permite reduzir a pressão ajustada. Girando o botão no sentido anti-horário reduz a força da mola. A força maior do diafragma empurra a mola e libera o eixo da válvula. P2 pode ir para a exaustão pelo orifício central do diafragma e girar no sentido horário para ajustar uma nova pressão. Após atingir a pressão desejada, deve-se empurrar o botão para travar e evitar mudanças acidentais na regulagem. PNEUMÁTICA BÁSICA 41 Filtro regulador Na imagem vemos filtro e reguladore desenhados em uma única peça. Possui uma instalação mais cimpacta e é mais barato comparado a duas unidades convencionais. O ar é filtrado e dirigido ao primário do regulador. A pressão é, então, reduzida ao valor de trabalho Regulador bi direcional A ilustração mostra um regulador bi-direcional entre o atuador e a válvula, isto permite a redução de pressão do lado frontal do atuador. Seus tipos são R72R, R74R. Serve para aplicações onde o suprimento do regulador é ciclado e, para reverter o fluxo, o regulador tem uma válvula de retenção incorporada Reguladores pilotados Grandes reguladores exigem muita força para operar (inadequado para controle manual), são montados em locais remotos de difícil acesso. Um regulador piloto, o qual pode ser independente ou com realimentação, é fácil de operar e enviar sinal para o regulador pilotado. Reguladores de precisão Podem ser manuais, mecânicos ou pilotados. Seus tipos são R38, 11-818 e R27. Adequado para controle de processos, medição por ar e instrumentação e serve para ajuste e manutenção de pressão com precisão. 42 PNEUMÁTICA BÁSICA Lubrificadores Para um eficiente funcionamento de equipamentospneumáticos e uma longa vida útil das vedações e partes com atrito, uma lubrificação correta é essencial. Equipamentos que permitem trabalhar sem lubrificação são pré- lubrificados na montagem e têm uma expectativa de vida útil normal. Isto não impede porém de usar o ar lubrificado o que provavelmente aumentaria sua vida útil Para um melhor resultado, uma fina lubrificação é continuamente aplicada por um lubrificador. Isto é particularmente relevante em aplicações adversas onde possam existir altas velocidades e altas temperaturas operando ou onde a qualidade do ar é baixa. Válvulas, atuadores e acessórios em uma aplicação típica podem operar a diferentes taxas e freqüências, e requerem diferentes taxas de lubrificação. O lubrificador de ar proporciona um método conveniente de satisfazer estas demandas. No lubrificador as gotas de óleo são atomizadas em minúsculas partículas que formam uma fina mistura ar/óleo para lubrificar o sistema. A quantidade de óleo fornecida é ajustada automaticamente pelas mudanças de fluxo. O resultado é uma constante densidade de lubrificação. O ajuste de gotas por metro cúbico de ar terá a mesma eficiência em qualquer taxa de fluxo. A IMI Norgren possui dois tipos de lubrificadores: o convencional Oil-Fog (cúpula verde) e o outro Micro-Fog (cúpula vermelha). Ambos são facilmente ajustados para uma determinada densidade de lubrificação. Os lubrificadores Oil Fog são freqüentemente referidos como unidades de alta taxa de lubrificação. Todas as gotas vistas na cúpula visora (verde) entram na corrente de ar atomizadas e o tamanho das partículas de óleo são adequadas para lubrificar pontos simples e próximos do lubrificador. As partículas de óleo são arrastadas pelo fluxo de ar e gradualmente se condensam para proporcionar adequada lubrificação para parafusadeiras, furadeiras e outros equipamentos que requerem uma lubrificação pesada. Lubrificadores Oil Fog Usado para lubrificar pequenas distâncias onde a condensação é requerida rapidamente, os lubrificadores Oil Fog são adequados para ferramentas a ar, motores pneumáticos, grandes atuadores e etc. As gotas de óleo são “quebradas” na corrente de ar e todas as partículas são arrastadas pelo fluxo de ar enquanto sua taxa de gotejamento é ajustável. As gotas de óleo visíveis na cúpula são empurradas pela diferença de pressão entre P1 e P2 enquanto o tubo sifão com retenção impede que o óleo volte para o copo quando não há fluxo. O copo é transparente para inspecionar o nível e uma alternativa é o copo de metal com visor de lentes prismáticas. O controle verde (figura 3) deve ser girado para ajustar o fluxo do óleo. Observe a taxa de gotejamento e ajuste 2 gotas/min a 10 dm3/s. Mude a taxa de acordo com o resultado obtido. O sensor de fluxo flexível, progressivamente se curva conforme o fluxo aumenta. Isto controla a queda de pressão no local em proporção ao fluxo de ar. PNEUMÁTICA BÁSICA 43 Na figura 4 há um plug de enchimento com faces para purgar a pressão do copo: > Abrir um pouco, esperar pelo alívio da pressão e remover o plug > Remover o copo (tipo baioneta), encher e recolocar com segurança > Recolocar o plug e apertar Válvula de retenção com pequeno entalhe. Fluxo muito baixo para pressurizar o copo com o plug removido. Lubrificadores Micro-Fog Os lubrificadores Micro-Fog são os mais utilizados e podem ser identificados pela cúpula vermelha. As gotas de óleo vistas na cúpula desta unidade são atomizadas dentro do copo, mas somente uma pequena porcentagem das partículas produzidas entram de fato na corrente de ar. Cerca de 10% das gotas são muito pequenas, tão finas que podem ser comparadas a uma fumaça. A taxa de gotas é 10 vezes maior que a do Oil Fog para uma mesma quantidade de óleo fornecida. O ajuste de gotejamento é 10 vezes mais rápido também já que o intervalo entre as gotas é menor. A condensação destas partículas ocorrem gradualmente. Isto permite que sejam carregadas a grandes distâncias associadas a labirintos da tubulação, curvas e conexões que fazem parte de um típico sistema pneumático industrial. Serve para a lubrificação onde as partículas de óleo devem alcançar pontos distantes de um intrincado sistema. Adequado para controlar circuitos, múltiplas válvulas, atuadores e sistemas. As gotas de óleo são atomizadas no copo e somente 10% deste óleo deixa o copo. As gotas atomizadas permanecem em suspensão. As gotas de óleo visíveis na cúpula são empurradas pela diferença de pressão entre P1 e P3. Todas as gotas passam pelo gerador de neblina. A queda de pressão P3 é criada pelo venturi no gerador de neblina e somente 10% das pequenas partículas de óleo (menores de 2 µm) deixam o copo pela diferença de pressão entre P1 : P2. O controle vermelho (figura 3) deve ser girado para ajustar o fluxo de óleo. Observe a taxa de gotejamento e ajuste 20 gotas/min a 10 dm3/s. O sensor de fluxo flexível, progressivamente se curva conforme o fluxo aumenta, o que controla a queda de pressão entre P1 : P2 para retirar o ar lubrificado do copo proporcional ao fluxo. Devido ao alto fluxo dentro do copo o Micro-Fog não pode ser recarregado sob pressão. > Primeiro desligar o ar e abrir a exaustão > Remover o copo e recarregar > Recolocar o copo com segurança > Ligar o ar Para recarregar sob pressão troque o plug pelo niple adaptador de enchimento . Lubrificadores de mancais e rolamentos O lubrificador de mancais e rolamentos Micro-Fog proporciona a lubrificação centralizada para mancais, rolamentos, correntes, engrenagens e etc. Controles podem ser instalados para iniciar e parar o lubrificador junto com a máquina. Ele fornece uma neblina de óleo nos pontos de aplicação, cobrindo a superfície dos rolamentos ou mancais com uma fina camada de óleo reduzindo o seu consumo. O ar carrega o lubrificante através do alojamento do rolamento, reduzindo sua temperatura e contaminação, proporcionado longa vida útil. Reservatório de óleo de 2 a 20 litros conforme ASME Pressure Vessel Code Section VIII. 44 PNEUMÁTICA BÁSICA Válvula de alívio Nesta válvula, a força da mola impede que a pressão normal de ar levante o diafragma. Uma pressão excessiva levanta o diafragma para abrir a válvula e aliviar o ar para a exaustão. Quando a pressão volta ao valor ajustado, o diafragma fecha novamente a válvula. Válvula de partida suave Aplica ar ao sistema com fluxo controlado para permitir que as partes móveis se posicionem suavemente e a 50% da pressão o fluxo total é aberto. Quando desligada o ar vai rapidamente para a exaustão e a entrada é bloqueada. Versões solenoide ou piloto de ar. PNEUMÁTICA BÁSICA 45 Especificação de filtros > Pressão de entrada > Vazão > Rosca > Material do copo > Dreno manual ou automático? > Grau de filtragem Notas 46 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 47 Especificação de reguladores > Pressão de entrada > Vazão > Faixa de pressão de saída > Rosca > Com ou sem alívio? > Com ou sem manômetro? Notas 48 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 49 Especificação de lubrificadores > Pressão de entrada > Oil-fog ou Micro-fog? > Vazão > Rosca > Material do copo Notas 50 PNEUMÁTICA BÁSICA PNEUMÁTICA BÁSICA 51 52 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuitos Pneumáticos Circuito Básico Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 53 54 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito Básico Eletro-Pneumático Circuito Série Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 55 56 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito Série Eletro-Pneumático Circuito Paralelo Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 57 58 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito Paralelo Eletro-Pneumático Circuito Ciclo Único (com retorno automático) Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 59 60 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito CicloÚnico (com retorno automático) Eletro-Pneumático Circuito Ciclo Contínuo (com parada no retorno) Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 61 62 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito Ciclo Contínuo (com parada no retorno) Eletro-Pneumático Circuito Ciclo Único (com relé auxiliar) Eletro-Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 63 64 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito Ciclo Contínuo (com relé auxiliar) Eletro-Pneumático Circuito com temporizador no final de curso Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 65 66 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito com temporizador no final de curso Eletro-Pneumático Circuito Bi-manual Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 67 68 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito Bi-manual Eletro-Pneumático Circuitos de Sequência Quando a automatização envolve mais de um cilindro seguiremos algumas regras básicas: > Os cilindros são identificados por letras maiúsculas. Exemplo: A, B, C, D [...] > As válvulas são identificadas por letras maiúsculas e números. Exemplo: V1, V2, V3 [...] > Para os circuitos eletro-penumáticos, as chaves fim-de-curso são identificadas por letras e números — L1, L2, L3 [...] — ou pela posição de trabalho no cilindro como, por exemplo: para o clindro A = mA-, mA+ e para o cilindro B = mB-, mB+. > O sinal (+) representa o avanço do cilindro e o sinal (-) o seu retorno. Existem duas formas básicas para representar uma sequência: > Letras e sinais: A+, B+, A-, B- > Gráficos proporciona uma visão exa ta da posição dos cilindros em c ada passo As sequências de movimento são classificadas de duas formas: direta e indireta. > Direta: quando as letras repetem a mesma ordem para avanço e retorno. Exemplo: A+, B+, A-, B- ou A+, B+, C+, A-, B-, C- > Indireta: quando as letras não seguem nenhuma ordem. Exemplo: A+, B+, B-, A- ou A+, B+,B-,C+,C-,A+ Para identificar o tipo de sequência, deve-se dividir ao meio e observar se a ordem das letras repetem ou se possui combinações diferentes. Veja abaixo alguns exemplos: DIRETA — AB AB DIRETA — ABC ABC INDIRETA — AB BA INDIRETA — ABB CCA A solução das sequências diretas são simples, pois não causam bloqueio aos sinais de comando provenientes das válvulas ou chaves de fim de curso. PNEUMÁTICA BÁSICA 69 70 PNEUMÁTICA BÁSICA Cascata As sequências indiretas requerem um sistema de eliminação de bloqueios de sinais conhecido como método cascata. Estas sequências devem ser divididas em grupos de tal forma que as letras não se repitam em cada grupo. Exemplo 1: A+, B+ / B-, A- G I G II Exemplo 2: A+, B+ / B-, C+ / C-, A- G I G II G III O sistema cascata faz a alimentação dos grupos de forma a eliminar sinais de bloqueio. Cada fim de curso é alimentado pela linha de grupo a que pertence, exceto o fim de curso que promove a mudança de grupo. Cascata com dois grupos Cascata com três grupos Circuito de Sequência Direta (ciclo único) — A+ B+ A- B- Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 71 72 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito de Sequência Direta (ciclo contínuo) — A+ B+ A- B- Pneumático Circuito de Sequência Direta (ciclo único) — A+ B+ A- B- Eletro-Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 73 74 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito de Sequência Direta (ciclo contínuo) — A+ B+ A- B- Eletro-Pneumático Circuito de Sequência Indireta (ciclo único) — A+ B+ B- A- Bloqueio de pressão Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 75 76 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito de Sequência Indireta (ciclo único) — A+ B+ B- A- Método Cascata Pneumático Circuito de Sequência Indireta (ciclo contínuo) — A+ B+ B- A- Método Cascata Pneumático PNEUMÁTICA BÁSICA 77 78 PNEUMÁTICA BÁSICA Circuito de Sequência Indireta (ciclo único) — A+ B+ B- A- Método Cascata Eletro-Pneumático S1 S2 V1 CIRCUITO SEQÜÊNCIA INDIRETA (CICLO ÚNICO) A+ B+/ B- A- GI GII L1 L2 S1 MA+MA- S3 S4 V2 MB+MB- MA+ R1 B1 S3 MB+ MA- R1 R1 R1 S4 MB- GRUPO I GRUPO II S2 Simbologia Atuadores Válvulas Direcionais Acionamentos atuador de dupla ação motor pneumático atuador de duplo geminado atuador de dupla ação e haste dupla atuador rotativo atuador de simples ação atuador tandem atuador sem haste (Lintra) 5/3 - 5 vias 3 posições centro fechado 5/3 - 5 vias 3 posições centro positivo 5/3 - 5 vias 3 posições centro negativo 2/2 NA - 2 vias 2 posições normalmente aberta 2/2 NF - 2 vias 2 posições normalmente fechada 3/2 NA - 3 vias 2 posições normalmente fechada 3/2 NA - 3 vias 2 posições normalmente aberta 5/2 vias - 5 vias 2 posições botão / mola pedal / trava alavanca 3 posições centrada por mola duplo piloto centrada por mola alavanca / mola alavanca / trava alavanca / trava simples solenoide pedal / mola rolete / mola simples piloto duplo solenoide pedal / mola pino / mola duplo piloto duplo solenoide centrada por mola PNEUMÁTICA BÁSICA 79 80 PNEUMÁTICA BÁSICA Acessórios Componentes Elétricos filtro com dreno regulador de pressão lubrificador manômetro unidade de conservação filtro silenciador silenciador com controle de fluxo secador de ar válvula de alívio válvula de retenção gerador de vácuo controle de fluxo variável controle de fluxo uni- direcional válvula “E” válvula “OU” fonte L1 fonte L2 relé relé set relé reset solenoide botão NA sensor de proximidade NA sensor de proximidade NF fim de curso pressostato pressostato NA pressostato NF sensor de proximidade interruptor NA trava interruptor NF trava contato NA contato NF fim de curso NA fim de curso NFbotão NF Utilitários K * L t Cálculo da vazão Q L T K1 K2 = = = = vazão (l/s) curso do cilindro (cm) tempo de acionamento (s) consumo de ar no avanço (l/cm de curso) Q= = consumo de ar no retorno (l/cm de curso) Cv = 0,09 * Q Cálculo do coeficiente de vazão Vazão Conjunto de preparação de ar Linha 07 Linha 72 Linha 73 Linha 74 Linha 17 l/s até 5 até 24 até 28 até 70 até 130 scfm até 10 até 51 até 60 até 148 até 276 Tabela 2. Dimensionamento da preparação de ar (filtros, reguladores e lubrificadores) Vazão Conjunto de preparação de ar Linha 07 Linha 72 Linha 73 Linha 74 l/s até 5,5 até 38 até 58 até 100 scfm até 12 até 80 até 123 até 2012 Tabela 3. Dimensionamento da preparação de ar (filtros / reguladores) Diâmetro (mm) Comprimento do amortecedor 10 - 12 - 16 16 20 19 25 19 32 19 40 22 50 24 63 24 80 27 100 34 125 41 160 45 200 45 250 60 320 65 Amortecimento cm³ dm³ m³ pol³ pé³ cm³ 1 1000 1 x 106 16,39 28320 dm³ 0,001 1 1000 0,0164 28,32 m³ 1 x 10-6 0,001 1 16,4 x 10-6 0,0283 pol³ 0,061 61,02 61023 1 1728 pé³ - 0,03531 35,31 - 1 Unidades de Volume kgf/cm² psi bar kgf/cm² 1 0,0704 1,02 psi 14,2 1 14,5 bar 0,98 0,069 1 Unidades de Pressão l/s l/min l/h m³/min m³/h pe³/min pe³/h gal/min l/s 1 0,0167 2,78 x 10-4 16,667 0,2778 0,472 7,87 x 10-3 0,0631 l/min 60 1 0,0167 1000 16,667 28,321 0,472 3,785 Unidades de Fluxo l/h 3600 60 1 60000 1000 1699,2 28,321 227,1 m³/min 0,06 0,001 1,67 x 10-5 1 0,0167 0,0283 4,72 x 10-4 3,79 x 10-3 m³/h 3,6 0,060,001 60 1 1,6992 0,0283 0,2271 pe³/min 2,1186 0,03531 2118,6 35,31 0,5885 1 0,0167 0,1337 pe³/h 127,116 2,1186 0,03531 2118,6 35,31 60 1 8,019 gal/min 15,852 0,2642 0,0044 264,2 4,4033 7,4823 0,1247 1 PNEUMÁTICA BÁSICA 81 82 PNEUMÁTICA BÁSICA F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 F1 K1 F2 K2 2 1,6 0,002 1,3 0,002 2,3 0,003 1,7 0,003 4,0 0,006 3,5 0,005 6,3 0,009 5,3 0,008 9,8 0,015 8,2 0,012 16,1 0,024 13,8 0,021 25,1 0,037 21,1 0,031 39,3 0,058 33,0 0,049 62,3 0,093 56,1 0,083 100,5 0,149 90,7 0,135 157,1 0,234 147,3 0,219 245,4 0,365 229,4 0,341 402,1 0,598 377,0 0,560 628,3 0,934 603,2 0,897 981,7 1,459 942,5 1,401 1608,5 2,391 1546,2 2,298 Pressão de ar (bar) Diâmetro do atuador (mm) 10 16 25 40 63 100 160 250 320 200 125 80 50 32 20 12 4 3,1 0,004 2,6 0,003 4,5 0,006 3,4 0,004 8,0 0,010 6,9 0,009 12,6 0,016 10,6 0,013 19,6 0,024 16,5 0,020 32,2 0,040 27,6 0,034 50,3 0,062 42,2 0,052 78,5 0,097 66,0 0,082 124,7 0,154 112,1 0,139 201,1 0,249 181,4 0,224 314,2 0,388 294,5 0,364 490,9 0,607 458,7 0,567 804,2 0,995 754,0 0,932 1256,6 1,554 1206,4 1,492 1963,5 2,428 1885,0 2,331 3217,0 3,978 3092,3 3,824 6 4,7 0,005 4,0 0,005 6,8 0,008 5,1 0,006 12,1 0,014 10,4 0,012 18,8 0,022 15,8 0,018 29,5 0,034 24,7 0,029 48,3 0,056 41,5 0,048 75,4 0,087 63,3 0,073 117,8 0,136 99,0 0,114 187,0 0,216 168,2 0,194 301,6 0,348 272,1 0,314 471,2 0,543 441,8 0,509 736,3 0,849 688,1 0,793 1206,4 1,391 1131,0 1,304 1885,0 2,174 1809,6 2,087 2945,2 3,397 2827,4 3,261 4825,5 5,565 4638,5 5,349 8 6,3 0,007 5,3 0,006 9,0 0,010 6,8 0,008 16,1 0,018 13,8 0,015 25,1 0,028 21,1 0,023 39,3 0,044 33,0 0,037 64,3 0,072 55,3 0,061 100,5 0,112 84,4 0,094 157,1 0,175 131,9 0,147 249,4 0,277 224,2 0,249 402,1 0,447 362,9 0,403 628,3 0,698 589,0 0,655 981,7 1,091 917,4 1,020 1608,5 1,788 1508,0 1,676 2513,3 2,794 2412,7 2,682 3927,0 4,365 3769,9 4,191 6434,0 7,152 6184,6 6,875 10 7,9 0,009 6,6 0,007 11,3 0,012 8,5 0,009 20,1 0,022 17,3 0,019 31,4 0,034 26,4 0,029 49,1 0,053 41,2 0,045 80,4 0,087 69,1 0,075 125,7 0,137 105,6 0,115 196,3 0,213 164,9 0,179 311,7 0,339 280,3 0,305 502,7 0,546 453,6 0,493 785,4 0,853 736,3 0,800 1227,2 1,333 1146,8 1,246 2010,6 2,185 1885,0 2,048 3141,6 3,414 3015,9 3,277 4908,7 5,334 4712,4 5,120 8042,5 8,739 7730,8 8,400 12 9,4 0,010 7,9 0,008 13,6 0,015 10,2 0,011 24,1 0,026 20,7 0,022 37,7 0,040 31,7 0,034 58,9 0,063 49,5 0,053 96,5 0,103 82,9 0,089 150,8 0,161 126,7 0,136 235,6 0,252 197,9 0,212 374,1 0,400 336,4 0,360 603,2 0,645 544,3 0,582 942,5 1,008 883,6 0,945 1472,6 1,576 1376,1 1,472 2412,7 2,581 2261,9 2,420 3769,9 4,033 3619,1 3,872 - - - - - - - - 14 11,0 0,012 9,2 0,010 15,8 0,017 11,9 0,013 28,1 0,030 24,2 0,026 44,0 0,047 36,9 0,039 68,7 0,073 57,7 0,061 112,6 0,119 96,8 0,102 175,9 0,186 147,8 0,156 274,9 0,291 230,9 0,244 436,4 0,462 392,4 0,415 703,7 0,745 635,0 0,672 1099,6 1,163 1030,8 1,091 1718,1 1,818 1605,5 1,699 2814,9 2,978 2638,9 2,792 4398,2 4,653 4222,3 4,467 - - - - - - - - 16 12,6 0,013 10,6 0,011 18,1 0,019 13,6 0,014 32,2 0,034 27,6 0,029 50,3 0,053 42,2 0,044 78,5 0,082 66,0 0,69 128,7 0,135 110,6 0,116 201,1 0,211 168,9 0,177 314,2 0,330 263,9 0,277 498,8 0,523 448,5 0,471 804,2 0,844 725,7 0,761 1256,6 1,318 1178,1 1,236 1963,5 2,060 1834,8 1,925 3217,0 3,375 3015,9 3,164 5026,5 5,273 4825,5 5,062 - - - - - - - - Forças teóricas / Consumo de ar F1 = Força (kgf) no avanço F2 = Força (kgf) no retorno K1 = Consumo de ar no avanço (l/cm de curso) K2 = Consumo de ar no retorno (l/cm de curso) Exercícios PNEUMÁTICA BÁSICA 83 84 PNEUMÁTICA BÁSICA 1. Levante uma carga de 70 kgf em 1s a uma altura de 500 mm. Sabe-se que sua pressão disponível na linha é de 6 bar. 2. Levante uma carga de 300 kgf em 2s a uma altura de 600mm. Sabe- se que a pressão disponível na linha é de 6 bar.O acionamento deverá ser feito à distância. PNEUMÁTICA BÁSICA 85 86 PNEUMÁTICA BÁSICA 3. Para o problema anterior, desenvolva um circuito elétrico. 4. Um soldador elaborou um dispositivo com o intuito de fixar um equipamento para executar uma solda. Para a fixação estão previstos 2 cilindros pneumáticos com força de 100 kgf e um curso de 200mm. O acionamento da operação deve ser realizado dos dois lados da peça para melhor comodidade do operador. A pressão disponível na rede é de 6bar e o tempo de operação de 3s. PNEUMÁTICA BÁSICA 87 88 PNEUMÁTICA BÁSICA 5. Para o problema anterior, desenvolva um circuito elétrico. 6. Uma empresa deseja automatizar a pintura do chassis de caminhões. O projeto prevê um cilindro pneumático de curso 500mm que aciona uma cremalheira para fazer um giro de 180°. Por segurança, o acionamento do dispositivo deverá ser feito simultaneamente por dois operadores ao mesmo tempo. A força para acionar a cremalheira é de 120 kgf e o tempo de operação de 2s. A pressão da rede de ar comprimido é de 6bar. PNEUMÁTICA BÁSICA 89 90 PNEUMÁTICA BÁSICA 7. Para a mesma situação do exercício anterior, desenvolva o comando elétrico. 8. Deseja-se automatizar um dispositivo de compactação de baquelite, cuja peça é um cabo de panela. Estima-se uma força necessária de 120 kgf para a pressão de 6 bar. O dispositivo tem um curso de 320mm e o tempo de operção é de 1s para o avanço e 5s para a compactação. PNEUMÁTICA BÁSICA 91 92 PNEUMÁTICA BÁSICA 9. Para a mesma situação do exercício anterior, desenvolva o comando elétrico. 10. Deseja-se automatizar uma operação de desbaste, atualmente realizada em um torno pequeno. O operador deverá prender a peça e em seguida apertar um botão. A força necessária para desbaste é de 60 kgf, o tempo de 4s, o curso necessário de 125mm e a pressão disponível na linha é de 4bar. PNEUMÁTICA BÁSICA 93 94 PNEUMÁTICA BÁSICA 11. Eleve uma carga de 200 kgf a 1m de altura e arraste-a para uma plataforma. A operação deverá ser realizada, no máximo, em 12s (6s para subir e outros 6s para o arraste). As superfícies são de metal e a pressão da rede de ar comprimido de 6bar. 12. No exercício anterior, elabore o circuito eletro-pneumático. PNEUMÁTICA BÁSICA 95 96 PNEUMÁTICA BÁSICA 13. No exercício 11, supondo que a alimentação de peças seja contínua, automatize a operação. 14. Automatize uma máquina de corte de barras de aço. A operação é feita da seguinte forma: alimentação manual, fixação da barra com morsa e corte com serra circular por alavanca. Dados: > Pressão disponível na linha: 6bar > Operação de corte: Força = 30 kgf / Tempo = 2s / Curso = 200mm > Fixação da peça: Força = 50 kgf / Tempo = 0,2s / Curso = 25mm PNEUMÁTICA BÁSICA 97 98 PNEUMÁTICA BÁSICA 15. No exercício anterior, elabore o circuito eletro-pneumático. PNEUMÁTICA BÁSICA 99 Exercícios resolvidos 100 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 1 Cálculos e dimensionamento F = 70kgf t = 1s L = 500mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 70 x 1,5= 105kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 50mm > K1 = 0,136 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: PRA/182050/M/500 O próximo passo é dimensionar a válvula. Para isso, deve-se calcular a vazão necessária para a mesma e, também, o Cv da válvula. K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 6,8 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será X3 067702. O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Considerando a vazão de 6,8 l/s calculada, baseando-se na Tabela 2 (dimensionamento de preparação de ar — filtro, regulador e lubrificador), temos a seguinte preparação de ar: BL72-221G. 0,136 * 50 1Q= Q= 6,8 l/s Cv = 0,612 PNEUMÁTICA BÁSICA 101 Resolução do exercício 2 Cálculos e dimensionamento F = 300kgf t = 2s L = 600mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 300 x 1,5 = 450kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 100mm > K1 = 0,543 l/cm de curso (este valor foi obtido adotando-se o valor tabelado para uma pressão de 6bar e fazendo um ajuste para a pressão utilizada de 6bar) Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: RA/8100/M/600 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Para isso, deve-se calcular a vazão necessária para a mesma e, também, o Cv da válvula. K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 16,29 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5D7A-X5090. O próximo componente a escolher é a válvula auxiliar 3/2 vias alavanca/trava utilizada para pilotar uma outra válvula, não é necessário que esta apresente uma grande vazão. Assim, a válvula escolhida será: 03 0637 02 O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Considerando a vazão de 16,29 l/s calculada, baseando-se na Tabela 2 (dimensionamento de preparação de ar — filtro, regulador e lubrificador), temos a seguinte preparação de ar: BL72-221G. 0,543 * 60 2Q= Q= 16,29 l/s Cv = 1,46 102 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 3 Cálculos e dimensionamento Em relação ao circuito elaborado para o exercício 2, o cilindro e a preparação de ar continuam sendo os mesmos. O único componente que sofrerá alteração será a válvula que aciona o cilindro, que passará de acionamento pneumático para elétrico. Desta forma, analisando o coeficiente de vazão necessária para a válvula (Cv = 1,71) pode- se usar o seguinte produto: V61B513A-A213C. PNEUMÁTICA BÁSICA 103 Resolução do exercício 4 Cálculos e dimensionamento F = 100kgf t = 3s L = 200mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 10% (caso de fixação da peça). Assim: F = 100 x 1,1 = 110kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 50mm > K1 = 0,136 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar os dois cilindros: RA/8050/M/200 e PRA/182050/M/200 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda os cilindros. Para cada cilindro necessitamos da seguinte vazão: K * L tQ= QT = Q1 + Q2 QT = 0,906 + 0,906 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5DDA-X5020 Os próximos componentes a escolher são as válvulas OU: T65C1800 Deve-se dimensionar também as válvulas auxiliares 3/2 vias alavanca/mola utilizadas para o operador comandar o sistema. Como estas válvulas estarão sendo utilizadas apenas para pilotar uma outra válvula, não é necessário que estas apresentem uma grande vazão. Assim, as quatro válvulas escolhidas serão do seguinte modelo: 03 0638 02 O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Considerando a vazão de 1,813 l/s calculada e baseando-se na Tabela 2 (dimensionamento de preparação de ar — filtro, regulador e lubrificador), temos a seguinte preparação de ar: P1H-100-M1QG 0,136 * 20 3Q= Q= 0,906 l/s QT = 1,81 l/s Como temos apenas uma válvula acionando os dois cilindros, devemos somar a vazão necessária para acionar ambos ao mesmo tempo: Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 1,813 Cv = 0,1629 Calcula-se também o Cv da válvula: 104 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 5 Cálculos e dimensionamento Em relação ao circuito elaborado para o exercício 4, os cilindros e a preparação de ar continuam sendo os mesmos. O único componente que sofrerá alteração será a válvula que aciona os cilindros, que passará de acionamento pneumático para elétrico. Desta forma, analisando a vazão necessária para a válvula, pode-se usar o seguinte produto: V60A511A-A313C. PNEUMÁTICA BÁSICA 105 Resolução do exercício 6 Cálculos e dimensionamento F = 120kgf t = 2s L = 500mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 120 x 1,5 = 180kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 80mm > K1 = 0,348 l/cm de curso (utilizado consumo de ar no avanço, pois é maior que no retorno) Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: PRA/182080/M/500 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Para isso, deve-se calcular a vazão necessária para a mesma e, também, o Cv da válvula. K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 8,7 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5DDA-X5020 Os próximos componentes a escolher são as válvulas lógicas E: 81541001 Deve-se dimensionar também as válvulas auxiliares 3/2 vias alavanca/mola utilizadas para o operador comandar o sistema. Como estas válvulas estarão sendo utilizadas apenas para pilotar uma outra válvula, não é necessário que estas apresentem uma grande vazão. Assim, as quatro válvulas escolhidas serão do seguinte modelo: 03063802 O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Considerando a vazão de 8,7 l/s calculada, baseando-se na Tabela 2 (dimensionamento de preparação de ar — filtro, regulador e lubrificador), temos a seguinte preparação de ar: BL72-221G. 0,348 * 50 2Q= Q= 8,7 l/s Cv = 0,783 106 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 7 Cálculos e dimensionamento Em relação ao circuito elaborado para o exercício 6, o cilindro e a preparação de ar continuam sendo os mesmos. O único componente que sofrerá alteração será a válvula que aciona o cilindro, que passará de acionamento pneumático para elétrico. Desta forma, analisando a vazão necessária para a válvula, pode-se usar o seguinte produto: V60A511A-A313C. PNEUMÁTICA BÁSICA 107 Resolução do exercício 8 Cálculos e dimensionamento F = 120kgf t = 1s L = 320mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 120 x 1,5 = 180kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 63mm > K1 = 0,216 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: PRA/182063/M/320 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Para isso, deve-se calculara vazão necessária para a mesma e, também, o Cv da válvula. K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 6,912 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A6DDA-X5020 O próximo componente a escolher é o temporizador pneumático (e sua sub-base): 81503710 (temporizador) + 81532001 (sub-base) O projeto também exige a utilização de uma válvula rolete fim-de-curso, podendo ser: 03 0611 02 A última válvula a dimensionar é a válvula auxiliar 3/2 vias botão/mola utilizadas para que o operador tenha um controle manual do momento em que iniciará o processo. Como esta válvula (assim como a válvula rolete especificada acima) estará sendo utilizada apenas para pilotar uma outra válvula, não é necessário que tenha uma grande vazão. Assim, a válvula escolhida será: 03 0404 02 O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Considerando a vazão de 6,91 l/s calculada e baseando-se na Tabela 2 (dimensionamento de preparação de ar — filtro, regulador e lubrificador), temos a seguinte preparação de ar: BL72-201GA. 0,216 * 32 1Q= Q= 6,912 l/s Cv = 0,622 108 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 9 Cálculos e dimensionamento Em relação ao circuito elaborado para o exercício 8, o cilindro e a preparação de ar continuam sendo os mesmos. O único componente que sofrerá alteração será a válvula que aciona o cilindro, que passará de acionamento pneumático para elétrico. Desta forma, analisando a vazão necessária para a válvula, pode-se usar o seguinte produto: V60A511-A313C. PNEUMÁTICA BÁSICA 109 Resolução do exercício 10 Cálculos e dimensionamento F = 60kgf t = 4s L = 125mm P = 4bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 60 x 1,5 = 90kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 50mm > K1 = 0,097 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro. Considerando que o sensor utilizado para detectar quando o cilindro atingiu seu final de curso será magnético, temos o modelo do cilindro: RA/8050/M/125 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Para isso, K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 0,30 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A513A-A213C O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Considerando a vazão de 0,30 l/s calculada e baseando-se na Tabela 2 (dimensionamento de preparação de ar — filtro, regulador e lubrificador), temos a seguinte preparação de ar: P1H-100-M1QG. 0,097 * 12,5 4Q= Q= 0,30 l/s Cv = 0,027 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Deve-se, para tanto, calcular a vazão necessária e o Cv da válvula: 110 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 11 Cálculos e dimensionamento O primeiro passo será dimensionar o cilindro A. F = 200kgf t = 6s L = 1000mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 200 x 1,5 = 300kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 80mm > K1 = 0,348 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: PRA/182080/M/1000 K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 5,8 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5DDA-x5020. Deve-se proceder da mesma maneira para o cilindro B: F = 0,25 x Peso da Carga (conforme dados do enunciado) Assim: F = 0,25 x 200 = 50kgf t = 6s L = 1000mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga). Assim, F = 50 x 1,5 = 7,5kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 40mm > K1 = 0,087 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: PRA/182040/M/1000 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Deve-se, para tanto, calcular a vazão necessária e o Cv da válvula: 0,348 * 100 6Q= Q= 5,8 l/s Cv = 0,522 O próximo passo é dimensionar a válvula que comando o cilindro. Deve-se, para tanto, calcular a vazão necessária e o Cv da válvula: K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 1,45 0,087 * 100 6Q= Q= 1,45 l/s Cv = 0,131 PNEUMÁTICA BÁSICA 111 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5DDA-X5020 Os próximos componentes a escolher são as válvulas rolete fim-de-curso: 03 0411 02 Deve-se especificar também a válvula auxiliar 3/2 vias botão/mola utilizada para iniciar o processo: 03 0638 02 O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Como tempos dois cilindros operando em momentos diferentes, e sempre que um deles está em movimento (avançando ou retornando) o outro está parado, devemos considerar como a vazão do sistema o maior valor entre cada um dos cilindros. Para o cilindro A, a vazão calculada foi de 5,8 l/s. Enquanto que para o cilindro B, foi de 1,45 l/s. Desta forma, a vazão a ser analisada para dimensionar a preparação de ar é de 5,8 l/s, levando-nos ao seguinte modelo: BL72- 221G. 112 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 12 Cálculos e dimensionamento Em relação ao circuito elaborado para o exercício 11, o cilindro e a preparação de ar continuam sendo os mesmos. A única diferença é que agora o cilindro será utilizado com sensor magnético. Os códigos deverão ser alterados para: > Cilindro A: PRA/182080/M/1000 > Cilindro B: PRA/182040/M/1000 Os sensores magnéticos utilizados serão: M/50/LSU/5V O único componente que sofrerá alteração será a válvula que aciona os cilindros, que passará de acionamento pneumático para elétrico. Desta forma, analisando a vazão necessária para a válvula, pode-se usar o seguinte produto: V60A511A-A213C. PNEUMÁTICA BÁSICA 113 Resolução do exercício 13 Os equipamentos a serem utilizados neste circuito são idênticos aos do exercício 12. A diferença na lógica de funcionamento do sistema será feita pela inclusão de mais um sensor magnético (que irá identificar quando o cilindro B chegou ao seu início de curso) e na utilização de um botão/trava que manterá o sistema ligado durante o tempo que o operador desejar (sem que haja necessidade de manter pressionado o botão). 114 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 14 Cálculos e dimensionamento O primeiro passo será dimensionar o cilindro A. F = 50kgf t = 0,2s L = 25mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 10% (caso de movimentação de carga). Assim: F = 50 x 1,1 = 55kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 40mm > K1 = 0,087 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: RA/192040/M/25 K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 1,09 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5DDA-x5020. Deve-se proceder da mesma maneira para o cilindro B: Assim: F = 30kgf t = 2s L = 200mm P = 6bar Fator de Segurança para a força do cilindro = 50% (caso de movimentação de carga).Assim, F = 30 x 1,5 = 45kgf Da tabela de Forças Teóricas / Consumo de Ar, lê-se: > Diâmetro do cilindro = 32mm > K1 = 0,056 l/cm de curso Com estes dados, pode-se especificar o cilindro: RA/192032/M/200 O próximo passo é dimensionar a válvula que comanda o cilindro. Deve-se, para tanto, calcular a vazão necessária e o Cv da válvula: 0,087 * 2,5 0,2Q= Q= 1,09 l/s Cv = 0,098 O próximo passo é dimensionar a válvula que comando o cilindro. Deve-se, para tanto, calcular a vazão necessária e o Cv da válvula: K * L tQ= Cv = 0,09 * Q Cv = 0,09 * 0,56 0,056 * 20 2Q= Q= 0,56 l/s Cv = 0,05 PNEUMÁTICA BÁSICA 115 Com estes dados, deve-se dimensionar a válvula, considerando também suas características de acordo com o circuito pneumático projetado. Assim, a válvula escolhida será V60A5DDA-X5020 Os próximos componentes a escolher são as válvulas rolete fim-de-curso: 03 0411 02 Deve-se especificar também a válvula auxiliar 3/2 vias botão/mola utilizada para iniciar o processo: 03 0404 02 Como a sequência de funcionamento deste circuito é INDIRETA, recorreu-se ao método cascata para a elaboração do circuito pneumático. Este método exige a utilização de válvula seletora de pressão (5/2 vias duplo piloto). Esta válvula seletora de pressão está sendo utilizada para fornecer e controlar o ar utilizado para a pilotagem das válvulas que acionam os cilindros A e B. Assim, não é necessário desenvolver cálculo de vazão para a mesma, pelos motivos citados nos exercícios anteriores. O modelo escolhido será: V60A5DDA-X5020. O último componente a se dimensionar neste circuito é a preparação de ar. O dado mais importante para dimensioná-la é a vazão necessária ao sistema. Como tempos dois cilindros operando em momentos diferentes, e sempre que um deles está em movimento (avançando ou retornando) o outro está parado, devemos considerar como a vazão do sistema o maior valor entre cada um dos cilindros. Para o cilindro A, a vazão calculada foi de 1,09 l/s. Enquanto que para o cilindro B, foi de 0,56 l/s. Desta forma, a vazão a ser analisada para dimensionar a preparação de ar é de 1,09 l/s, levando-nos ao seguinte modelo: P1H-100-M1QG. 116 PNEUMÁTICA BÁSICA Resolução do exercício 15 Cálculos e dimensionamento Em relação ao circuito elaborado para o exercício 14, o cilindro e a preparação de ar continuam sendo os mesmos. Os sensores magnéticos utilizados serão: M/50/LSU/5V O único componente que sofrerá alteração será a válvula que aciona os cilindros, que passará de acionamento pneumático para elétrico. Para a válvula que aciona o cilindro A, como se trata de uma operação de fixação de peças, será utilizada uma válvula duplo solenoide: V60A511A-A313C. Já para a válvula que aciona o cilindro B, como este está comandado uma operação de desbaste ou usinagem, o correto é utilizar para acioná-lo uma válvula simples solenoide: V60A513A-A213C. PNEUMÁTICA BÁSICA 117 PNEUMÁTICA BÁSICA 118 PNEUMÁTICA BÁSICA 119 PNEUMÁTICA BÁSICA 120 Norgren, Buschjost, FAS, Herion and Maxseal são marcas registradas. ©Norgren Limited 2015. Devido a nossa política de contínuo desenvolvimento, a IMI Precision Engineering se reserva o direito de modificar suas especificações sem prévio aviso. z7977BR pt/04/15 Imagens usadas nesse folheto tem licença do Shutterstock.com Para mais informações, veja o código QR ou visite www.imi-precision.com Somos parte da IMI plc e temos uma rede de vendas e serviços em 75 países, assim como capacidade de produção nos USA, Alemanha, China, Reino Unido, Suíça, República Tcheca, México e Brasil. Para informação da IMI Precision Engineering no mundo, visite www.imi-precision.com Distribuidores no mundo todo.
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