disciplina de hidraulica e pneumatica automação I

1. Pneumática
Professor Anderson Pontes

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. Propriedades do ar comprimido
 COMPRESSIBILIDADE  ELASTICIDADE

4. Propriedades do ar comprimido
 DIFUSIBILIDADE  EXPANSIBILIDADE

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. Central de distribuição de ar
comprimido

7. Central de distribuição de ar
comprimido

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. Tipo de compressores
Compressores
Deslocamentos
dinâmicos
Ejetor
Fluxo Radial
Fluxo Axial
Deslocamentos
Positivos
Rotativos
Alternativos
Diafragma,
Mecânico,
Hidráulico
Pistão
Simples efeito &
Duplo efeito

10. Compressor dinâmico de fluxo radial

11. Compressor de parafuso

12. Compressor de simples efeito

13. Compressor de duplo efeito

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. Resfriador posterior

16. Reservatórios
 Resfriar o ar auxiliando a
eliminação do condensado
 Armazenar o ar comprimido
 Estabilizar o fluxo de ar

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. Tipos de secagem
Secagem
Refrigeração
Absorção
Adsorção

19. Secagem por resfriamento

20. Secagem por absorção

21. Secagem por adsorção

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. Unidade de conservação - lubrefil

24. Unidade de conservação - lubrefil
Composto por
Regulador de pressão
Lubrificador
Filtragem do ar

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. 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. 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

29. 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

30. 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

31. 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

32. Identificação das VCD

33. 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

34. 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

35. Acionamentos Musculares

36. Acionamentos Mecânicos

37. Acionamentos Elétricos

38. Acionamentos Pneumáticos

39. Modelos Comerciais

40. Válvula de Controle Direcional

41. Válvula de Controle Direcional

42. 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

45. Válvulas de Bloqueio

46. 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

48. Válvulas Controle de Fluxo

49. 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

50. Válvulas Reguladoras de Pressão

52. Válvulas Reguladoras de Pressão

53. 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.

54. 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.

55. Cilindro de Simples Ação

56. Funcionamento do cilindro de simples ação com retorno por mola.
Cilindro de Simples Ação

57. Funcionamento do cilindro de simples ação com retorno por ação de força externa.
Cilindro de Simples Ação

58. 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

59. 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.

60. Amortecimento Variável

61. Cilindros Comerciais

66. 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

67. 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 -.

68. Trajeto e Passo

69. 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.

70. Tipos de Esquemas
Esquema de comando de posição.

71. Tipos de Esquemas
Esquema de comando de sistema.