Dispositivos pneumáticos

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Hidrostática; dispositivos pneumáticos, pneumática industrial

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  • Atmosfera (atm) é a pressão correspondente a 0,760m (760mm) de Mercúrio (Hg), com densidade de 13,5951 g/cm³ a uma aceleração gravitacional de 9,80665 m/s².
    Bária é a unidade de pressão no Sistema CGS de unidades e vale uma dyn/cm².
    mmHg, também chamada de Torricelli, é uma unidade de pressão antiga inventada com o surgimento do barômetro, onde 1 mmHg = 133,332 Pa.
    mH2O é uma unidade relativa a pressão necessária para elevar em um metro o nível de uma coluna de água em um barômetro, sendo 1 mH2O = 9806,65 Pa.
  • Ainda sobre o pressostato, existe um detalhe sobre seu funcionamento. Alguns pressostatos são vendidos com uma pequena válvula lateral chamada “Válvula de Alívio”, outros modelos vem sem esta válvula. Por quê se chama Válvula de Alívio? Porque no final da operação de enchimento do cilindro, no momento em que o pressostato desliga o motorzinho de geladeira, esta válvula de alívio se abre, liberando o ar existente no interior do cano de cobre que vem do motorzinho e entra na válvula unidirecional (ou de retenção), ALIVIANDO, a força que o motorzinho terá pra dar a primeira bombeada de ar numa próxima ativação do motorzinho pelo pressostato. Este procedimento é automático: No instante em que os contatos do pressostato desligam o motor, a válvula de alívio é aberta, deixando escapar o ar (no circuito entre o motorzinho e a válvula unidirecional) que “atrapalharia” o motor no seu próximo bombeamento de ar.
  • Dispositivos pneumáticos

    1. 1. Prof. Watson A. de Oliveira
    2. 2. Perímetro x Área x Volume  Perímetro se refere ao comprimento linear cuja unidade é o metro (m).  Área é a quantidade de espaço bidimensional. Em quadrados e retângulos, é a multiplicação dos lados. A unidade de área é o metro quadrado (m2).  Volume é a área com uma altura (h). Sua unidade é o metro cúbico (m3).
    3. 3. Exercício 1  Calcule o perímetro e a área da figura abaixo:
    4. 4. Exercício 2  Calcule o Perímetro da base, a Área da base e o volume dos sólidos abaixo:
    5. 5. Exercício 3  Qual é o volume de um tanque quadrado de 1m de largura, 1m de profundidade e 1m de altura?
    6. 6. Exercício 4  Calcule o Perímetro da base, a Área da base e o volume do sólido abaixo:
    7. 7. Composição do Ar Atmosférico  O ar atmosférico é composto por um conjunto de gases que são: Nitrogênio – 78% Oxigênio – 21% Gases Raros – 1% como (Argônio, Hélio, etc.)
    8. 8. Pressão  Pressão é uma grandeza que expressa a relação entre uma determinada força exercida sobre uma área.
    9. 9. Pressão - Conceito  Logo pode ser expressa pela fórmula: 𝑝 = 𝐹 𝐴  Onde:  p = Pressão (em Kgf/cm2)  F = Força (em Kgf)  A = Área (em cm2)
    10. 10. Exercício 5  Aplica-se uma força de 80 Newtons em uma placa de 1 metro quadrado. Qual é a pressão em N/m2?  A pressão será maior ou menor se a placa tivesse 0,8 de metro quadrado?
    11. 11. Exercício 6  Qual a pressão exercida por um tanque de água que pesa 1000 N, sobre a sua base que tem uma área de 2,0 m2?  Se o tanque tivesse 3000N e a base fosse de de 6,0m2, a pressão seria maior ou menor?
    12. 12. Exercício 7  A água contida num tanque exerce uma pressão de 40 N/m2 sobre a sua base. Se a base tem uma área de 10 m2, calcule a força exercida pela água sobre a base.
    13. 13. Exercício 8  Qual é a pressão (em Kgf/cm2) embaixo de um tanque cujo raio tem 80cm e 1,5m de altura?
    14. 14. Unidades de Pressão  kgf/cm² representa o peso normal do ar ao nível do mar por cm², sendo 1 kgf/cm² = 98066,52 Pa.  Bar é um múltiplo da bária, onde 1 bar = 106 bárias.  PSI (pound per square inch), libra por polegada quadrada, é a unidade de pressão no sistema inglês/americano, onde 1 psi = 0,07 bar.
    15. 15. Unidades Conversões: 1 kgf/cm2 = 14,22 lbf/pol2 (psi) 1 kgf/cm2 = 0,98 bar 1 bar = 1,0196 Kgf/cm2. 1 bar = 14,503 psi 1 psi = 0,0703Kgf/cm2. 1 psi = 0,0689 bar
    16. 16. Exercício 9  Faça a conversão dos valores abaixo 5 Kgf/cm2 = bar. 12 Kgf/cm2 = psi. 20 bar = psi. 30 bar = Kgf/cm2. 355,5 psi = Kgf/cm2. 150 psi = bar
    17. 17. Exercício 10  Faça a conversão dos valores abaixo 78 Kgf/cm2 = bar. 35 Kgf/cm2 = psi. 48 bar = psi. 56 bar = Kgf/cm2. 480 psi = Kgf/cm2. 520 psi = bar
    18. 18. Exercícios  Calcular a força utilizando uma pressão de 6 bar em uma área 5 cm2.  Calcule a área de um cilindro para uma pressão de 200 psi e uma força de 500 Kgf.  Calcular o diâmetro do cilindro para uma pressão de 6 bar, utilizando uma força de 500 Kgf.
    19. 19. Exercícios  Calcular o diâmetro do cilindro para uma pressão de 6 bar, utilizando uma força de 500 Kgf.
    20. 20.  Calcular a força de avanço e de retorno para um cilindro de ø 100 mm do êmbolo e ø 20 mm da haste, utilizando uma pressão de 7 bar.
    21. 21. Lei de Pascal e o Elevador Hidráulico  Quando uma força é aplicada a uma área, surge uma pressão. Esta pressão é exercida por todos os pontos do sistema.  Êmbolos com diâmetros diferentes são submetidos a uma mesma pressão.
    22. 22. Exercício 10  Calcule a pressão de um sistema de dois pistões P1 e P2 onde o raio de P1 é 3 cm e o de P2 é 10 cm. Sobre o pistão 1, coloca-se um peso de 80Kgf. Verifique se P2 será capaz de erguer um veículo de 1000Kg e converta os valores de pressão em Bar e psi.
    23. 23. Exercício 11  Qual deve ser o diâmetro do cilindro P2 para erguer o veículo de 1000 kg?
    24. 24. Exercício 12  Um bloco de 900 kgf é colocado sobre um elevador hidráulico como mostra a figura abaixo. A razão entre o diâmetro do pistão (P2) que segura a base do elevador e o diâmetro (P1) onde deve-se aplicar a força F é de P2 / P1 = 30. Encontre a força necessária para se levantar o bloco com velocidade constante.
    25. 25. Exercício 13  Para suspender um carro de 1500 kg usa-se um macaco hidráulico, que é composto de dois cilindros cheios de óleo, que se comunicam. Os cilindros são dotados de pistões, que podem se mover dentro deles. O pistão maior tem um cilindro com área 50cm2 , e o menor tem área de 2,5cm². Qual deve ser a força aplicada ao pistão menor, para equilibrar o carro?
    26. 26. Exercício 14  Para se erguer um carro em um elevador hidráulico, utiliza-se 45 psi de ar comprimido sobre um cilindro hidráulico A1 com 5 cm de raio. Esta pressão é transmitida pelo óleo hidráulico ao cilindro maior A2 com 12 cm de raio. Se o sistema está em equilíbrio, calcule o peso do carro.
    27. 27. Pneumática e Automação  Pneumatos (pneumatos): sopro, vento, ar;  Pneumática: Estudo e Aplicação do Ar Comprimido para transmissão e transformação de energia  Uso do ar na indústria: década de 1950  Automatização da Manufatura  Filosofia: Substituir o homem em trabalhos cansativos e repetitivos  Operações: fixação, corte, montagem, abertura e fechamento, manipulação  MOVIMENTO  Outras aplicações: transporte pneumático; ferramentas pneumáticas, etc.
    28. 28. O sistema Pneumático Industrial  Um sistema industrial compõe-se de três partes principais:  Produção  Armazenamento  Distribuição
    29. 29. Fluidos  Fluidos são substâncias que não têm forma própria, e que, se estiverem em repouso não resistem à tensões de cisalhamento.  Os fluidos também são substâncias com capacidade de escoamento.  Classificação dos Fluidos:  Líquidos  São Incompressíveis  Admitem superfície livre  Não são dilatáveis  Gasosos  São Compressíveis  Não admitem superfície livre  São dilatáveis
    30. 30. Unidades e Manômetro  Na indústria as unidades mais utilizadas são:  Kgf/cm2  Bar  Psi ou libras  O instrumento utilizado para medição de pressão é o Manômetro.
    31. 31. O compressor de Ar  Um compressor é composto por:  Filtro de Ar na entrada para impedir entrada de partículas (pó).  Cabeçote com pistões e válvulas de entrada e de saída.  Motor elétrico para acionamento dos pistões.  Tanque de ar comprimido para armazenamento.  Pressostato para ligar o motor elétrico quando a pressão do tanque estiver baixa e desligar o motor quando a pressão chegar no valor de trabalho.  Válvula de segurança para o caso do pressostato por algum motivo, não desligar o motor.  Válvula de dreno para drenagem da água acumulada dentro do tanque.  Manômetro do tanque.  Regulador de saída com manômetro.
    32. 32. O Compressor de Ar
    33. 33. Compressor (componentes) Conjunto do Filtro de Ar – Carcaça e Elemento filtrante Monocilindro Duplo Cilindro
    34. 34. Pressostato com válvula de Alívio e válvula de Segurança Válvula de Alívio Pressostato com Válvula de Alívio Ligação e funcionamento da Válvula de Alívio Válvula de Segurança
    35. 35. Unidade de Conservação (Lubrifil)  O ar comprimido utilizado em ferramentas e dispositivos pneumáticos deve ser isento de partículas e umidade. E ainda deve conter um pouco de óleo para lubrificação das partes móveis.  Em cada ponto de uso, deve ser colocada uma unidade de conservação ou Lubrifil, que recebe o ar comprimido da linha primária e tem três componentes importantes:  Filtro de partículas e umidade.  Regulador de pressão  Lubrificador
    36. 36. Unidade de Conservação (Lubrifil) Filtro com purgador Filtro com purgador Regulador de Pressão com Manômetro Lubrificador Lubrificador
    37. 37. Atuadores Pneumáticos  Atuadores pneumáticos lineares:  Cilindros de simples ação com retorno por mola.  Cilindros de dupla ação.  Atuadores pneumáticos rotativos:  Atuador de giro controlado.  Atuador de giro livre ou tipo motor. Simbologia
    38. 38. Válvulas Direcionais  Válvulas direcionais são elementos muito importantes porque orientam, com lógica, o caminho do ar comprimido dentro do sistema.  De acordo com a NBR 8897 e DIN ISO 1219, as válvulas direcionais são sempre representadas por um retângulo que é divido em quadrados. Na simbologia, o número de quadrados representa o número de posições que a válvula pode assumir.
    39. 39. Válvulas Direcionais – nº de vias  O número de vias de uma válvula se refere a soma de todas as entradas e saídas da mesma. E dois símbolos são utilizados dentro dos quadrados:  Esta seta simboliza a passagem de ar e conta duas vias.  Bloqueio de ar. Conta uma via.  A leitura e desenho de esquemas pneumáticos deve utilizar somente o quadrado do lado direito da válvula.
    40. 40. Identificação das Vias  A identificação é feita pelo primeiro número que se refere ao número de vias e o segundo ao número de posições. Exemplo: As válvulas abaixo são 5/2 vias. Cinco vias e duas posições. Exaustão
    41. 41. Identificação das vias  Existem duas normas para a identificação das vias. A DIN ISO 5599 que utiliza números e é a utilizada no Brasil e a DIN ISO 1219 que utiliza letras e é utilizada na Europa.
    42. 42. Válvulas Direcionais - Funcionamento Válvula em Repouso Válvula Acionada
    43. 43. Acionamento de Válvulas  Válvulas direcionais podem ser acionadas de diversas formas. Segue as mais utilizadas.
    44. 44. Válvulas de Bloqueio  Estas válvulas bloqueiam o ar comprimido seguindo uma lógica de programação. São dividas em: a) Válvula Alternadora ou Válvula “OU”. b) Válvula de Simultaneidade ou Válvula “E”. c) Válvula de Sentido Único.
    45. 45. Válvulas de controle de Fluxo Variável  Válvulas de Controle de Fluxo Variável podem ser de dois tipos:  Unidirecional  Bidirecional
    46. 46. Questionário  Quais são as principais unidades de pressão utilizadas na indústria e qual é o instrumento que faz a medição de pressão?  Porque o tanque de ar comprimido se enche de água e por qual dispositivo se retira esta água?  Qual a diferença entre pressostato e sensor de pressão?  Qual é a função do pressostato no compressor?  Se o pressostato não desligar o motor do compressor o que acontece? Qual é o mecanismo de proteção?  Quando o ar é comprimido, a temperatura aumenta ou diminui?  Qual é o gás mais abundante na atmosfera?
    47. 47. Questionário  Qual válvula deve-se utilizar quando se deseja que o avanço de um cilindro pneumático seja lento e o seu retorno seja rápido?  Quais são as funções de uma unidade de conservação?  Qual é a condição necessária para que uma pressão se forme na saída de uma bomba hidráulica?  Quais são as principais partes de um sistema pneumático industrial?  Quantos quilos e quantos litros de água limpa tem 1m3?

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