Apostila de pneumática, Manuais, Projetos, Pesquisas de Automação

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• Janeiro de 2007 –

V.01.10.

Pneumática

Introdução

O Termo pneumática é derivado do grego Pneumos ou Pneuma (respiração, sopro) e é definido como parte da física que se ocupa da dinâmica e dos fenômenos físicos relacionados com gases ou vácuos. É também o estudo da conversão da energia pneumática em energia mecânica, através dos respectivos elementos de trabalho. Por estar fundamentada em conceitos da Física, da Química e da Matemática podemos sintetizar a Pneumática como a ciência que estuda a utilização do ar atmosférico como fonte de energia, cabendo aos equipamentos pneumáticos e outros artefatos a transformação desta energia em trabalho. A Pneumática abrange também o estudo sistemático da utilização do ar comprimido na tecnologia de acionamentos, comando e controle de sistemas automáticos. Como meio de racionalização do trabalho, o ar comprimido vem encontrando, cada vez mais, campo de aplicação industrial. O controle do ar é considerado os melhores graus de eficiência, executando operação sem fadiga, economizando tempo, ferramentas e materiais, além de oferecer segurança ao trabalho.

Vantagens

A utilização da pneumática nos processos industriais, já muito desenvolvida, cresce rapidamente devido a diversas características vantajosas, como: Pode ser adaptada a máquinas que originalmente não dispunham de dispositivos pneumáticos. Aumenta a rapidez das operações As forças aplicadas e a velocidade

imprimida são constantes durante todo o período Executa movimentos repetitivos substituindo operações manuais.

Propriedades do Ar

Características físicas do ar

O ar é um gás composto por 78% do seu volume de Nitrogênio (Azoto) e 21% do volume de Oxigênio perfazendo um volume total de 99%. O restante 1% se compõe de dióxido de carbono e da presença de vários gases nobres como Argônio, Xenônio, Hélio, Neônio, Hidrogênio e também de vapor de água (umidade). Como conceito básico, quando tratarmos com este elemento, devemos ter sempre em mente o seu comportamento. Em estado de repouso devemos imaginar partículas em suspensão se chocando uma nas outras em um movimento constante, as forças de atração e repulsão, nos gases estão praticamente em equilíbrio, e assim tendem a permanecer se nenhum outro fenômeno não influir. A quantidade estimada de partículas em cada m³ de ar depende da altitude de onde é feita a amostragem, isto é, depende da pressão atmosférica,

. Como os gases em geral, o ar atmosférico possui quatro propriedades físicas:

Compressibilidade

Os gases permitem a redução do seu volume mediante a aplicação de uma força. À temperatura constante: P 1 x V 1 = P 2 x V

Elasticidade

Removida a força que os comprimem, os gases retornam ao seu volume inicial.

Expansibilidade

Os gases tendem a ocupar todo o espaço que lhes é fornecido.

Difusibilidade

Os gases se misturam com facilidade. Se um ambiente fechado quebrando um frasco que contenha um gás perfumado decorrido algum tempo toda sala estará perfumada

Pressão do Ar

Em torno da Terra há uma camada de ar, denominada atmosfera. Ela é constituída por uma mistura gasosa cujos principais componentes são o oxigênio e o nitrogênio. Aproximadamente 90% de todo o ar existente se encontra abaixo de 18000 metros. Essa massa de ar exerce pressões sobre todos os corpos no seu interior, pressão esta denominada atmosférica. Observe os exemplos que comprovam a existência dessa pressão:

• Com uma bomba de vácuo, podemos extrair grande parte do ar do interior de uma lata vazia. Se fizermos isto, a lata será esmagada pela pressão atmosférica. Antes de retirarmos o ar isto não acontecia porque a pressão atmosférica estava atuando tanto no interior quanto no exterior da lata. Ao ser ligada a bomba de vácuo, a pressão interna torna-se bem menor do que a externa e a lata é esmagada.
• A primeira bomba de vácuo foi construída por Von Guericke, em Magdeburg, na Alemanha, permitindo que ele realizasse a famosa experiência dos ―hemisférios de Magdeburgo‖. Tomando dois hemisférios, bem adaptados um ao outro, formando, assim, uma esfera oca de cerca de 50 cm de diâmetro, von Guericke extraiu o ar do interior desta esfera. Como a pressão interna foi muito reduzida, a pressão externa (pressão atmosférica) forçou um hemisfério tão fortemente contra o outro que

foram necessários 16 fortes cavalos para separá- los.

• É também, graças à força exercida pela atmosfera que você consegue tomar refresco com um canudinho. Quando você chupa na extremidade do canudo, você provoca uma redução na pressão do ar no interior do canudo. A pressão atmosférica, atuando na superfície do líquido, faz com que ele suba no canudinho. Algumas bombas, para elevação de água, têm seu funcionamento baseado neste mesmo princípio. Relação Pressão x Força A relação Pressão, Força e área são dadas pela equação abaixo

P = F/A

onde:

P = Pressão em KgF/cm2 ou Lb F/Pol F = Força em KgF ou LbF A = Área em cm^2

Peso do ar

O ar, por possuir massa, possui peso, quase imperceptível devido ao seu pequeno valor: 1 litro de ar pesa na faixa de 1,293 g ao nível do mar.

Compressores

Definição: São máquinas destinadas a elevar a pressão de um certo volume de ar, admitindo o ar nas condições atmosféricas até uma determinada pressão, exigida na execução dos trabalhos realizados pelo o ar comprimido. Os Compressores estão classificados em dois grupos:

- Compressores Deslocamento Positivo: Baseia-se fundamentalmente na redução de volume. O ar é admitido em uma câmera isolada do meio exterior, onde seu volume é

bom lembrar que o calor passa sempre do corpo quente para o frio, portanto será o ar que cederá calor para a água. Este processo nos assegura que a temperatura do ar na saída será de aproximadamente 10ºC acima da temperatura da água gelada. Um dreno automático acoplado ou incorporado se encarrega de eliminar o condensado acumulado. Os pos-resfriadores poderão ser equipados com uma válvula de segurança, um manômetro e se recomenda incluir um termômetro para o ar de saída e outro para a água de entrada, ou mesmo termômetro diferencial.

Secadores

Os pós-resfriadores (aftercooler) reduzem a temperatura do ar até uns 10 ou 15ºC acima da temperatura do meio refrigerante. O controle e comando dos sistemas pneumáticos se realizam na maioria das vezes em torno dos 20ºC de temperatura ambiente. Isto poderia sugerir que não haveria mais problema com o condensado e que a umidade restante seria devolvida para a atmosfera através da exaustão das válvulas, mas não é bem isto que acontece na prática. Não é raro que durante a noite a temperatura de saída do ar dos trocadores de calor esteja mais alta do que a temperatura ambiente, principalmente nos reservatórios e nas tubulações. Esta situação provoca uma nova precipitação de água condensada. A medida a ser adotada é a redução do ponto de orvalho, o qual se define como a temperatura da qual o ar está completamente saturado de umidade, isto é, a 100% de umidade relativa. Quanto mais baixo for o ponto de orvalho

menor será a umidade restante no ar comprimido. Existem três tipos principais de secadores que operam por processos de absorção, adsorção e refrigeração.

Secagem por absorção ( deliqüescente ou coalescente ) Este é um processo químico no qual o ar é forçado através de materiais absorventes, contidos num reservatório, que capturam as moléculas de vapor de água. Estes materiais higroscópicos, como gesso desidratado, cloreto de cálcio, cloreto de lítio, cloreto de magnésio etc.., retém a água e se mistura com ela formando uma solução a qual deverá ser drenada periodicamente pelo fundo do reservatório. Como este material se desgasta com o tempo é necessária uma reposição freqüente. O ponto de orvalho máx. que pode ser atingido por este processo está em torno de 5ºC e a temperatura do ar de entrada não deve ultrapassar os 30ºC. Por ser pouco eficiente e de manutenção trabalhosa, alem de apresentar concentração de partículas sólidas corrosivas na saída este tipo de secador caiu em desuso.

Secagem por adsorção ( dessecante )

Trata-se de um processo físico que consiste em forçar a passagem do ar comprimido úmido através de um produto adsorvente o qual permite que as moléculas de água se depositam por aderência em sua superfície sem no entanto se misturar com elas. Dentro de reservatórios cilíndricos dispostos verticalmente coloca-se material adsorvente como sílica gel ou alumina ativada, materiais estes porosos e granulados, que quando saturados podem ser regenerados fazendo-se circular ar quente em sentido contrario ao do processo de secagem. Normalmente usa-se parte do próprio ar que acabou de ser tratado. Consiste de dois cilindros interligados que trabalham alternadamente, isto é, em quanto um cilindro esta secando o ar comprimido o outro esta em fase de regeneração. Uma válvula direcional de

4/2 ou 5/2 vias direciona o ar úmido para um dos cilindros, a fim que seja secado, enquanto de 10 a 20% do ar seco na saída é desviado por outra passagem restringida em sentido contrário a fim de regenerar o produto dessecante. Um temporizador ou um sensor de umidade se encarregam de comandar a válvula direcional para que esta alterne o ciclo de secagem/regeneração. A eficiência deste processo é muito superior ao anteriormente descrito, o ponto de orvalho pode chegar a – 40ºC e em alguns casos a – 50ºC.

Uma micro filtragem é essencial para evitar que partículas sólidas do produto secante, muito abrasivo, alcancem o resto da instalação. O custo inicial da instalação e operação é mais alto mas a simplicidade da manutenção e sua eficiência torna o custo final bem mais vantajoso.

Secagem por refrigeração Consiste de uma unidade mecânica que incorpora um circuito de refrigeração com dois trocadores de calor. O ar úmido e a uma temperatura mais elevada é pré resfriado no primeiro trocador transferindo parte do seu calor ao ar frio de saída. Então no segundo trocador o ar entra em contato com as serpentinas do refrigerador, por onde circula o gás Freon (R12 ou R22) em processo de expansão ( refrigeração = extração de calor ). Nesta etapa acontece uma drástica queda de temperatura onde acontece uma condensação da umidade e das partículas de óleo que são automaticamente drenadas. Em seguida, o ar frio e seco se dirige para a saída passando pelo primeiro trocador de calor, onde

ele recebe calor do ar de entrada, desta forma, ao aquecer-se aumenta seu volume, e baixando a umidade relativa evita a formação de orvalho na tubulação de saída para o resto da instalação. Mediante métodos modernos é normal atingir temperaturas do ar de saída em torno de 2ºC embora temperaturas de 5ºC é suficiente para a maioria das aplicações da Pneumática. A temperatura do ar de entrada pode ser de até 60ºC porém é mais econômico se houver um pré resfriamento do ar de entrada para algo em torno de 25~35ºC.

Reservatórios

Os reservatórios de ar comprimido de destinam a:

• armazenar o ar comprimido para garantir o fornecimento em momentos de pico de consumo no sistema;
• permitir a otimização do funcionamento dos compressores. -estabilizar a pressão do ar comprimido n a rede , evitando grandes oscilações e pulsações,

-separar e remover os condensados formados.

Preparação de Ar(lubrefil)

O conjunto Lubrefil pode ser representado pelas seguintes simbologias:

Simbologia (simplificada).

O lubrefil é um conjunto de três componentes, cuja função é a preparação final do ar antes do uso. Deve, portanto ser instalada imediatamente antes da entrada de qualquer máquina.

Partes que compõem o LUBREFIL.

- Filtro Separador de Condensados

Função: Remover pequenas quantidades de condensados e particulados (limpeza fina).

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Desenho em corte

Simbologia

• Regulador de Pressão

Função: Fornecer a leitura da pressão e limitar a pressão da máquina independente de variações na rede de distribuição.

Foto

P 1

Desenho em corte.

Simbologia

- Lubrificador

Funcionamento (Princípio de Venturi) O estrangulamento cria uma zona de alta

pressão de ar, que penetra no corpo e atua sobre óleo, forçando-o para cima pelo tubo, onde é captado pelo ar em alta velocidade. Ao atingir o aumento de secção o óleo ―explode‖ nebulizando- se. Em forma de neblina o óleo é capaz de passar pelos tubos e válvulas e atingir os cilindros.

INSTALAÇÃO

Somente em forma de neblina o óleo atinge os cilindros e, para que não retorne a forma líquida é indispensável facilitar o seu percurso:

• Instalando o lubrificador o mais próximo possível dos componentes.
• Eliminando todas as curvas desnecessárias, e fazê-las o mais suave possível.
• Instalando o lubrificador acima dos componentes.

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Desenho em corte

Símbolo

Válvulas Pneumáticas

Válvulas direcionais

As válvulas de controle direcional têm como principais funções a de permitir ou não a passagem de um determinado fluxo de ar comprimido, influenciando a sua direção fechando ou mudando as passagens internas de suas conexões.

As válvulas se identificam inicialmente pelo número de vias pelo número de posições de comando que elas podem assumir, pela posição preferencial assumida e pelo tipo de atuação (operação).

Posições : representadas por retângulos

Duas posições

Três posições

Vias: representada por pontos de toque em cada posição.

Duas vias

Três vias

O número de vias (caminhos) e o de posições se definem por números assim convencionados: 2/2 – 3/2 – 4/2 – 5/2 – 5/3, onde o primeiro número define o número de vias e o segundo define o número de posições que a válvula pode assumir. Notar que o número de vias definem o número de conexões porem as conexões de comando (pilotos) não estão incluídos.

Quando a válvula não tem posição preferencial, ela permanece na ultima posição de comando e só muda de posição quando receber outro sinal do lado oposto. Dizemos que estas válvulas têm um comportamento de memória. Válvulas de duplo comando pneumático, duplo solenóide e de comando manual com trava pertencem ao grupo biestável. Outro tipo de válvula é o de comando por pressão diferencial, onde o carretel comutador (spool) tem as extremidades de diâmetros diferentes, portanto o lado maior tem preferência mesmo com o sinal de comando em ambos os lados. Dependendo da seqüência dos comandos esta válvula não tem posição de repouso preferencial nem definida. Usa-se muito pouco atualmente.

Formas Construtivas das Válvulas

As duas principais formas de construção de comutadores internos de válvulas são as de assento plano ou cônico (Poppet) ou de carretel ou corrediça, cilíndrica ou plana, (Spool). As vedações podem ser de tipos diversos de borracha, natural ou sintética, ou mesmo de uma variedade de elastómero, cada qual para atender exigências específicas. O importante é vedar bem

Válvulas de assento

Em válvulas de assento o fluxo de ar controlado por um disco plano ou um obturador que se eleva em ângulo reto em relação ao seu assento, uma vedação elástica garante uma boa vedação. Em geral as válvulas de assento são de 2/2 ou 3/2 vias uma vez que para as de 4/2 ou 5/ vias seria necessário uma combinação de dois ou mais obturadores integrados no mesmo corpo.

Em a) a pressão de alimentação tende a erguer a vedação do seu assento, sendo necessário uma força contraria (mola) suficiente para que isto não ocorra até a pressão de alimentação. Em b) a pressão de alimentação (entrada) ajuda a mola a fechar a passagem do

ar, neste caso a operação da válvula varia em dependência da pressão de alimentação. Este fator limita este tipo a válvulas de pequeno porte (conexão de 1/8‖ ou menor).

Na posição não atuada (a) a conexão de saída A está em comunicação com o escape R através do pino atuador e o ar de P está fechado. Quando o pino é atuado primeiro ele fecha o escape e em seguida ele afasta o assento da sede abrindo a passagem do ar de alimentação de P para A.

As válvulas de 3/2 vias podem comandar cilindros de simples ação ou como emissores de sinal de comando em circuitos seqüenciais ou de segurança.

Válvulas direcionais de ação deslizante

Válvulas de carretel, de disco giratório ou de corrediça plana utilizam-se da ação deslizante para abrir ou fechar orifícios de passagem do ar comprimido ou de vácuo.

Válvulas de carretel (Spool)

O carretel cilíndrico desliza longitudinalmente no interior do corpo da válvula, o ar flui praticamente em ângulo reto em relação aos rebaixos do carretel agindo igualmente em ambas as faces assegurando assim uma ação de equilíbrio do carretel facilitando a comutação.

Válvula de corrediça plana

O fluxo de ar é controlado por cavidades existentes em uma corrediça plana de metal, de cerâmica ou outros plásticos movidos pneumaticamente por um carretel. A superfície precisa ser perfeitamente plana e lapidada para evitar fugas Válvulas rotativas (de alavanca) Um disco de metal, com canais interligados é girado manualmente interconectando os orifícios do corpo com os do disco. A pressão agindo sobre o disco o força

contra a base minimizando as possíveis fugas. A conexão de alimentação está na parte superior da válvula.

Vedação elástica (elastómero)

Juntas tóricas de borracha sintética (O- Ring) colocadas em ranhuras no carretel (vedação dinâmica) ou em ranhuras na camisa ou corpo da válvula (vedação estática) garantem uma selagem perfeita entre os orifícios de passagem (conexões). A maior dificuldade a ser superada neste tipo de válvula reside no curso que o carretel deve percorrer para ultrapassar o diâmetro dos furos que aumentam com o tamanho (vazão) da válvula. Outra dificuldade, dependendo da forma construtiva, reside no perigo de cisalhamento das vedações ao ultrapassar os orifícios ao redor da camisa

. A configuração dos canais internos no corpo, com cantos arredondados, permite uma perfeita estanqueidade e vida longa à vedações uma vez que estas não precisam cruzar os orifícios das conexões. Esta configuração apresenta baixo atrito e curso reduzido do carretel.

Vedação metálica

Com o diâmetro interno da camisa (sleeve) e o carretel retificado e lapidado consegue-se um baixo fator de atrito e conseqüente rapidez de acionamento alem de uma excepcional vida útil da válvula. A pequena tolerância de 0,003mm não evita que ocorram pequenas fugas da ordem de 1 l/min. que não prejudica o funcionamento mesmo em configuração de centro fechado em válvulas de 5/3 vias.

Acionamentos de válvulas

Acionamento mecânico

Em máquinas automáticas as válvulas de acionamento mecânico podem detectar o movimento das peças ou partes da máquina e emitir sinais de comando para a seqüência de movimentos do ciclo automático de trabalho.

Símbolo Atuador Mecânico

Pino

Rolete

Escamoteável (ou gatilho)

Mola

Cuidados no uso de acionamento por rolete de alavanca

Ao utilizar válvulas fim de curso com acionamento por alavanca com rolete deve-se tomar cuidado com tipo de came de acionamento. Este deve apresentar um ângulo de ataque ao redor dos 30º para não causar impacto no rolete, este não deve ter seu curso de acionamento ultrapassado. Outro tipo encontrado é o de rolete escamoteável ou de acionamento unidirecional , mais conhecido como gatilho. O came aciona e solta o rolete num sentido e no sentido contrário uma parte da alavanca do rolete dobra-se e não permite o acionamento. Utiliza-se quando se deseja emitir um sinal de comando em apenas uma direção do movimento da máquina.

Acionamento manual

O acionamento manual consiste de uma

Acionamento elétrico

Com o progresso atingido pelos comandos eletrônicos nas ultimas décadas os acionamentos de válvulas através de forças eletromagnéticas estão cada vez mais em uso, seu emprego hoje atinge uma grande porcentagem (70% a 80%). A evolução atinge principalmente estes dispositivos que transformam a energia elétrica em energia mecânica por intermédio da indução magnética.

Símbolo Atuador Pneumático

Genérico

Interno

Externo

Estes pequenos dispositivos compostos de uma bobina enrolada e encapsulada ao redor de um tubo de ferro interagem quando energizada, com um núcleo também metálico produzindo uma atração magnética. Estes conjuntos de peças formam um solenóide. O núcleo é utilizado como válvula de assento agindo sobre um pequeno orifício alimentado por ar comprimido. A vedação é garantida por elastômeros com auxílio de pequenas molas. Quando a bobina é energizada a atração magnética que se forma suspende o núcleo que libera a passagem do ar comprimido a qual se encarrega de pilotar a válvula principal.

A válvula de 3/2 vias possui um assento elástico na parte superior do núcleo e um orifício no topo do tubo de suporte da bobina para exaurir o ar de retorno. Válvula de 5/2 vias diretamente operada

por solenóide e com retorno por mola. Empregado em válvulas de baixo atrito interno como nos carreteis de selo metálico.

Para deslocar o carretel é necessária uma força considerável, isto exigiria solenóides de grandes proporções em válvulas de maior tamanho, para resolver este problema adotou-se o comando indireto efetuado por uma pequena válvula de 3/2 vias comandadas por solenóide, desta forma é possível padronizar o tamanho do solenóide para uma vasta gama de válvulas reduzindo espaço e o consumo de energia elétrica. Válvulas de 5/3 vias tem uma terceira posição (central) na qual a válvula sempre retorna por ação de molas e quando os dois solenóides estão desenergizados. A posição central é a que define a função a ser desempenhada pela válvula. Esta poderá ser de centro fechado, com todas as conexões fechadas.

Montagem de válvulas

Conexões individuais O método mais comum para conectar uma válvula é rosquear uma conexão em cada orifício de pressão e pilotagem e um silenciador em cada escape e posteriormente interligar estas com o atuador através de mangueiras.

Montagem em Manifolds

Outro método muito utilizado nas indústrias de hoje em dia é a chamada ilha de válvulas a qual consiste em montar um determinado numero de válvulas sobre uma base que já possui canalizações de alimentação de ar e de escapes comuns a todas as válvulas sendo só as saídas canalizadas individualmente.

. O bloco de montagem deve ser pedido levando em conta o numero de válvulas que se deseja montar, neste tipo não é possível uma ampliação posterior, caso a quantidade de válvulas seja menor é possível tamponar os furos excedentes por intermédio de placas de fechamento.

Com mais de cinco válvulas recomenda- se alimentar o bloco por ambos os lados assim como a colocação de silenciadores para evitar perda de pressão e represamento do ar de escape

Sub bases

Válvulas montadas em sub bases tem a característica de possuir todos os orifícios funcionais em um único lado. Montadas com o auxilio de juntas de vedação elas podem ser substituídas com rapidez sem a necessidade de mexer com a tubulação. Normalmente as válvulas para sub bases possuem uma capacidade de vazão maior devida a sua características construtivas.

Sub Bases múltiplas

Similar ao tipo manifold estas sub bases possuem, alem das conexões de alimentação e escape, também a canalização de saídas de utilização (para o cilindro) na base. A encomenda segue a mesma recomendação do manifold.

Placas bases acopladas Bases individuais podem ser montadas acoplando-se uma as outras formando conjuntos modulares que podem ser aumentadas ou diminuídas sem interferir nas já existentes. Também possuem todas as conexões incorporadas. A vedação lateral entre as bases é feita por O-Ring. A fixação entre as bases pode ser feita por parafusos, grampos, encaixes ou mesmo tirantes. Placas de fechamento individual também estão disponíveis.

Válvulas auxiliares

Válvulas de retenção (anti-retorno) As válvulas de retenção têm a função de permitir o fluxo de ar em um sentido e bloquear este fluxo no sentido inverso. Elas podem estar incorporadas em válvulas reguladoras de fluxo unidirecionais ou em conexões com auto retenção, tipo engate rápido.

Foto

IN OUT

Desenho em corte

Símbolo

Reguladores de fluxo ( ou de velocidade)

Um regulador de fluxo consiste de uma válvula de agulha que restringe ou libera a passagem de uma determinada quantidade de ar comprimido. Para evitar, no caso de controle de velocidade de cilindros, que a restrição se processe nos dois sentidos, ela pode ser combinada com uma válvula de retenção. Isto permite que o fluxo de ar possa entrar livremente

Símbolo

Válvula de escape rápido

Esta válvula possui uma conexão de entrada de pressão, uma saída e uma de escape de grande capacidade de passagem. Quando o fluxo de ar passa da entrada para a saída o disco de vedação interna bloqueia a via de escape. Quando a pressão na entrada deixa de existir, o ar comprimido confinado levanta o disco e escapa em grande velocidade para a atmosfera. Utiliza- se para incrementar a velocidade de cilindros uma vez que o ar que poderia oferecer resistência ao avanço do êmbolo é descarregado rapidamente para atmosfera. Devido ao grande ruído provocado recomenda-se o uso de silenciador. Com cilindros miniatura com mangueiras longas entre a válvula e o cilindro, devido ao pequeno volume costuma ocorrer o não esvaziamento total da tubulação, permitindo o acúmulo de condensado ou da lubrificação. Caso isto ocorra uma válvula de escape rápido resolve o caso.

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IN

OUT

EXH

Desenho em corte

Símbolo

Atuadores Pneumáticos

Os atuadores pneumáticos, também conhecidos por cilindros ou pistões pneumáticos, são na verdade elementos de trabalho, pois são os elementos que transformam a energia do ar comprimido em trabalho mecânico através de movimentos lineares e ou giratórios. Os de movimento giratório, de aleta ou pinhão-cremalheira, podem ser classificados de cilindros alternativos de giro limitado (até ±270º) e de motores pneumáticos quando de giro continuo.

Atuadores lineares

Os cilindros pneumáticos, construídos nas mais diversas formas e tamanhos, são os mais comuns e os mais utilizados nas instalações de automação pneumáticas e se dividem em dois grupos principais

• De simples ação, que realizam trabalho em uma direção, possuindo uma única conexão de ar, sendo que o retorno à posição inicial pode se dar por ação de mola ou de outra força externa.
• De dupla ação ou duplo efeito, quando realizam trabalho em ambas as direções de avanço e de retorno, possuindo duas conexões de ar.

- Cilindros de simples ação

Os cilindros de simples ação realizam trabalho em uma só direção do curso, podendo ser do tipo haste avançada quando ele ―puxa‖ a carga ou de haste recuada quando ele ―empurra‖ a carga. O consumo de ar é menor que os de dupla ação, uma vez que o retorno se dá por ação de uma mola ou de uma força externa retorno por mola, tipo ―empurra‖ a carga.

Devido à mola interna, a força deste cilindro é menor do que de um cilindro de dupla ação do mesmo diâmetro e tem um curso de trabalho limitado devido ao tamanho da mola.

A principal aplicação destes cilindros está em segurar, fixar, expulsar peças, carimbar etc..

As medidas externas, para um mesmo curso, são maiores devido à mola de retorno, por isto hoje em dia só se utilizam cilindros de ação simples de tamanhos pequenos (Ø 2,5 a 25mm), cursos de até 50mm.

Cilindro de simples ação

- Cilindros de dupla ação

Com este cilindro o trabalho se desenvolve nos dois sentidos do curso de avanço e de retorno, uma vez que a pressão do ar comprimido atua nos dois lados do êmbolo, sendo que quando a pressão atua no lado da haste a força resultante é menor, pois a área de atuação é menor devido a área da haste do cilindro. Esta consideração é válida somente quando a mesma carga é transportada nos dois sentidos. Em cilindros de haste passante as forças resultantes são iguais.

Cilindro de dupla ação

- Características construtivas

A camisa do cilindro poderá ser de tubo de aço sem costura, com tratamento da superfície interna para reduzir o desgaste e o atrito. Este tratamento pode se dar por retifica e posterior brunimento. Em camisas de materiais extrudados ou trefilados em outras ligas metálicas são previstos tratamentos de endurecimento superficial para aumentar a vida útil do cilindro. Os cabeçotes, dianteiros e traseiros, podem ser de aço maleável ou em ligas de alumínio injetado sendo fixados ao tubo por tirantes com rosca, rosqueados na camisa ou simplesmente recravados com o tubo. A haste normalmente é construída em aço com liga de cromo-níquel para se obter uma maior rigidez mecânica em relação à torção e flambagem. Um apurado acabamento superficial evita o desgaste prematuro das juntas de vedação e conseqüente vazamento de ar comprimido. Para uso em ambientes agressivos o corpo dos cilindros pode ser construído em Alumínio, Latão, Bronze ou Aço inoxidável. Pintura em epóxi na superfície externa, menos na haste, também é utilizada. Diversos tipos de juntas e vedações asseguram uma boa estanqueidade dos cilindros

Amortecimento

Os cilindros pneumáticos alcançam velocidades consideráveis em seus movimentos e conforme a carga transportada um valor elevado de energia cinética. Para evitar choques e possíveis danos no final do curso é necessário amortecer estes choques através da desaceleração da massa móvel. Cilindros de