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Módulo: Pneumática e Hidráulica Formador: Isaias Gonçalves Curso Técnico de Eletromecânica 1 Métodos Sistemáticos Circuitos Hidropneumatica Designação dos Elementos Os circuitos pneumáticos e hidráulicos são compostos de elementos que são identificados por números ou letras. Designação por números: os números identificam os elementos pela função. Designação dos Elementos 0.1, 0.2, 0.3... Elementos auxiliares influenciam em todo o circuito. Ex.: Lubrefil, válvulas de fechamento. 1.2, 1.4, 2.2, 2.4... Elementos de sinal, com número final par, influenciam no avanço dos atuadores lineares. Ex.: Válvula 3/2 vias acionadas por botão, pedal, rolete. 1.3, 1.5, 2.3, 2.5... Elementos de sinal, com número final ímpar, influenciam no retorno dos atuadores lineares. Válvula 3/2 vias acionadas por botão, pedal, rolete. Designação dos Elementos 1.6, 2.6... Elementos processadores de sinal, com número final par, influenciam no avanço dos atuadores lineares. Ex.: válvulas E, Válvulas OU. 1.7, 2.7... Elementos de sinal, com número final ímpar, influenciam no retorno dos atuadores lineares. Ex.: válvulas E, válvulas OU, 1.1, 2.1, 3.1... Elementos de comando influenciam nos dois sentidos de movimentos dos atuadores (o primeiro número indica o atuador a ser comandado). Ex.: válvulas direcionais. Designação dos Elementos 1.02, 1.04... Elementos auxiliares, com número final par, influenciam no avanço dos atuadores lineares (cilindros) ou no sentido de rotação à direita dos atuadores rotativos (motores). Ex.: válvulas reguladoras de fluxo, escape rápido. 1.03, 1.05... Elementos auxiliares, com final ímpar, influenciam no retorno dos atuadores lineares (cilindros) ou no sentido de rotação à esquerda dos atuadores rotativos (motores). Ex.: válvulas reguladoras de fluxo, escape rápido. 1.0, 2.0... Elementos de trabalho. Ex.: atuadores lineares ou rotativos, (motores pneumáticos, osciladores, atuadores lineares). Sequência de Movimentos O cilindro A avança e eleva os pacotes; O cilindro B empurra os pacotes sobre o segundo transportador; O cilindro A desce; O cilindro B retrocede. Representação Sequencial Neste tipo, a letra maiúscula representa o atuador, enquanto que, o sinal algébrico representa o movimento. Sinal positivo (+) para o avanço e negativo (-) para o retorno. Exemplo: A +, B +, A -, B -. Trajeto e Passo Trajeto e Tempo O trajeto de uma unidade construtiva é representado em função do tempo. Contrariamente ao diagrama de trajeto e passo, o tempo é representado, linearmente, neste caso, e constitui a ligação entre as diversas unidades. Tipos de Esquemas Esquema de comando de posição Nesse esquema , todos os elementos estão simbolizados onde realmente se encontram na instalação. Essa forma de apresentação beneficia o montador. Porém, tem um inconveniente de possuir muitos cruzamentos de linhas, onde podem ocorrer enganos na conexão dos elementos. Esse é o tipo de esquema de comando mais usado em hidráulica pois os circuitos hidráulicos não possuem linhas de pilotagem e são montados em blocos. Tipos de Esquemas Esquema de comando de sistema É o tipo de esquema mais usado em pneumática. Esse esquema de comando está baseado em uma ordenação dos símbolos segundo sua função de comando que facilita a leitura, pois elimina ou reduz os cruzamentos de linhas. Elaboração dos esquemas de Comandos Na construção de diagramas / esquemas de comandos hidráulicos e pneumáticos existem vários métodos. Ainda não existe um método geral, porém, ainda predomina para pequenos projetos a utilização do método intuitivo. Elaboração dos esquemas de Comandos Os esquemas de comandos hidráulicos e pneumáticos podem ser elaborados por meio de vários métodos. Método intuitivo Método cascata Método passo a passo Etc Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA A sobreposição de sinais ocorre quando numa válvula duplo pilotada o sinal de ar pressurizado chega por um dos lados, quando ainda existe sinal do outro lado da válvula. Nestes casos, para que ocorra o movimento do segundo sinal é necessário que o primeiro seja retirado. Os métodos usados para solucionar o problema devem providenciar a retirada do primeiro sinal antes que o segundo se faça presente. O número de sinais de entrada é igual ao número de sinais de saída. Para cada sinal de entrada existe um sinal de saída. Os sinais de saída são memorizados, quer dizer, devem permanecer mesmo que tenha desaparecido o sinal de entrada correspondente. Somente pode estar presente um único sinal de saída e deve existir a possibilidade de desconectar estes sinais de saída de forma controlada. Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA Antes de iniciarmos a resolução de circuitos pneumáticos com 2 mais atuadores, deve-se prever se haverá ou não sobreposição de sinais. Não havendo sobreposição de sinais pode-se utilizar o método intuitivo. Se houver sobreposição de sinais deve-se utilizar métodos alternativos. Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA A maneira mais fácil de sabermos se haverá ou não a sobreposição de sinais é: I. Estabelecer a sequência algébrica dos movimentos. Exemplo: A+B+A-B- II. Verificar se a sequência é “direta” ou “indireta”. Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA Para verificarmos o tipo da sequência devemos inicialmente escrever a sequência algébrica dos movimentos e dividi-la ao meio. A seguir deve-se reescrever abaixo apenas os atuadores sem os sinais (+ avanço, - recuo). E comparar os dois lados, se são iguais ou diferentes. Sequência direta e indireta Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA Se os dois lados forem iguais, se m que haja repetição de atuadores dizemos que a sequência é “direta” e se forem diferentes dizemos que é “indireta”. Sequência direta e indireta não houve repetição de letra houve repetição de letra Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA Toda sequência direta implica que não haverá sobreposição de sinais e o circuito pode ser resolvido pelo método intuitivo. Toda sequência indireta implica que haverá sobreposição de sinais e devemos resolver o circuito por métodos alternativos. Sequência direta e indireta Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA É um método cuja a característica básica desenvolve-se a partir da “intuição” do projetista, não possuindo um regra definida para elaboração do circuito. Características: Requer grande experiência em projeto; Limita-se a pequenos circuitos; Exige maior tempo de elaboração em projeto; Possibilidade de identificação do distúrbio; Inadequado na aplicação com circuitos compostos. 1. Sequência direta - Método Intuitivo Método Intuitivo O método intuitivo é o mais simples de todos os métodos, porém, deve ser utilizado somente em sequência diretas, que não apresentam sobreposição de sinais na pilotagem das válvulas direcionais que comandam os elementos de trabalho. Parte-se inicialmente da sequência de movimentos dos elementos de trabalho, a qual pode ser representada de algumas formas diferentes. Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA 1. Sequência direta - Método Intuitivo Tomemos como exemplo ilustrativo o esboço de um dispositivo para representarmos a sequencia de movimentos. Para o dispositivo em questão temos: 1. O cilindro 1.0 avança executando a alimentação e fixação da peça. 2. O cilindro 2.0 avança executando a furação. 3. O cilindro 2.0 recua retirando a ferramenta. 4. O Cilindro 1.0 recua liberando a peça. 5. O cilindro 3.0 avança expulsando a peça. 6. O cilindro 3.0 recua encerrando o ciclo. Vemos que esta forma de representação é trabalhosa e não nos dá uma idéia global dos movimentos numa visualização instantânea, não sendo portanto a forma mais adequada. 1. Sequência direta - Método IntuitivoRepresentação em forma de tabela É uma forma mais eficiente que a listagem de eventos, porém em circuitos com muitos elementos, esta tabela se torna extensa e de visualização demorada. 1. Sequência direta - Método Intuitivo Representação em forma Algébrica Este procedimento para representação é bastante utilizado, principalmente quando aplicamos métodos como o cascata e o passo-a-passo. Para o dispositivo em questão temos: 1.0 – cilindro A 2.0 – cilindro B 3.0 – cilindro C A seqüência ficaria: A + B + B - A - C + C – Onde: + = avanço da haste - = recuo da haste 1. Sequência direta - Método Intuitivo Representação em forma de diagramas de movimento DIAGRAMA TRAJETO-PASSO Com o diagrama trajeto-passo, fica possível uma visualização global dos movimentos e as relações de dependência entre os movimentos. 1. Sequência direta - Método Intuitivo Representação em forma de diagramas de movimento DIAGRAMA TRAJETO-TEMPO Similar ao método anterior, porém acresenta-se dados sobre o tempo de movimentação de cada cilindro, assim, como o tempo total de um ciclo de trabalho. 1. Sequência direta - Método Intuitivo Métodos Sistemáticos - PNEUMÁTICA E os métodos alternativos mais difundidos são: Utilizando fins de curso acionadas por roletes escamoteáveis (gatilhos). Utilizando válvulas temporizadora NA. Utilizando o método cascata. Utilizando o método passo a passo. 2. Sequência indireta MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA Ao utilizarmos os gatilhos para resolver a sobreposição de sinais, devemos ter em mente que quando o segundo sinal piloto chegar à válvula o primeiro já deve ter sido retirado. Vejamos o exemplo: A+ B+ B- A- Deve-se reescrever a sequência e abaixo da mesma as numerações das válvulas que farão seus movimentos. 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) No caso de ciclo único, o primeiro movimento do primeiro atuador é feito através de válvula com botão pulsante 1.2 e não há necessidade de fim de curso. No caso de ciclo contínuo 1.2 deve ser uma válvula com rolete em série com uma válvula acionada por botão com trava. O posicionamento dos roletes são obtidos vendo o movimento anterior (no caso de ciclo contínuo, o movimento anterior ao primeiro é o último). 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA 1.2 está situada no início do atuador A (A-) 2.2 está situada no final do atuador A (A+) 2.3 está situada no final do atuador B (B+) 1.3 está situada no início do atuador B (B-) 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA Se após colocarmos os roletes em suas posições, verificarmos que algum deles já provoca um movimento indevido que não permite que os cilindros assumam suas posições de partida, esses deverão ser substituídos por gatilho. Agora devemos verificar nas válvulas duplo pilotadas qual sinal chega primeiro e não é retirado antes do segundo sinal chegar (sobreposição de sinais). 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA Quando isto ocorrer, devemos colocar gatilho na válvula que envia esse primeiro sinal para que quando o segundo chegar o primeiro já tenha sido retirado. A melhor maneira de visualizar a sobreposição é utilizar o simulador e fazer a simulação passo a passo. Quando a sobreposição ocorrer substitua o rolete por gatilho na válvula que enviou o primeiro sinal. 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA Cumpre lembrar que o rolete do primeiro movimento (ciclo contínuo) não pode ser substituído por gatilho porque estando em série com o botão com trava, não seria possível dar partida ao sistema. Quando após o primeiro movimento, vier um movimento do mesmo atuador (Ex. A+ , A-) a solução utilizando gatilho não é possível para ciclo contínuo e deve-se usar outra maneira para resolver o problema da sobreposição. 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA O circuito pneumático do exemplo visto para ciclo único é: 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA O circuito pneumático do exemplo visto para ciclo contínuo é: 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA Cumpre lembrar que os gatilhos por estarem deslocados provocarão imprecisão nos movimentos (um inicia antes que o outro tenha sido concluído) e, pode ocorrer que não seja possível a solução utilizando gatilhos quando for exigido ciclo contínuo. 2. Utilização de gatilhos (roletes escamoteáveis) MÉTODO COM GATILHO - PNEUMÁTICA MÉTODO COM VALVULA TEMPORIZADORA PNEUMÁTICA A retirada do sinal é feita utilizando uma válvula temporizadora NA. A análise para saber se haverá sobreposição de sinais, e todas as etapas vistas na solução com gatilhos (roletes escamoteáveis) é similar. 3. Utilização de válvulas temporizadoras NA O que vai diferir é que em vez de utilizarmos válvulas acionadas por gatilhos no lugar utilizaremos válvulas temporizadoras NA em série com válvulas acionadas por roletes e, nesse caso, os mesmos serão localizados nas posições finais ou iniciais sem necessidade de pequenos deslocamentos. É necessário que os tempos sejam menores que o tempo do avanço ou retorno dos atuadores. Nessa configuração os movimentos serão precisos. 3. Utilização de válvulas temporizadoras NA MÉTODO COM VALVULA TEMPORIZADORA PNEUMÁTICA O circuito pneumático do exemplo visto para ciclo único é: 3. Utilização de válvulas temporizadoras NA MÉTODO COM VALVULA TEMPORIZADORA PNEUMÁTICA O circuito pneumático do exemplo visto para ciclo contínuo é: 3. Utilização de válvulas temporizadoras NA MÉTODO COM VALVULA TEMPORIZADORA PNEUMÁTICA MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA As válvulas de memória neste método estão ligadas em paralelo (em linha horizontal). Deste modo, é possível abastecer cada uma das válvulas diretamente com ar da rede. Neste método a queda de pressão não acontece, o que constitui uma vantagem. 4. Utilização do método Passo a Passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA Necessita-se sempre uma válvula de memória a mais no método passo a passo. Para que seja possível um bloqueio dos sinais de entrada, é conectado diante de cada entrada um elemento “E” impulsionado com os sinais “en e sn-1”. 5. Utilização do método Passo a Passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 1. Estabelecer a sequência algébrica dos movimentos. A + A – B + B – A + B + B – A – A + C + B – A – C – B + 2. Verificar se a sequência algébrica é direta ou indireta. Sendo direta o método intuitivo pode ser usado porque não haverá sobreposição de sinais. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 3. Dividir a sequência em grupos. Cada movimento é um grupo. 4. O número de linhas necessárias é igual ao número de grupos. Nos exemplos: 4 linhas 5. O número de válvulas de memória e válvulas “E” necessárias é igual ao número de grupos. Nos exemplos: 4 de cada Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 6. Verificação do último movimento: a. Se este pertencer ao 1° atuador, desenhar o circuito com a válvula de memória NA para este último movimento, e o botão de partida abaixo das linhas auxiliares na entrada e1; Demais válvulas de memória NF. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 6. Verificação do último movimento: b. Se este não pertencer ao 1°atuador, desenhar o circuito com a válvula de memória NA para o primeiro movimento, e o botão de partida acima das linhas auxiliares entre a saída s1 e a válvula de comando do primeiro movimento; Demais válvulas de memória NF. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 1. Estabelecer a sequência algébrica dos movimentos.A + A – B + B – A + B + B – A – A + C + B – A – C – B + 2. Verificar se a sequência algébrica é direta ou indireta. Sendo direta o método intuitivo pode ser usado porque não haverá sobreposição de sinais. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 3. Dividir a sequência em grupos. Cada movimento é um grupo. 4. O número de linhas necessárias é igual ao número de grupos 4 linhas 5. O número de válvulas de memória e válvulas “E” necessárias é igual ao nº de grupos. 4 de cada Em cada entrada en teremos válvulas com roletes para fazer os movimentos de cada passo. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 6. Verificação do último movimento: a. O último movimento pertence ao primeiro atuador. Botão de partida abaixo das linhas e válvula NA no último movimento. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 1. Estabelecer a sequência algébrica dos movimentos. A + A – B + B – A + B + B – A – A + C + B – A – C – B + 2. Verificar se a sequência algébrica é direta ou indireta. Sendo direta o método intuitivo pode ser usado porque não haverá sobreposição de sinais. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 3. Dividir a sequência em grupos. Cada movimento é um grupo. 4. O número de linhas necessárias é igual ao número de grupos 4 linhas 5. O número de válvulas de memória e válvulas “E” necessárias é igual ao nº de grupos. 4 de cada Em cada entrada en teremos válvulas com roletes para fazer os movimentos de cada passo. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO PASSO A PASSO - PNEUMÁTICA 6. Verificação do último movimento: a. O último movimento não pertence ao primeiro atuador. Botão de partida acima das linhas e válvula NA no primeiro movimento.. Regras gerais do método passo a passo MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA O método cascata é utilizado com maior frequência na prática. O mesmo funciona com grande segurança, possuindo ainda a vantagem de que, frequentemente, se consegue reunir diversos sinais para o desligamento e assim manter o volume de componentes pequeno. A denominação “cascata” representa a conexão de válvulas de memória em forma escalonada (em série). Nesse método são utilizadas somente fins de curso com acionamento por rolete. 5. Utilização do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA 1. Estabelecer a sequência algébrica dos movimentos. A + A – B + B – A + B + B – A – A + C + B – A – C – B + 2. Verificar se a sequência algébrica é direta ou indireta. Sendo direta o método intuitivo pode ser usado porque não haverá sobreposição de sinais. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA 3. Dividir a sequência em grupos. Movimentos do mesmo atuador não podem pertencer ao mesmo grupo. Se os movimentos do último grupo não existirem no primeiro, os mesmos podem ser agrupados no primeiro. 4. O número de linhas necessárias é igual ao número de grupos. 5. O número de Válvulas necessárias será igual ao número de grupos menos 1 (Nv = NG - 1). Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA 6. Verificação do último movimento: a. Se este pertencer ao 1° grupo, desenhar o circuito com ar na 1ª linha, e o botão de partida acima das linhas auxiliares; b. Se este pertencer ao último grupo, desenhar o circuito com ar na última linha, e o botão de partida abaixo das linhas auxiliares; Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA 7. O primeiro movimento de cada grupo é ligado diretamente na linha do grupo. Obs: caso o último movimento pertencer ao primeiro grupo, este será o primeiro movimento do grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Estética: As válvulas de sinais que têm como função a mudança de linha(grupo), ficam abaixo destas; Opcionais: A confirmação de fim de ciclo é feita colocando-se o rolete acionado pelo último movimento em série com o botão de partida; Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Configuração de grupos – último movimento pertence ao primeiro grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Configuração de grupos – último movimento pertence ao primeiro grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - ELETROPNEUMÁTICA Configuração de grupos – último movimento pertence ao primeiro grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Configuração de grupos – último movimento pertence ao último grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Configuração de grupos – último movimento pertence ao último grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Configuração de grupos – último movimento pertence ao último grupo. Regras gerais para aplicação do método cascata MÉTODO CASCATA - PNEUMÁTICA Exemplos: Ex1: 1. Sequência algébrica dos movimentos. 2. Dividir a sequência em grupos. 3. Número de linhas necessárias: igual ao nº de grupos 2 4. Número de válvulas necessárias: igual ao nº de grupos – 1 1 5. Verificação do último movimento: último movimento pertence ao último grupo Regras gerais para aplicação do método cascata Sequência indireta MÉTODO CASCATA - NEUMÁTICA Regras gerais para aplicação do método cascata 6. O primeiro movimento de cada grupo é ligado diretamente na linha do grupo.
