Tecnologia Pneumática Industrial

(1)

Pneumática Industrial

Transparência M1001

Março 2001

(2)

Índice

Propriedades Físicas do Ar………...3

Peso e Existência do Ar……….4

Pressão Atmosférica……….. 5

Lei Geral dos Gases, Lei de Pascal……….6

Tipos Fundamentais de Compressores………...7

Resfriador Posterior……… 8

Desumidificaç ão do Ar………...9

Esquema de Produç ão do Ar Comprimido………11

Drenagem de Condensado e Tomadas de Ar………..12

Unidade de Condicionamento (Lubrefil)………13

Funcionamento do Filtro………..14

Filtro de Ar Comprimido, Dreno Automático……….15

Regulador de Pressão………..16

Filtro Regulador (Refil)……….………....17

Lubrificador de Ar……….18

Válvulas de Controle Direcional……….19

Tipos de Acionamento……….20

Tipos Construtivos 2/2 vias……….22

Tipo 3/2 vias, Exemplo de Aplicaç ão………23

Tipo 3/2 vias, Simples Piloto, Exemplo de Aplicaç ão………….24

Tipo 3/2 vias, Comando Elétrico……….…...25

Tipo 3/2 vias, Suprimento Interno………..26

Tipo 3/2 vias, Suprimento Interno (In-Line)………..27

Tipo 3/2 vias, Duplo Piloto, Exemplo de Aplicaç ão……….28

Válvula de Partida Suave/Rápida………..29

Tipo 5/2 vias, Duplo Piloto (Válvula K)……….……….30

Sistema de Compensaç ão de Desgaste……….. 31

Tipo 5/2 vias, Série ISO……….. 32

Tipo 5/2 vias, Duplo Piloto, Exemplo de Aplicaç ão……….33

Tipo 5/3 vias, Duplo Piloto………..34

Tipo 5/3 vias, Duplo Solenóide (Speed King)………..35

Válvula de Retenç ão, Escape Rápido……….….37

Elemento OU, Exemplo de Aplicaç ão……….…..38

Elemento E, Exemplo de Aplicaç ão………...…... 39

Válvula Reguladora de Vazão………....40

Exemplo de Aplicaç ão, Controle de Velocidade………. 41

Temporizador Pneumático……….. 42

Exemplo de Aplicaç ão Temporizador Pneumático………….…43

Captadores de Queda de Pressão………..…..44

Exemplo de Aplicaç ão do Captador………...45

Contador Pneumático, Exemplo de Aplicaç ão……….46

Sensor de Alívio………...…….47

Sensor Fluidico………...……..48

M ódulo de Segurança Bimanual……….………...49

Geradores de Vácuo……….50

Ventosa Padrão………..……….…. 51

Tabela de Capacidade de Carga para Ventosa……….….52

Atuadores Pneumáticos……….…..53

Cilindro de Simples Aç ão………...….…54

Cilindro de Dupla Aç ão………...………….55

Cilindro com Amortecimento………...…....56

Cilindro de Haste Dupla……….…………..57

Cilindro Tandem………....58

Cilindro Duplex Geminado………...59

Cilindro de Impacto………60

Guias Lineares………..……….………... 61

Cilindro Sem Haste………62

Hydro-Check, Exemplo de Aplicaç ão………....63

Atuador Rotativo………..………. 64

Oscilador Pneumático………..65

Garras Pneumáticas (Grippers)………...………...66

Vedaç ões……… 67

M étodo de Movimento (Intuitivo)……… 68

(3)

Compressibilidade do Ar

Ar submetido a um volume inicial V₀ Ar submetido a um volume inicial V_f

V

f

< V

0

F

1 2

Elasticidade do Ar

Ar submetido a um volume inicial V₀ Ar submetido a um volume inicial V_f

V

f

> V

0 1 2

F

Difusibilidade do Ar

Volumes contendo ar e gases; válvula fechada

Válvula aberta temos uma mistura homogênea

1 2

Expansibilidade do Ar

Possuímos um recipiente contendo ar; a válvula na situaç ão 1 está fechada

Quando a válvula é aberta o ar expande, assumindo o formato dos recipientes;

1

2

(4)

Ar Quente é Menos Denso que Ar Frio

Peso do Ar

(5)

Camadas Gasosas da Atmosfera

A - Troposfera - 12 Km D - Termosfera/Ionosfera - 500 Km B - Estratosfera - 50 Km E - Exosfera - 800 a 3000 Km C - Mesosfera - 80 km C D A B E

A Pressão Atmosférica Atua em Todos os

Sentidos e Direções

0,710 kgf/cm2

1,033 kgf/cm2

1,067 kgf/cm2

Pressão Atmosférica

(6)

Efeito Combinado entre as Três Variáveis Físicas

T1 V1

P1

Mesma Temperatura:

Volume Diminui - Pressão Aumenta T2

V2

P2

Mesmo Volume:

Pressão Aumenta - Temperatura Aumenta e Vice-Versa

T3 V3

P3

Mesma Pressão:

Volume Aumenta - Temperatura Aumenta e Vice-Versa T4

V4

P4

Princípio de Blaise Pascal

1 - Suponhamos um recipiente cheio de um líquido, o qual é

praticamente incompressível;

2 - Se aplicarmos uma força de 10 Kgf num êmbolo de 1 cm2

de área;

3 - O resultado será uma pressão de 10 Kgf/cm2 nas paredes do recipiente.

(7)

Compressor Dinâmico de Fluxo Radial

Simbologia

Ciclo de Trabalho de um Compressor de Parafuso

a - O ar entra pela abertura de admissão preenchendo o espaço

entre os parafusos. A linha tracejada representa a abertura da descarga.

b - À medida que os rotores giram , o ar é isolado, tendo início

a compressão.

c - O movimento de rotação produz uma compressão suave,

que continua até ser atingido o começo da abertura de descarga.

d - O ar comprimido é suavemente descarregado do

compres-sor, ficando a abertura de descarga selada, até a passagem

Tipos Fundamentais

de Compressores

(8)

Resfriador Posterior

(9)

Secagem por Refrigeração

Ar Úmido Pré-Resfriador Ar Seco Resfriador Principal Separador C D Dreno Condensado Freon Bypass Compressor de Refrigeração E A B

Secagem por Absorção

Ar Seco Pastilhas Dessecantes Ar Úmido Condensado Drenagem

Desumidificação do Ar

(10)

Secagem por Adsorção

Esquematização da Secagem por Adsorção Ar Seco Ar Úmido Regenerando Secando Adsorvente Regenerando Secando Ar Seco Simbologia

(11)

Esquematização da Produção, Armazenamento e Condicionamento do Ar Comprimido

1 - Filtro de Admissão 2 - Motor Elétrico 3 - Separador de Condensado 4 - Compressor 5 - Reservatório 6 - Resfriador Intermediário 7 - Secador 8 - Resfriador Posterior 1 2 3 4 8 6 5 7

(12)

Prevenção e Drenagem para o

Condensado

Ar Comprimido Separador Armazenagem de Condensados Drenos Automáticos

Inclinação 0,5 a 2% do Comprimento

Purgadores Unidade de Condicionamento ( Utilização )

Conexões Instantâneas

Comprimento

(13)

(14)

Funcionamento do

Filtro de Ar

(15)

Secção de Um Filtro de Ar Comprimido

Dreno Manual Dreno Automático Simbologia A - Defletor Superior B - Anteparo C - Copo D - Elemento Filtrante E - Defletor Inferior F - Dreno Manual G - Manopla

A

B

C

G

F

E

D

➔

Dreno Automático

(16)

Secção de um Regulador de Pressão com Escape

H

J

I

C

B

A

➔

Simbologia

G

F

E

D

A - Mola B - Diafragma C - Válvula de Assento D - Manopla E - Orifício de Exaustão F - Orifício de Sangria G - Orifício de Equilíbrio H - Passagem do Fluxo de Ar I - Amortecimento

J - Comunicaç ão com Manômetro

Manômetro Tipo Tubo de Bourdon

(17)

Refil - Filtro Regulador

J

D

C

B

A

➔

I

H

G

F

E

Simbologia A - Manopla B - Orifício de Sangria C - Válvula de Assento D - Defletor Superior E - Defletor Inferior F - Mola G - Orifício de Exaustão H - Diafragma I - Passagem do Fluxo de Ar J - Elemento Filtrante

(18)

Secção de um Lubrificador

Simbologia

J

I

A

C

E

D

➔

G

F

E

H

B

A - Membrana de Restriç ão B - Orifício Venturi C - Esfera

D - Válvula de Assento E - Tubo de Sucç ão F - Orifício Superior G - Válvula de Regulagem

H - Bujão de Reposiç ão de Óleo

I - Canal de Comunicaç ão J - Válvula de Retenç ão

(19)

Válvulas de Controle Direcional

5 1 3

4 2

(20)

Botão

Alavanca

Pedal

Simbologia Simbologia Simbologia

Pino

Rolete

Gatilho ou Rolete

Escamoteável

Simbologia Simbologia Simbologia

Tipos de Acionamentos

(21)

Piloto Positivo

12 Simbologia

Diafragma

Acionamento Combinado

Elétrico e Pneumático

Simbologia

Acionamento Combinado

Muscular ou Elétrico e Pneumático

12

(22)

Tipos Construtivos

Simbologia

1 2

Válvula de Controle Direcional 2/2 Acionada por Rolete,

Retorno por Mola, N.F, Tipo Assento com Disco

(23)

Válvula de Controle Direcional 3/2 Acionada por Pino

Retorno por Mola, N.F., Tipo Assento Cônico

Simbologia 3 1 2 A a2 2 3 1

Exemplo de Aplicação

(24)

Válvula de Controle Direcional 3/2 Acionada por Piloto,

Retorno por Mola, N.F., Tipo Assento com Disco

12 12 3 3 2 2 1 1

Exemplo de Aplicação

A a0 12 2 1 3 a2 2 1 3 Simbologia 3 1 2 12

(25)

Válvula de Controle Direcional 3/2

Acionada por Solenóide Direto,

Retorno por Mola, N.F.

2 2

1 1

Válvula de Controle Direcional 3/2 Acionada

Por Solenóide Indireto, Retorno por Mola,

N.F., do Tipo Assento com Disco

3 1 2 1 3 2 Simbologia 3 1 2 Simbologia 3 1 2

(26)

2 2 1 ₃ D 3 1 D

Válvula de Controle Direcional 3/2 Acionada por Solenóide de Ação Indireta, Retorno por

Suprimento Interno, N.F., Tipo Assento Lateral

Simbologia

3 1

(27)

Válvula de Controle Direcional 3/2 Acionada por Solenóide de Ação Indireta,

Retorno por Suprimento Interno, N.F., Tipo Assento

2 2 3 1 3 1 D D D Simbologia 3 1 2

(28)

12 10 A 2 a0 1 3 2 1 3 2 1 3 a2 a1

Válvula 3/2 Acionada por Duplo Piloto Positivo

2 12 12 3 1 2 3 1 10 10 Simbologia 3 1 2 12 10

Exemplo de Aplicação

(29)

12

2 1

3

Válvula 3/2 de Partida Suave/Partida Rápida

3 1 2

(30)

Válvula 5/2 Acionada por Duplo Piloto Positivo

5 3 1 2 4 D 2 4 D 1 Simbologia 3 5 4 2 1

(31)

Válvula 5/2, Sistema de Compensação

de Desgaste

Vantagens do Uso do Sistema de Compensação de Desgaste WCS

• Máximo Rendimento

- Resposta Rápida - Pressão inferior de operação; - Baixo Atrito - Menos desgaste.

• Vida Útil Longa

- Sob pressão a expansão radial das vedações ocorre para manter o contato de vedação com o orifício da válvula.

• Regime de Trabalho

- Trabalha sem lubrificação, não é requerida a lubrificação para válvula com mudança de posição contínua.

• Vedação Bidirecional do Carretel

- É usado um mesmo carretel para várias pressões, incluindo vácuo. Simbologia 3 5 4 2 1

(32)

Válvula de Controle Direcional 5/2, Acionamento por Simples Solenóide Indireto,

Tipo Distribuidor Axial

Simbologia

3 5

4 2

(33)

Válvula 5/2, Acionamento por Duplo Piloto Positivo, Tipo Distribuidor Axial

5 1 3 5 1 3 4 2 4 2 14 12 14 12 Simbologia 3 5 4 2 1 14 12 A 14 12 a0 5 2 4 3 1 a2 2 3 1 a1 2 3 1

Exemplo de Aplicação

(34)

Válvula 5/3, Acionada por Duplo Piloto, Centrada por Mola, C.F., Tipo Distribuidor Axial

5 1 3 5 1 3 5 1 3 4 2 4 2 4 2 14 12 14 12 14 12 Simbologia 3 5 2 4 1 14 12

(35)

Válvula 5/3, Acionada por Duplo Solenóide, Centrada por Ar Comprimido, C.A.P.,

Tipo Carretel

5 4 1 2 3 5 4 1 2 3 D D D D X D D D D X Simbologia 3 5 2 4 1

(36)

Montagem de Válvulas Pneumáticas em Bloco Manifold

Simbologia 3 5 4 2 1 14 12

(37)

Válvula de Retenção com Mola

2 1 2 1 Simbologia 1 2

Válvula de Escape Rápido

3 2 1 3 2 1 Simbologia 3 1 2

Elementos Auxiliares

(38)

Válvula de Isolamento, Elemento "OU"

1 1 2 1 1 2 1 1 2

A

a0

12

1

2

3 a4

1

2

3 a2

1

2

3 a.02

1

2 Exemplo de Aplicação

(39)

1 1 2 A a0 12 1 2 3 a2 1 2 3 a.02 1 1 2 a4 1 2 3

Válvula de Simultaneidade (Elemento E)

Exemplo de Aplicação

1 1

2

1 1

(40)

Válvula de Controle de Fluxo

Controle de Velocidade

Simbologia

2 1

(41)

A a.01 1 2 3 a.02 a0 12 2 3 14 1 5 4 a1 ₂ 3 1 a2 ₂ 3 1

Exemplo de Aplicação

(42)

12 2 1 t1 0 12 2 1 t1 0 Simbologia

Temporizador Pneumático

1 3 9 10

P

a S

Funcionamento

5 6 2 4 7 8 P S S a _a P

(43)

Exemplo de Aplicação

A 1 2 3 a3 a0 12 14 5 4 a2 2 3 1 2 3 1 P a S a5 a.01 a.02

(44)

Adaptador para conexão do cilindro Eletrônico M ódulos conectáveis

&

Simbologia a P S

(45)

Exemplo de Aplicação

A 1 2 3 a3 a0 12 14 5 4 a2 2 3 1 P S a3

(46)

Contador Predeterminador Pneumático

Y Z P A

00000

Y Z P A Simbologias

Exemplo de Aplicação

A 1 2 3 a3 a0 12 14 5 4 1 2 3 a3 1 2 3 a2 1 2 3 a4 Y A P Z a.01 a.02 a.03 a.05

(47)

Sensor de Alívio Relé do Sensor de Alívio S 1 2 Desacionado Sensor de Alívio Relé do Sensor de Alívio S Acionado Relé do

Sensor de Alívio _{Sensor de Alívio}

Sensor de Alívio

P a S

(48)

Atuado Desatuado

Peça em Movimento

Distância de Sensibilidade S P Alimentação de 3 a 8 bar Fil tro -Regul ador Px a Relé Amplificador

a: Sinal envi ado do detector fluídico ( 0,5 a 2 mbar )

Ar de supr imento filtr ado, seco e r egulado ( Px = 100 a 300 mbar) Objeto a ser detectado Sensor fluídic o a

Relé Amplificador

Desacionado 3 1 2 4 Px a S Acionado 3 1 Px a S 6 2 5 4 Px a aPx

(49)

Simbologia a P S b S P a b A B

(50)

1 - Uma for ça de 2 kgf, é a plicada … 2 - … na ta m pa móv el c uja áre a me de 2 c m2 3 - Re sultará numa pressão ne gativ a de -1 k gf/c m2 4 - Ge rando um v á cuo de -1 k gf/ cm2, no i nte ri or do rec ipie nte 5 - Es sa pressão

ne gativa, de pres sã o, é inferior à pre ssão a tm osfé rica exte rna a qual e stá submeti do o recipiente 2 cm2 -1 kgf/cm2 2 kgf 1 - O ar comp rimido entra pe lo pórti co P…

2 - … e s ai para atm osf er a pelo pórti co R

3 - A restriç ão provoc a um aumento n a veloc idade do f luxo de ar …

4 - … gerando um v á cuo parc ia l neste orifí c io, por onde o a r atmosfé rico p enet ra do pó rtico A

1 - Enquanto o elemento ge rador de vá cuo e stiver sob pre ssão do a r compr im ido…

2 - Elem ento gerador de vácuo

3 - A pres são atm osfé rica, agindo na superf íc ie e xt erna da vento s a, m antém a

2 - … fo rma-se um v ácuo ent re a ventosa e a peç a

Vento sa

Pe ça P

R

A

Geradores de Vácuo, Ventosas

Simbologia

P R

(51)

(52)

5,0 0,19 0,69 0,071 0,35 0,036 10,0 0,78 2,86 0,292 1,43 0,146 15,0 1,76 6,47 0,66 3,23 0,33 20,0 3,14 11,54 1,177 5,76 0,588 25,0 4,90 18,02 1,837 9,00 0,918 30,0 7,06 25,96 2,647 12,97 1,323 35,0 9,61 35,34 3,603 17,66 1,801 40,0 12,56 46,20 4,71 23,05 2,35 45,0 15,89 58,44 5,958 29,22 2,979 50,0 19,62 72,17 7,357 36,08 3,678 55,0 23,74 87,32 8,902 43,66 4,451 60,0 28,26 103,95 10,597 51,97 5,298 65,0 33,16 121,98 12,435 60,98 6,217 70,0 38,46 141,47 14,422 70,73 7,211 75,0 44,15 162,41 16,556 81,20 8,278 80,0 50,24 184,82 18,84 92,41 9,42 85,0 56,71 208,61 21,266 104,30 10,633 90,0 63,58 233,89 23,842 116,94 11,921 95,0 70,84 260,60 26,565 130,29 13,282 100,0 78,54 288,92 29,452 144,46 14,726 120,0 113,04 415,84 42,39 207,92 21,195 150,0 176,62 649,73 66,232 324,86 33,116 200,0 314,00 1155,12 117,75 577,56 58,875 300,0 706,86 2600,35 265,076 1300,17 132,536 Ø da Ventosa em mm Área em cm2 Força de Levantamento

Superfície Horizontal Superfície Vertical

em N em Kgf em N em Kgf

Tabela de Capacidade

de Carga para Ventosas

Planas a 75% de Vácuo

(53)

(54)

P Vent.

Simbologia Simbologia

(55)

Simbologia

(56)

Simbologia

(57)

Simbologia

(58)

Simbologia

(59)

Cilindro Duplex Geminado ou Múltiplas Posições

Simbologia

1 2 3

(60)

Simbologia

(61)

Simbologia

(62)

Cilindro sem Haste

(63)

Conversor Hidráulico

de Velocidade

(Hydro-Check)

Simbologia

Exemplo de Aplicação

A 4 1 3 5 2 14 12 a 0 1 3 2 a 2 1 3 2 a 1 a.02

(64)

Eixo Chavetado

Conexão de Ar Comprimido

Palhetas com Molas, sem Lubrificação Standard Corpo de Aço Fundido Engrenagem Planetária Engrenagem Dentada Engrenagem sem Fim Simbologia

(65)

Simbologia

(66)

Garras Pneumáticas (Grippers)

Garra de Fricção

(67)

Vedações

Tipo “ O” Ring

Tipo “L” Cup

(68)

Método de Movimento ( Intuitivo)

Produto Estoque de Produtos Estocagem de Caixas n = 3 m = 3 Unidade de Transferência de Produto B A Entrada

de Produtos Unidade de Estocagem Rotação Completa da Caixa de Papelão Saídas de Produtos Embalados Estoques de Caixas de Papelão l = 2 14 12 14 4 2 12 A b1 a.01 a.02 b2 b.01 b.02 a1 a0 4 2 3 5 1 b0 3 5 1 a.04 2 1 1 a4 ₂ 1 3 a2 ₂ 1 3 B

Exemplo de Aplicação

Diagrama Trajeto-Passo

(69)

Circuito - 01

(70)

Circuito - 02

Comandar um Cilindro de Simples A ção Utilizando uma Válvula Simples Piloto

(Comando Indireto).

(71)

Circuito - 03

(72)

Circuito - 04

Comandar um Cilindro de Simples A ção de Dois Pontos Diferentes e Independentes

(Utilizar Elemento OU).

(73)

Circuito - 05

Comandar um Cilindro de Simples A ção A través de Acionamento Simultâneo de Duas

V álvulas Acionadas por Botão (Comando Bimanual, Utilizar Elemento E).

(74)

Circuito - 06

(75)

Circuito - 07

Comando Direto de um Cilindro de Dupla Ação, sem Possibilidade de Parada em seu

Curso.

(76)

Circuito - 08

(77)

Circuito - 09

(78)

Circuito - 10

Comando Indireto de um Cilindro de Dupla A ção, Utilizando uma V álvula Duplo Piloto e

com Controle de Velocidade do Cilindro.

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

Circuito - 22

A

(91)

(92)

Circuito - 24

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)