Baixe Treinamento sobre pneumatica e outras Notas de estudo em PDF para Informática, somente na Docsity!
ÍNDICE
1 – Princípios básicos do ar...........................................................................
1. – Características........................................................................................ **02
- – Pressão.................................................................................................... 02**
1.2.A – Pressão Atmosférica...........................................................................
1.2.B – Pressão Absoluta e Manométrica/Relativa.......................................
3. – Vazão........................................................................................................ 03
1.4 – Temperatura............................................................................................
2 – Princípios básicos da pneumática...........................................................
2.1 – Vantagens................................................................................................
2.2 – Desvantagens.......................................................................................... 04
2.3 - Lei de Gay-Lussac...................................................................................
2.4 – Leis dos Gases Ideais............................................................................
3 – Especificação de cilindros........................................................................
3.1 – Consumo de ar........................................................................................
3.2 – Velocidade do êmbolo............................................................................
4 - Simbologia Pneumática Normalizada.......................................................
5 - Circuitos Pneumáticos e Eletropneumáticos..........................................
5.1 – Circuitos Simples.................................................................................... 15
5.2 - Soluções Pneumáticas e Eletropneumáticas utilizando o mesmo circuito..
6 – Exercícios...................................................................................................
TREINAMENTO DE PNEUMÁTICA
1 – Princípios Básicos do ar:
- – Características:
Compressibilidade: O ar permite reduzir o seu volume quando sujeito a ação de uma força exterior.
Elasticidade: Uma vez extinta a força exterior o ar volta ao seu volume inicial.
Difusibilidade: O ar permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado.
Expansibilidade: O ar pode ocupar o volume de qualquer recipiente adquirindo o seu formato.
- – Pressão:
Em termos de pneumática, define-se pressão como sendo a força exercida em função da compressão do ar em um recipiente, por unidade de área interna dele. Sua unidade no S.I. é dada em N/m 2 ou Pa (pascal), embora seja comum ainda a utilização de unidade como atm, bar, kgf/mm^2 , Psi, etc. Tomemos o exemplo a seguir: um corpo ao ser apoiado sobre um plano horizontal, terá o seu peso distribuído uniformemente ao longo da superfície de contato. A força em cada unidade de área é calculada pela fórmula:
1.2.A – Pressão Atmosférica:
As camadas de ar exercem um peso sobre a superfície da Terra. A atmosfera exerce sobre nós uma força equivalente ao seu peso e ela atua em todos os sentidos e direções com a mesma intensidade. A pressão atmosférica varia de acordo com a altitude, pois em grandes alturas, a massa de ar é menor do que ao nível do mar.
0 m = 1013 mbar 500 m = 955 mbar 2000 m = 795 mbar 8000 m = 356 mbar
Visto que a altitude e as condições do tempo também alteram a pressão atmosférica, adota-se uma pressão de referência que é pressão atmosférica absoluta ao nível do mar (1013 mbar = 760 Torr = 1,033 kg/cm 2 = 14,7 PSI).
Algumas grandezas, como o comprimento, volume, resistência elétrica, variam de acordo com a temperatura, são as grandezas termométricas.
2 – Princípios básicos da Pneumática:
Pneumática: Conceituada como sendo a matéria que trata dos movimentos e fenômenos dos gases.
2.1 - Vantagens:
Quantidade: o ar para ser comprimido existe em quantidades ilimitadas Transporte: por meio de tubulações, não existindo a necessidade de linhas de retorno, como no hidráulico. Temperatura: o ar comprimido é insensível às oscilações desta, permitindo um funcionamento seguro. Segurança: não apresenta perigos de explosão ou incêndio. Limpeza: não há risco de poluição ambiental. Construção: 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.
- – Desvantagens:
Preparação: para excelente rendimento e prolongamento da vida útil dos equipamentos, o ar comprimido requer uma boa preparação, ou seja, isento de impurezas e umidade. Escape de ar: sempre que o ar é expulso de dentro de um atuador, ao passar pela válvula comutadora, provoca um ruído relativamente alto, sendo obrigatório, em casos extremos, a utilização de silenciadores. Compressibilidade: impossibilita a utilização da pneumática com velocidades uniformes e constantes.
- – Lei de Gay-Lussac:
A figura abaixo apresenta um recipiente com manômetro e termômeto. No interior, sob o êmbolo, há uma certa quantidade fixa de gás a uma temperatura T1 e pressão P1. O recipiente é então aquecido elevando assim a temperatura do gás e causando com isso uma expansão térmica dele. Essa expansão resulta na elevação do êmbolo. Entretanto, se não houver nenhuma carga crescente atuando sobre o êmbolo, a pressão em P permanece inalterada (constante – P1=P2).
Como pode ser notado (V1<V2) e (T1<T2), para esta condição de pressão constante verifica-se a existência de uma relação entre as variáveis de estado (V, T), ou seja, o volume eleva-se proporcionalmente ao aumento da temperatura.
Exemplo: O recipiente em questão possui inicialmente um volume de 0,5 m de gás hélio a 20º C.Qual será o volume ocupado por esse gás quando a temperatura chegar a 35º C?
- - Lei dos Gases Ideais:
Pode haver situações em que tenhamos a variação das três variáveis citadas (V, T, P). Deste modo, a relação entre elas para os estados inicial e final de um processo é representada pela Lei dos Gases Ideais.
2 – Especificação de Cilindros:
- – Consumo de ar:
Importante para a preparação do ar comprimido e para abranger o custo de energia.
Cálculo:
- Q = consumo total em Nl/min
- q = consumo de ar por cm de curso em Nl/min (conforme tabela)
- s = curso em cm
- n = número de cursos por minuto
Cilindros de Simples Ação:
Cilindros de Dupla Ação:
- Q = 2 (s * n * q) (Nl/min)
- – Velocidade do êmbolo:
A velocidade do êmbolo, depende de fatores importantes como os descritos abaixo:
- Dimensões do cilindro
- Carga
- Posição de montagem
- Comprimento do tubo
- Vazão nominal da válvula que faz a pilotagem do cilindro
5 – Circuitos Pneumáticos e Eletropneumáticos:
5.1 – Circuitos Simples:
Exemplo 1 : Acionamento de um cilindro de simples ação, através de uma válvula 3/2 vias acionamento botão e retorno mola.
Exemplo 2 : Acionamento de um cilindro simples ação, utilizando uma válvula acionada por botão e retorno mola e uma válvula acionada por pedal e retorno mola. Deverá ser também utilizado um elemento lógico “OU”. A função de um esquema pneumático como estas características é avançar a haste do cilindro ou acionando o botão ou acionando o pedal.
Exemplo 3: Acionamento de um cilindro simples ação, utilizando duas válvulas acionadas por botão e retorno mola. Deverá ser utilizado também um elemento lógico “E”. A função de um esquema pneumático como este é avançar a haste do cilindro acionando as duas válvulas, somente assim a haste será avançada.
Exemplo 4: Acionamento de um cilindro de simples ação utilizando duas válvulas botão e retorno mola, uma válvula pedal, um elemento lógico “E” e um elemento lógico “OU”. A função de um esquema pneumático como este é avançar a haste do cilindro acionando ou as duas válvulas botão/mola ou acionando o pedal.
Exemplo 5 : Acionamento de um cilindro de dupla ação, através de uma válvula 5/2 vias acionamento solenóide e retorno mola.
Exemplo 1.2 : Para este caso, substituímos as válvulas solenóides por uma válvula botão e retorno mola. Substituímos o micro-switch m por uma válvula rolete que quando tocada pela haste do cilindro libera o ar comprimido que aciona a válvula pneumática de 5/2 vias, que por sua vez aciona o cabeçote dianteiro do cilindro fazendo com que a haste retorne a posição inicial.
Exemplo 2.1 : Utilização de dois contatos de fim de curso (m1 e m2) do tipo micro-switch que atuarão sobre os solenóides SOL1 e SOL2, e um interruptor partida que controla o disparo e parada do circuito. Perceba que o micro-switch m1 é do tipo NA, porém se encontra fechado mediante o batente da haste que o pressiona; a chave partida também é do tipo NA e se encontra desativada, porém quando ativada o término do ciclo só será possível levantando-a, pois se trata de chave com retenção.
Exemplo 2.2 : Para este caso, substituímos as válvulas solenóides por uma válvula botão/trava. Substituímos os micro-switchs m1 e m2 por válvulas rolete. Perceba que se elevarmos o botão quando a haste estiver avançando, ela irá até o fim de curso m1, provocará inversão de sua válvula, pois ela está continuamente alimentada pelo fluxo de ar, causando nova comutação e com isso o retorno do atuador. Se, no entanto, elevarmos o botão durante o movimento de retorno, ao chegar no fim de curso m2, o sistema ficará parado, pois m2 deixou de ser alimentado.
Exemplo 4.1 : Este sistema muito similar ao anterior, entretanto, nesse circuito, é acrescentado ao comando uma chave de emergência emerg que a qualquer momento, quando iniciado o movimento de avanço da haste, sendo pressionada a chave, provocará a inversão da válvula solenóide SOL1 e a conseqüente comutação, fazendo com que o movimento de expansão cesse. Apesar de se tratar de uma montagem de segurança, depende da vontade do operado.
Exemplo 4.2 : A solução pneumática para executar essa mesma tarefa irá requerer o uso de um elemento lógico “OU”. Para este caso, substituímos as válvulas solenóides por uma válvula botão/trava. Substituímos os micro-switchs m1 e m2 por válvulas rolete. De diferente do sistema anterior somente a ligação pneumática.
Exercício 3:
Exercício 4:
