Prévia - Apostila Eletropneumática - Partners Treinamentos - Resumida

Pneumática Industrial – Prof. Luiz Sérgio M. Rabelo
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ELETROPNEUMÁTICA
CONSIDERAÇÕES GERAIS
Conceito: É a tecnologia que estuda os movimentos e fenômenos dos gases.
Etimologia: Do antigo grego provém o termo Pneuma, que expressa vento, fôlego.
CARACTERÍSTICAS DO AR COMPRIMIDO
Vantagens
Volume - O ar a ser comprimido encontra-se em quantidades ilimitadas praticamente
em todos os lugares;
Armazenagem - O ar pode ser armazenado ou transportado em reservatórios;
Temperatura - Garantia de funcionamento seguro, apesar das oscilações de
temperatura;
Segurança - Não existe o perigo de explosão ou de incêndio;
Limpeza - O ar comprimido é limpo, não polui o ambiente;
Construção - Os elementos de trabalho são de construção simples;
Velocidade - O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho;
Regulagem - As velocidades e forças dos elementos a ar comprimido são reguláveis
sem escala;
Segurança contra sobrecarga - Os elementos e ferramentas a ar comprimido são
carregáveis até a parada final e, portanto, seguros contra sobrecarga.
Desvantagens
Preparação - O ar comprimido requer uma boa preparação. Impureza e umidade
devem ser evitadas, pois provocam desgastes;
Compressibilidade - Não é possível manter uniformes e constantes as velocidades
dos pistões mediante o ar comprimido;
Escape de ar - O escape de ar é ruidoso;
Custos - O ar comprimido é uma fonte de energia muito custosa. O custo de ar
comprimido torna-se mais elevado se na rede de distribuição e nos equipamentos
houver vazamentos consideráveis.
Forças - O ar comprimido é econômico somente até uma determinada força, entre
2000 a 3000 Kgf, limitado pela pressão normal de trabalho de 7 bar.

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O gráfico abaixo nos dá uma visão:
Fig. 1
A pressão do ar não é sempre constante. Ela muda de acordo com a situação geográfica
e as condições atmosféricas. A faixa compreendida entre a linha zero absoluto e a linha
variável da pressão do ar é denominada faixa de depressão e a faixa que está acima
dessa linha, denomina-se de sobre-pressão (+ Pe ). A pressão absoluta Pabs é
constituída das pressões: - pe e + pe.
PRINCÍPIO DE PASCAL
Constata-se que o ar é muito compressível sob a ação de pequenas forças. Quando
contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em
todos os sentidos. Podemos verificar isto facilmente, fazendo uso de uma bola de futebol.
Apalpando-a, observamos uma pressão uniformemente distribuída sob a sua superfície.
Fig. 2
bar
0
+ pe
P abs.
Pressão
absoluta
Pressão
atmosférica
Faixa de
depressão- pe
Faixa de
sobre-Pressão

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COMPRESSOR DE ÊMBOLO
Ele é apropriado não só para a compressão a baixas e médias pressões, mas também
para altas pressões.
Para se obter ar a pressões elevadas, são necessários compressores de vários estágios
de compressão. O ar aspirado será comprimido pelo primeiro êmbolo (pistão), refrigerado
intermediariamente, para logo, ser comprimido pelo segundo êmbolo (pistão). O volume
da segunda câmara de compressão é, em relação ao primeiro, menor. Durante o trabalho
de compressão se forma uma quantidade de calor, que tem que ser eliminada pelo
sistema de refrigeração.
Os compressores de êmbolo podem ser refrigerados por ar ou água. Para pressões mais
elevadas são necessários mais estágios.
Refrigeração
Em compressores pequenos são suficientes algumas aletas de refrigeração, para que o
calor seja dissipado. Compressores maiores são equipados com um ventilador para
dissipar o calor.
Fig. 6
Fig. 4 Fig. 5

5
UNIDADE DE CONSERVAÇÃO
Á unidade de conservação é composta de:
Filtro de ar comprimido
Regulador de pressão
Lubrificador de ar comprimido
Fig. 14
Devem-se observar os seguintes pontos:
1. A vazão total de ar em m³/hora é determinante para o tamanho da unidade. Uma
demanda (consumo) de ar grande demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos.
Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelos fabricantes.
2. A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura
ambiente não deve ser maior que 50°C (máximo para copos de material sintético).
Fig. 15
Símbolo simplificado

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FILTRO DE AR COMPRIMIDO
A função do filtro de ar comprimido é reter as partículas de impureza, bem como a água
condensada.
Fig. 16
Funcionamento:
Para entrar no copo (1), o ar comprimido deve passar por uma chapa defletora (2) com
ranhuras direcionais. Como consequência, o ar é forçado a um movimento de rotação.
Com isso, separam-se as impurezas maiores, bem como as gotículas de água por meio
de força centrífuga, depositando-se no fundo do copo coletor.
O filtro (4) sinterizado tem uma porosidade que varia entre 30 e 70 µm. Por ele as
partículas sólidas maiores são retidas. O elemento filtrante deve ser limpo ou substituído
em intervalos regulares quando estiver saturado. O ar limpo passa então pelo regulador
de pressão e chega à unidade de lubrificação e daí para os elementos pneumáticos. O
condensado acumulado no fundo do copo deve ser eliminado ao atingir a marca do nível
máximo admissível, através de um parafuso purgador (3). Se a quantidade de água é
elevada, convém colocar no lugar do parafuso (3) um dreno automático. Dessa forma a
água acumulada no fundo do copo pode ser eliminada, porque caso contrário à água será
arrastado novamente pelo ar comprimido para os elementos pneumático.
REGULADOR DE PRESSÃO COM ORIFÍCIO DE ESCAPE
A função do regulador de pressão é de manter constante a pressão de saída
independente das oscilações de pressão na entrada.
Fig. 17
1
4
3
2
3
6
1
4
2
5
Orifício de escape

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Cilindro de dupla ação
A força exercida pelo ar comprimido movimenta o êmbolo do cilindro de dupla ação
realizando movimento nos dois sentidos. Será produzida uma determinada força no
avanço, bem como no retorno do êmbolo.
Os cilindros de dupla ação são utilizados especialmente onde é necessário também
realizar trabalho no retrocesso. O curso, em princípio, é ilimitado, porém é importante
levar em consideração a deformação por flexão e flambagem. A vedação aqui se efetua
mediante êmbolo (êmbolo de dupla vedação).
Fig. 21
Cilindro de dupla ação com haste passante
Este tipo de cilindro de haste passante possui algumas vantagens. A haste é melhor
guiada devido aos dois mancais de guia. Isto possibilita a admissão de uma ligeira carga
lateral. Os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do
êmbolo. Neste cilindro, as forças de avanço e retorno são iguais devido à mesma área de
aplicação de pressão em ambas as faces do êmbolo.
Fig. 22
Cilindro tandem
Esta construção nada mais é do que dois cilindros de dupla ação os quais formam uma só
unidade. Desta forma, com simultânea pressão nos dois êmbolos, a força é uma soma
das forças dos dois cilindros. O uso desta unidade é necessário para se obter grandes
forças em locais onde não se dispõe de espaço suficiente para a utilização de cilindros de
maior diâmetro.
Fig. 23

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1 2 3 4
Cilindro de múltiplas posições
Este tipo de cilindro é formado de dois ou mais cilindro de dupla ação. Estes elementos
estão, como ilustrado, unidos um ao outro. Os cilindros movimentam-se, conforme os
lados dos êmbolos que estão sob pressão, individualmente. Com dois cilindros de cursos
diferentes obtêm-se quatro (4) posições.
Fig. 26
Aplicação:
Seleção de ramais para transporte de peças em esteiras;
Acionamento de alavancas;
Dispositivo selecionador (peças boas, refugados e a serem aproveitados).
Cilindro de dupla ação sem haste
Com êmbolo magnético ou não, economiza espaço, sistema de vedação confiável com
amortecimento fixo ou ajustável.
Fig. 27

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Válvula de retenção com fechamento por atuação de contra pressão, por exemplo, por
mola. Fecha quando a saída é maior ou igual à entrada.
Fig. 37
Válvula alternadora
Esta válvula possui duas entradas X e Y, e uma saída A. Quando o ar comprimido entra
em X, bloqueia-se a entrada Y e o ar circula de X para A. Em sentido contrário quando o
ar circula de Y para A, a entrada X fica bloqueada. Quando o ar retorna, quer dizer,
quando um lado de um cilindro ou de uma válvula entra em exaustão, a vedação
permanece na posição em que se encontrava antes do retorno do ar.
Fig. 38
Válvula de simultaneidade
Esta válvula possui duas entradas X e Y e uma saída A. O ar comprimido pode passar
unicamente quando houver pressão em ambas as entradas. Um sinal de entrada em X ou
Y impede o fluxo para A em virtude do desequilíbrio das forças que atuam sobre a peça
móvel. Quando existe uma diferença de tempo das pressões, a última é a que chega à
saída A. Se os sinais de entrada são de pressões diferentes, a maior bloqueia um lado da
válvula e a pressão menor chega até a saída A.
Fig. 39
A
X
A
Y X Y
X
A
Y X
A
Y

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CIRCUITOS ELETROPNEUMÁTICOS
Os circuitos eletropneumáticos são esquemas de comando e acionamento que
representam os componentes pneumáticos e elétricos empregados em máquinas e
equipamento industriais, bem como a interação entre esses elementos para se conseguir
o funcionamento desejado e os movimentos exigidos do sistema mecânico. Enquanto o
circuito pneumático representa o acionamento das partes mecânicas, o circuito elétrico
representa a sequência de comando dos componentes pneumáticos para que as partes
móveis da máquina ou equipamento apresentem os movimentos finais desejados.
COMPONENTES DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS
Os componentes elétricos utilizados nos circuitos são distribuídos em três categorias:
 Os elementos de entrada de sinais elétricos
 Os elementos de processamento de sinais
 E os elementos de saída de sinais elétricos
ELEMENTOS DE ENTRADA DE SINAIS
Os elementos de entrada de sinais elétricos são aqueles que emitem informações aos
circuitos. Entre os elementos de entrada de sinais podemos citar:
 Botoeiras;
 Interruptores;
 Chave fim de curso;
 Sensores de proximidade;
 Pressostato.
Botoeiras
As botoeiras são chaves elétricas acionadas manualmente que apresentam, geralmente,
um contato aberto e outro fechado. De acordo com o tipo de sinal a ser enviado ao
comando elétrico, às botoeiras são caracterizadas como pulsadoras ou com trava.

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Estando energizados e ao se aproximarem do material a ser detectado, os sensores
emitem um sinal de saída que, devido principalmente à baixa corrente desse sinal, não
podem ser utilizados para energizar diretamente bobinas de solenóides ou outros
componentes elétricos que exigem maior potência.
Os sensores de proximidade capacitivos registram a presença de qualquer tipo de
material. A distância de detecção varia de 0 a 20 mm, dependendo da massa do material
a ser detectado e das características determinadas pelo fabricante. Os sensores de
proximidade indutivos são capazes de detectar apenas materiais metálicos, a uma
distância que oscila de 0 a 2 mm, dependendo também do tamanho do material a ser
detectado e das características especificadas pelos diferentes fabricantes.
Os sensores de proximidade ópticos detectam a aproximação de qualquer tipo de objeto,
desde que este não seja transparente. A distância de detecção varia de 0 a 100 mm,
dependendo da luminosidade do ambiente. Normalmente, os sensores ópticos são
construídos em dois corpos distintos, sendo um emissor de luz e outro receptor.
Quando um objeto se coloca entre os dois, interrompendo a propagação da luz entre eles,
um sinal de saída é então enviado ao circuito elétrico de comando. Outro tipo de sensor
de proximidade óptico, muito usado na automação industrial, é o do tipo reflexivo no qual
emissor e receptor de luz são montados num único corpo, o que reduz espaço e facilita
sua montagem entre as partes móveis dos equipamentos industriais.
A distância de detecção é, entretanto menor, considerando- se que a luz transmitida pelo
emissor deve refletir no material a ser detectado e penetrar no receptor, o qual emitirá o
sinal elétrico de saída.
Pressostato
Os pressostato, também conhecidos como sensores de pressão, são chaves elétricas
acionadas por um piloto hidráulico ou pneumático. Os pressostato são montados em
linhas de pressão hidráulica e/ou pneumática e registram tanto o acréscimo como a queda
de pressão nessas linhas, invertendo seus contatos toda vez em que a pressão do óleo
ou do ar comprimido ultrapassar o valor ajustado na mola de reposição.

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ELEMENTOS DE PROCESSAMENTO DE SINAIS
Os componentes de processamento de sinais elétricos são aqueles que analisam as
informações emitidas ao circuito pelos elementos de entrada, combinando-as entre si para
que o comando elétrico apresente o comportamento final desejado, diante dessas
informações. Entre os elementos de processamento de sinais podemos citar:
 Relés auxiliares;
 Contatores de potencia;
 Relés temporizadores;
 Contatores.
Relés Auxiliares
Os relés auxiliares são chaves elétricas de quatro ou mais contatos, acionadas por
bobinas eletromagnéticas. Há no mercado uma grande diversidade de tipos de relés
auxiliares que, basicamente, embora construtivamente sejam diferentes, apresentam as
mesmas características de funcionamento.
Este relé auxiliar, particularmente, possui 2 contatos abertos e 2 fechados acionados por
uma bobina eletromagnética de 24 Vcc.
Quando a bobina é energizada, imediatamente os contatos abertos fecham, permitindo a
passagem da corrente elétrica entre eles, enquanto que os contatos fechados abrem,
interrompendo a corrente. Quando a bobina é desligada, uma mola recoloca
imediatamente os contatos nas suas posições iniciais.
Além de relés auxiliares de 2 contatos abertos (NA) e 2 contatos fechados (NF), existem
outros que apresentam o mesmo funcionamento anterior mas com 3 contatos NA e 1 NF.
Contatores de Potência
Os Contatores de potência apresentam as mesmas características construtivas e de
funcionamento dos relés auxiliares, sendo dimensionados para suportar correntes
elétricas mais elevadas, empregadas na energização de dispositivos elétricos que exigem
maiores potências de trabalho.

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Relés Temporizadores
Os relés temporizadores, também conhecidos como relés de tempo, geralmente possuem
um contato comutador acionado por uma bobina eletromagnética com retardo na
energização ou na desenergização.
ELEMENTOS DE SAÍDA DE SINAIS
Os componentes de saída de sinais elétricos são aqueles que recebem as ordens
processadas e enviadas pelo comando elétrico e, a partir delas, realizam o trabalho final
esperado do circuito. Entre os muitos elementos de saída de sinais disponíveis no
mercado, os que nos interessa mais diretamente são:
 Válvulas solenóides;
 Válvulas eletromagnéticas;
 Indicadores luminosos;
 Indicadores sonoros.
Solenóides
Os solenóides são bobinas eletromagnéticas que, quando energizadas, geram um campo
magnético capaz de atrair elementos com características ferrosas, comportando-se como
um imã permanente. Numa eletroválvula, hidráulica ou pneumática, a bobina do solenóide
é enrolada em torno de um magneto fixo, preso à carcaça da válvula, enquanto que o
magneto móvel é fixado diretamente na extremidade do carretel da válvula. Quando uma
corrente elétrica percorre a bobina, um campo magnético é gerado e atraem os magnetos,
o que empurra o carretel da válvula na direção oposta à do solenóide que foi energizado.
Dessa forma, é possível mudar a posição do carretel no interior da válvula, por meio de
um pulso elétrico.

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