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Exercícios de Sistemas Pneumáticos
Tipologia: Exercícios
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Curso de Engenharia Mecatrônica Professor: Rafael Bravo, Dr. Eng. Disciplina: Sistemas Pneumáticos, 8a. FASE
Exercício 1A. DISTRIBUIDOR DE CAIXAS. O dispositivo apresentado tem a função de selecionar o caminho a ser seguido por caixas de diferentes produtos. O deslocamento da esteira de rolos deve ser realizado mediante o acionamento de 2 botões de acordo com o tipo de produto. Um botão controla o avanço do atuador de dupla ação e outro controla seu retorno. A velocidade de avanço e retorno do cilindro deve ser regulada de forma independente. Elaborar o circuito pneumático para este dispositivo. Figura 1. Esteira de distribuição de produtos. Exercício 1B. Resolva o exercício 1A usando uma solução eletropneumática: (a) Utilize uma válvula 5/ de duplo solenoide (b) Utilize uma válvula 5/2 de simples solenoide. Exercício 2A. Um setor de uma indústria é responsável pelo controle de qualidade de produtos acabados. Este controle é feito visualmente através de operadores de máquina que, detectando algum defeito na peça, aciona o dispositivo de rejeição. O controle pode ser feito de três pontos diferentes através do acionamento de botões sem trava que comandam o avanço de um cilindro de dupla ação 1A, deslocando a peça e rejeitando-a. A velocidade de avanço deve ser controlada. O retorno do atuador ocorre automaticamente e, através de uma válvula de escape rápido, rapidamente. Elaborar um circuito pneumático para este dispositivo. Exercício 2B. Resolva o exercício 2A usando uma solução eletropneumática: (a) Utilize uma válvula 5/2 de duplo solenoide e sensor de rolete (b) Utilize uma válvula 5/2 de simples solenoide e sensor de proximidade. Figura 2. Esteira de separação de peças.
Exercício 3. Um dispositivo de dobramento de chapas utiliza um cilindro pneumático de dupla ação 1A para realização da tarefa. Em função das condições de acidentes de trabalho, o acionamento na máquina deve ser feito por dois botões simultaneamente, ambos sem trava. Um terceiro botão, instalado na sala de operações e, portanto, longe da máquina também pode comandar o avanço do atuador. Quando um, ou ambos ou botões forem liberados pelo operador, o cilindro deve retornar imediatamente. Elaborar (a) um sistema pneumático; e (b) um sistema eletropneumático para este dispositivo. Exercício 4. Em uma estação de montagem, duas peças devem ser unidas por meio de um cilindro pneumático de dupla ação 1A. Com o objetivo de efetuar a montagem adequada entre as peças, o retorno do cilindro só deve ocorrer quando a pressão de alimentação do atuador for igual a 5 bar. O acionamento pode ser realizado em dois locais distintos e deve haver controle de velocidade no avanço do cilindro. Elaborar (a) um sistema pneumático; e (b) um sistema eletropneumático para este dispositivo. Use uma válvula de simples solenoide. Fig. 3. Dispositivo de dobramento de chapas Fig. 4. Estação de Montagem. Exercício 5. Em um sistema de soldagem por aquecimento e compressão localizada foi empregado um cilindro pneumático de dupla ação 1A. Para esta tarefa, o cilindro deve avançar lentamente e, após alcançar a pressão ajustada de 4 bar, permanecer pressionando o material a soldar por aproximadamente três segundos. O acionamento pode ser realizado em dois locais distintos (botões sem trava). Recomenda-se usar um cilindro com amortecimento de fnal de curso no avanço para evitar choque mecânico. O retorno deve ocorrer automaticamente. Em casos de superaquecimento, um botão manual (soco-trava) também deve ser previsto para comandar o retorno automático do cilindro. Elaborar um circuito para este dispositivo utilizando uma solução: (a) pneumática; (b) eletropneumática, com válvula de duplo solenoide. Figura 5. Sistema de soldagem por aquecimento e compressão.
Exercício 8. Protótipo eletropneumático de compactação de lixo Descrição do problema: Um protótipo de um equipamento de compactação de lixo doméstico utiliza dois cilindros pneumáticos para a realização da compactação. O atuador 1A realiza a pré-compactação e o atuador 2A realiza a compactação principal, forçando os entulhos contra um triturador mecânico. A máquina funciona no modo ciclo único (0S1) e o material é alimentado manualmente. A velocidade de ambos os cilindros deve ser regulada no avanço com velocidade de retorno normal. Elaborar um circuito para este dispositivo utilizando uma solução: (a) pneumática; (b) eletropneumática, com válvula de duplo solenoide. (a) 0 1 0 1 1 2 3 4= 1A 2A 1S 1S 1S 2S+0Z estados do atuador condições de transição passos (b) Figura 7 – Esquema de funcionamento de um protótipo pneumático de compactação de lixo. Exercícios 9. Dispositivo de alimentação de peças de manufatura O processo mostrado na Figura 8 realiza a seguinte sequência: 1A+;2A+;2A-;1A-. Os cilindros devem avançar com velocidade regulada e a pressão de trabalho deve ser ajustada em 4 bar. A velocidade de retorno deve ser rápida. O comando de partida deverá ser nas opções ciclo único e ciclo contínuo. Elabore os circuitos pneumático e eletropneumático. No segundo caso, use válvula de duplo solenoide e sensores de contato. Dica: incluir uma válvula de escape rápido para produzir o retorno rápido. Exercício 10. PRENSA TEMPORIZADA Um dos processos utilizados para a moldagem de plásticos envolve a aplicação de uma força e o aquecimento do material (fgura 9). O trabalho é realizado por um mecanismo articulado de amplifcação de forças atuado por meio de um cilindro pneumático de dupla ação e o aquecimento por um circuito elétrico não mostrado. O avanço do atuador deve ter velocidade controlada e o comando de acionamento pode ser feito próximo à própria prensa por meio de dois botões, sendo que ambos devem ser pressionados simultaneamente visando evitar acidentes com a prensa. Quando o acionamento é realizado na prensa, é possível apenas a realização de um único ciclo (em casos de testes de manutenção, por exemplo). Porém, existe ainda a opção do acionamento com ciclo contínuo na sala de operações. Uma vez atingido o fm de curso do cilindro e alcançada a pressão de trabalho de 6 bar, este deve fcar avançado por aproximadamente 7 segundos para realizar a correta compactação e evitar danos
ao material. Após este tempo, o retorno do atuador deve ser automático. Elaborar os circuitos pneumático e eletropneumático para este dispositivo (usar sensores de proximidade e válvula de duplo solenoide na segunda solução). Figura 8 Figura 9 Exercício 11. Protótipo pneumático de compactação de lixo (versão 2) Descrição do problema: Um protótipo de um equipamento de compactação de lixo doméstico utiliza dois cilindros pneumáticos para a realização da compactação. O atuador 1A realiza a pré-compactação e o atuador 2A realiza a compactação principal, forçando os entulhos contra um triturador mecânico. Cada cilindro deve permanecer um tempo de 3 segundos comprimindo os resíduos a fm de garantir a compactação do material. Se o cilindro 2A, de compactação principal não alcançar a posição de fnal de fnal 2S2 (devido ao excesso de entulhos), entretanto, for alcançada a pressão de compactação de 5 bar, ele deve retornar a posição inicial da mesma maneira depois de 5 segundos. O retorno de ambos os atuadores deve ser simultâneo. A máquina funciona no modo ciclo único (0S1) e o material chega pela ação da gravidade por meio de um dispositivo mecânico auxiliar não mostrado. A velocidade de ambos os cilindros deve ser regulada no avanço com velocidade de retorno normal. Parte II. A fm de estimar a quantidade de material comprimido, o número de ciclos é contado a partir de um contador pneumático que, a cada 100 ciclos, interrompe o modo ciclo contínuo de funcionamento da máquina. Um botão de parada 0S3 também é usado para este fm. Um botão 0S4 de reset desliga o contador. Elaborar os circuitos pneumático e eletropneumático para este dispositivo. Usar sensores de proximidade e válvula de simples solenoide na segunda solução.