Sistemas Hidraulicos e Pneumaticos - Pneumatica

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Resumo - Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos 
Pneumática 
Comparado a hidráulica a pneumática é mais simples, com maior rendimento e de menos custo, podendo ser utilizado 
como solução de inúmeros problemas na automação. 
Conceitos e princípios básicos 
 Pressão: Força exercida em função da compressão do ar em um recipiente por unidade de área interna dele. 
Sua unidade na S.I é dada em N/m² ou Pa (Pascal), embora seja comum ainda a utilização de unidade como 
(atm, bar, kgf/mm², Psi, etc); 
 Fluido: É qualquer substância capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que a contém (Neste caso, o 
ar); 
 Incremento da produção com pequeno investimento; 
 Robustez: Os controles pneumáticos são relativamente sensíveis e vibrações e golpes; 
 Facilidade de implementação: Com pressões de trabalho relativamente baixas e os elementos de comando e 
ação menos robustos e mais leves; 
 Pode-se construir em liga de alumínio tornando-se mais barato. 
Vantagens da Pneumática 
 
 Quantidade: O ar para ser comprimido existe em quantidades ilimitadas; 
 Transporte: O ar comprimido é transportado por meio de tubulações, não existindo para esse caso a 
necessidade de linhas de retorno, como é feito nos sistemas hidráulicos; 
 Armazenagem: Em Pneumática o ar é comprimido por um compressor e armazenado em um reservatório, 
não sendo assim necessário que trabalhe continuamente, mas sim, somente, quando a pressão cair a um 
determinado valor mínimo ajustado em um pressostato; 
 Temperatura: Diferentemente do óleo que tem sua viscosidade afetada pela variação da temperatura, o ar 
comprimido é insensível às oscilações desta, permitindo um funcionamento seguro, mesmo em condições 
extremas; 
 Segurança: O ar comprimido não apresenta perigos de explosão ou incêndio, e mesmo que houvesse explosão 
por falha estrutural de um componente, tubulação, mangueira, ou mesmo do reservatório de ar comprimido, 
a pressão do ar utilizado em pneumática é relativamente baixa 6 a 12 bar), enquanto em hidráulica trabalha 
se com pressões que chegam à ordem de 350 bar; 
 Limpeza: Uma vez que o fluido de utilização é o ar comprimido, não há risco de poluição ambiental, mesmo 
ocorrendo eventuais vazamentos nos elementos mal vedados. Este fato torna a pneumática um sistema 
excelente e eficiente para aplicação na indústria alimentícia e farmacêutica; 
 Construção: Uma vez que as pressões de trabalho são relativamente baixas quando comparadas com a 
hidráulica, seus elementos de comando e ação são menos robustos e mais leves podendo ser construídos em 
liga de alumínio, tornando seu custo relativamente menor, portanto mais vantajoso; 
 Velocidade: É um meio de trabalho que permite alta velocidade de deslocamento, em condições normais 
entre 1 e 2 m/s, podendo atingir 10 m/s no caso de cilindros especiais e 500.000 rpm no caso de turbinas 
pneumáticas 
 Regulagem: Não possuem escala de regulagem, isto é, os elementos são regulados em velocidade e força, 
conforme a necessidade da aplicação, sendo da escala de zero ao máximo do elemento 
 Segurança contra Sobrecarga: Diferentemente dos sistemas puramente mecânicas ou eletroeletrônicos, os 
elementos pneumáticos podem ser solicitados, em carga, ate parar, sem sofrer qualquer dano, voltando a 
funcionar totalmente tão logo cesse a resistência. 
Desvantagens da Pneumática 
 Preparação: Tem um excelente rendimento, e vida útil dos componentes alta, o ar comprimido requer uma 
boa preparação da qualidade do ar, isto é, isento de impurezas e umidade, o que é possível com a utilização 
de filtros e purgadores. 
 Compressibilidade: Impossibilita a utilização com velocidades uniformes e constantes, ela não possibilita o 
controle de velocidade preciso e constante durante vários ciclos seguidos. 
 Força: Considerando a pressão normal de trabalho nas redes pneumáticas industriais, ou seja, uso econômico 
6 bar), é possível, com o uso direto de cilindros, chegar a forças de 48250 N (capacidade para erguer uma 
massa de 494 Kg) com atuador linear de 320 mm. 
 Escape de ar: Sempre que o ar é expulso de dentro de um atuador, após seu movimento de expansão ou 
retração, ao passar pela válvula comutadora, espalhando se na atmosfera ambiente, provoca um ruído 
relativamente alto, este problema foi diminuído com a aplicação de silenciadores. 
 Custos: Custos de implementação dentro de uma indústria são significativos. Entretanto o custo de energia é 
em parte compensado pelos elementos de preço vantajosos e rentabilidade do equipamento. 
Propriedades físicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Produção e esquematização do ar 
 
 
O ar é utilizado como fonte de energia para acionar os elementos. Entretanto esse ar precisa ser colocado em 
determinadas condições para sua utilização, são elas: 
 Pressão adequada (conseguido através de compressores); 
 Qualidade (conseguido através de purgadores, secadores e filtros). 
Normas de Cores ANSI 
 Vermelho: Indica pressão de alimentação, pressão normal do sistema, é a pressão do processo de 
transformação de energia. Ex: Compressor; 
 Violeta: Indica que a pressão do sistema de transformação de energia foi intensificada. Ex: Multiplicador de 
pressão; 
 Laranja: Indica linha de comando, pilotagem ou que a pressão básica foi reduzida. Ex: Pilotagem de uma 
válvula; 
 Amarelo: Indica uma restrição no controle de passagem do fluxo. Ex: Utilização de válvula de controle de fluxo; 
 Azul: Indica fluxo em descarga, escape ou retorno. Ex: Exaustão para atmosfera; 
 Verde: Indica sucção ou linha de drenagem. Ex: Sucção do compressor; 
 Branco: Indica fluido inativo. Ex: Armazenagem. 
Compressores: São máquinas com finalidade de elevar a pressão de um certo volume de ar. 
 Função: Captar o ar comprimido; aprisionar o ar e elevar a pressão 
 Simbologia: 
 
Compressor de simples efeito: Este tipo de compressor leva este nome por ter somente uma câmara de compressão, 
ou seja, apenas a face superior do pistão aspira o ar e comprime a câmara formada pela face inferior está em conexão 
com o carter O pistão está ligado diretamente ao virabrequim por uma biela (este sistema de ligação é denominado 
tronco), que proporciona um movimento alternativo de sobe e desce ao pistão, e o empuxo é totalmente transmitido 
ao cilindro de compressão. 
 
Compressor de duplo efeito: Este compressor é assim chamado por ter duas câmaras, ou seja, as duas faces do êmbolo 
aspiram e comprimem. O virabrequim está ligado a uma cruzeta por uma biela; a cruzeta, por sua vez, está ligada ao 
êmbolo por uma haste. Desta maneira consegue transmitir movimento alternativo ao êmbolo, além do que, a força 
de empuxo não é mais transmitida ao cilindro de compressão e sim às paredes guias da cruzeta. O êmbolo efetua o 
movimento descendente e o ar é admitido na câmara superior, enquanto o ar contido na câmara inferior é comprimido 
e expelido. Procedendo-se o movimento oposto, a câmara que havia efetuado a admissão do ar realiza a sua 
compressão e a que havia comprimido efetua a admissão. Os movimentos prosseguem desta maneira, durante a 
marcha do trabalho. 
 
 
 
Resfriador Posterior: O resfriador posterior é simplesmente um trocador de calor, colocado entre a saída do 
compressor e o reservatório, utilizado para resfriar o ar comprimido. 
Através desse resfriamento tem se uma retirada de cerca de 75 a 90 do vapor de água contido no ar, bem como, a 
retirada de uma certa quantidade de óleo proveniente do compressor. Normalmente um resfriador posterior, é 
constituído de duas partes: 
 Um corpo cilíndrico onde se alojam feixes de tubos, formando uma espécie de colmeia; 
 Um separador de condensado normalmente com dreno automático ou manual. 
 
 Função: Resfriar o ar; reter impurezas em suas aletas e retirar a água do sistema (65% a 80%). 
 Simbologia: 
 
Reservatório: Um sistema de ar comprimido é dotado de um ou mais reservatórios, que desempenham as seguintes 
funções no processode produção: 
 Armazenar o ar comprimido; 
 Resfriar o ar; 
 Auxiliar na eliminação do condensado; 
 Compensar as flutuações de pressão em todo o sistema de distribuição; 
 Manter a pressão constante na linha de distribuição; 
 Estabilizar o fluxo de ar; 
 Controlar as marchas dos compressores etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Simbologia: 
 
Localização do reservatório: Os reservatórios devem ser instalados de modo que todos os drenos, conexões e 
aberturas de inspeção sejam facilmente acessíveis. Em nenhuma condição o reservatório deverá ser enterrado ou 
instalado em local de difícil acesso de preferência os reservatórios devem ser instalados fora da casa dos 
compressores, na sombra, para facilitar a condensação da umidade; 
Os reservatórios devem possuir um dreno no ponto mais baixo para fazer a retirada deste condensado acumulado em 
cada 8 horas de trabalho A melhor opção é o dreno automático. 
Os reservatórios são dotados ainda de manômetro, válvulas de segurança, e são submetidos a uma prova depressão 
hidrostática, antes da utilização.