Pneumática - Principios

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disciplina de hidraulica e pneumatica automação I

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Pneumática - Principios

  1. 1. Pneumática Professor Anderson Pontes
  2. 2. Introdução O termo pneumática é derivado do grego Pneumos ou Pneuma (respiração, sopro) e é definido como a parte da Física que se ocupa da dinâmica e dos fenômenos físicos relacionados com os gases ou vácuos. É também o estudo da conservação da energia pneumática em energia mecânica, através dos respectivos elementos de trabalho.
  3. 3. Propriedades do ar comprimido  COMPRESSIBILIDADE  ELASTICIDADE
  4. 4. Propriedades do ar comprimido  DIFUSIBILIDADE  EXPANSIBILIDADE
  5. 5. Instalações de produção  Para a produção de ar comprimido são necessários compressores, os quais comprimem o ar para a pressão de trabalho desejada.  Na maioria dos acionamentos e comandos pneumáticos se encontra, geralmente, uma estação central de distribuição de ar comprimido. Não é necessário calcular e planejar a transformação e transmissão da energia para cada consumidor individual. A Instalação do compressão fornece o ar comprimido para os devidos lugares através de uma rede tubular.
  6. 6. Central de distribuição de ar comprimido
  7. 7. Central de distribuição de ar comprimido
  8. 8. Compressores São máquinas destinadas a elevar a pressão de um certo volume de ar, admitido nas condições atmosféricas, até uma determinada pressão, exigida na execução dos trabalhos realizados pelo ar comprimido.
  9. 9. Tipo de compressores Compressores Deslocamentos dinâmicos Ejetor Fluxo Radial Fluxo Axial Deslocamentos Positivos Rotativos Alternativos Diafragma, Mecânico, Hidráulico Pistão Simples efeito & Duplo efeito
  10. 10. Compressor dinâmico de fluxo radial
  11. 11. Compressor de parafuso
  12. 12. Compressor de simples efeito
  13. 13. Compressor de duplo efeito
  14. 14. Sistema de refrigeração dos compressores  Remove o calor gerado entre os estágios de compressão, visando:  Manter baixa a temperatura das válvulas, do óleo lubrificante e do ar que está sendo comprimido (coma queda de temperatura do ar a umidade é removida).  Aproximar a compressão da isotérmica, embora esta dificilmente possa ser atingida, devido à pequena superfície para troca de calor.  Evitar deformação do bloco e cabeçote, devido às temperaturas.  Aumentar a eficiência do compressor.
  15. 15. Resfriador posterior
  16. 16. Reservatórios  Resfriar o ar auxiliando a eliminação do condensado  Armazenar o ar comprimido  Estabilizar o fluxo de ar
  17. 17. Umidade do ar - Desumidificação  Oxida a tubulação e componentes pneumáticos.  Destrói a película lubrificante existente entre as duas superfícies que estão em contato, acarretando desgaste prematuro e reduzindo a vida útil das peças, válvulas, cilindros, etc.  Prejudica a produção de peças.  Arrasta partículas sólidas que prejudicarão o funcionamento dos componentes pneumáticos.  Aumenta o índice de manutenção  Impossibilita a aplicação em equipamentos de pulverização.  Provoca golpes de ariete nas superfícies adjacentes, etc.
  18. 18. Tipos de secagem Secagem Refrigeração Absorção Adsorção
  19. 19. Secagem por resfriamento
  20. 20. Secagem por absorção
  21. 21. Secagem por adsorção
  22. 22. Unidade de conservação Após passar por todo o processo de produção, tratamento e distribuição, o ar comprimido deve sofrer um ultimo condicionamento, antes de ser colocado para trabalhar, a fim de produzir melhores desempenhos. Neste processo o ar sofre um beneficiamento que se constitui em três etapas; filtragem, regulagem de pressão e lubrificação, isto é, introdução de certa quantidade de óleo no ar para a lubrificação dos equipamentos pneumáticos.
  23. 23. Unidade de conservação - lubrefil
  24. 24. Unidade de conservação - lubrefil Composto por Regulador de pressão Lubrificador Filtragem do ar
  25. 25. Regulador de pressão  manter a pressão de trabalho constante na sua saída, mesmo que ocorra variação de pressão na sua entrada  funcionar como válvula de segurança  compensar o volume de ar requerido pelos equipamentos
  26. 26. Lubrificador  A lubrificação consiste em misturar uma quantidade controlada de óleo lubrificante ao ar comprimido, para que ele carregue as gotículas de óleo em suspensão até às partes mecânicas internas e móveis dos equipamentos. O controle é feito para não causar obstáculos na passagem de ar, problemas nas guarnições, etc
  27. 27. Filtro de ar comprimido  A filtragem do ar consiste na aplicação de dispositivos capazes de reter as impurezas suspensas no fluxo de ar, e em suprimir ainda mais a umidade presente. Dreno
  28. 28. Válvula de Controle Direcional Este tipo de válvula de controle tem como função orientar a direção que o fluxo de ar deve seguir, a fim de realizar um trabalho proposto. Para um conhecimento perfeito de uma válvula direcional, devem-se levar em conta os seguintes dados: número de posições; número de vias; posição inicial; tipo de acionamento; tipo de retorno; e vazão ou pressão de trabalho
  29. 29. É a quantidade de manobras distintas que uma válvula direcional pode executar ou permanecer sob a ação de seu acionamento. O número de posições de uma VCD é representado graficamente por um retângulo que está dividido em quadrados. O número de quadrados representados na simbologia é igual ao número de posições da válvula. Dessa forma, representa-se a quantidade de movimentos que a VCD executa através dos seus acionamentos. Número de Posições
  30. 30. É o número de conexões de trabalho que a válvula possui. Consideram-se como vias: a conexão de entrada de pressão, as conexões de utilização de ar e as de escape de ar. O número de vias de uma VCD pode ser determinado através dos símbolos internos que estão presentes em cada quadrado (posição) da mesma. Número de Vias
  31. 31. Identificação das VCD
  32. 32. Corresponde ao quadrado (posição) que possui as vias identificadas por letras ou números ou, ainda, em esquemas pneumáticos, é a posição que está interligada a outros dispositivos pneumáticos. Posição inicial
  33. 33. Podem ser simples ou combinados. São representados graficamente por símbolos normalizados e são escolhidos conforme a necessidade de aplicação da válvula de controle direcional. Os comandos simples podem ser: musculares, mecânicos, pneumáticos ou elétricos. Acionamentos
  34. 34. Acionamentos Musculares
  35. 35. Acionamentos Mecânicos
  36. 36. Acionamentos Elétricos
  37. 37. Acionamentos Pneumáticos
  38. 38. Modelos Comerciais
  39. 39. Válvula de Controle Direcional
  40. 40. Válvula de Controle Direcional
  41. 41. Essas válvulas têm como função impedir o fluxo de ar comprimido em um sentido determinado e possibilitar o livre fluxo no sentido oposto. As válvulas de bloqueio são divididas em: • válvula de retenção com mola e sem mola; • válvula de escape rápido; • válvula de isolamento (elemento OU); e • válvula de simultaneidade (elemento E). Válvulas de Bloqueio
  42. 42. Válvulas de Bloqueio
  43. 43. Estas válvulas de controle são utilizadas em situações nos quais ocorre a necessidade de diminuir a quantidade de ar que passa através de uma tubulação. Essa situação é mais frequente quando se necessita regular a velocidade de um cilindro ou formar condições de temporização pneumática. Portanto, esse tipo de válvula é a solução ideal quando se necessita influenciar o fluxo de ar comprimido. Válvulas Controle de Fluxo
  44. 44. Válvulas Controle de Fluxo
  45. 45. Essas válvulas podem limitar a pressão máxima em um reservatório, linha de ar comprimido ou compressor; podem detectar o fim de um movimento sem a presença de um fim de curso apenas pela elevação de pressão, e controlar a “energia” pneumática fornecida a um sistema pneumático. • válvula de alívio ou limitadora de pressão; • válvula de sequência; e • válvula reguladora de pressão. Válvulas Reguladoras de Pressão
  46. 46. Válvulas Reguladoras de Pressão
  47. 47. Válvulas Reguladoras de Pressão
  48. 48. Atuadores Pneumáticos Os atuadores pneumáticos são elementos mecânicos que, por meio de movimentos lineares ou rotativos, transformam a energia cinética gerada pelo ar pressurizado e em expansão, em energia mecânica, produzindo trabalho. cilindros de simples ação ou simples efeito; cilindros de dupla ação ou duplo efeito; cilindros de dupla ação ou duplo efeito com amortecimento; e cilindros de dupla ação ou duplo efeito com êmbolo magnético.
  49. 49. Cilindro de Simples Ação Esse tipo de atuador pneumático possui movimento de avanço ou retorno pela ação de uma mola interna ao seu tubo cilíndrico (ou camisa), podendo ainda ter retorno por força externa.
  50. 50. Cilindro de Simples Ação
  51. 51. Funcionamento do cilindro de simples ação com retorno por mola. Cilindro de Simples Ação
  52. 52. Funcionamento do cilindro de simples ação com retorno por ação de força externa. Cilindro de Simples Ação
  53. 53. Esse tipo de atuador pneumático possui tanto o avanço como o retorno comandado através de ar comprimido. Funcionamento do cilindro de dupla ação. Cilindro de Dupla Ação
  54. 54. Amortecimento Variável A função do amortecimento é absorver a energia cinética excessiva gerada em função das velocidades de avanço e de retorno que o atuador desenvolve durante o seu funcionamento. O amortecimento só entra em ação a partir de uma determinada posição do êmbolo na qual o ar passa através de uma restrição que pode ser fixa ou variável. Dessa forma o amortecimento será responsável pela redução do impacto no fim de curso do atuador.
  55. 55. Amortecimento Variável
  56. 56. Cilindros Comerciais
  57. 57. 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. Sequência de Movimentos
  58. 58. 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 -.
  59. 59. Trajeto e Passo
  60. 60. 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.
  61. 61. Tipos de Esquemas Esquema de comando de posição.
  62. 62. Tipos de Esquemas Esquema de comando de sistema.

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