O documento discute elementos pneumáticos de movimento retilíneo e giratório, incluindo cilindros pneumáticos, motores pneumáticos e unidades pneumáticas compactas. Descreve características, aplicações e cálculos de força para cilindros e consumo de ar. Também classifica e explica diferentes tipos de motores pneumáticos como de pistão, palhetas e engrenagens.

1. 1
Helder Anibal Hermini

2. 2

3. 3
Elementos pneumáticos de movimento
retilíneo
Cálculos de cilindros
Elementos pneumáticos de movimento
giratório

4. 4

5. 5
Energia
pneumática
Cilindros
pneumáticos
Motores
pneumáticos
Movimentos
retilíneos
Movimentos
rotativos

6. 6
Acionados por ar comprimido de um só lado.Em geral, o
retrocesso é feito por mola ou força externa. Em cilindros de
ação simples com mola, o curso do embolo é limitado pelo
comprimento desta. Normalmente, o comprimento máximo de
curso é de aproximadamente 100 mm.

7. 7
O ar comprimido movimenta o êmbolo do cilindro de
ação dupla, havendo realização de trabalho nos dois sentidos. A
princípio,o curso do embolo é ilimitado.

8. 8
São compostos por dois cilindros de ação dupla, os
quais formam uma só unidade. Desta forma, com
simultânea pressão nos dois êmbolos, a força é uma soma
das forças dos dois cilindros. Esta unidade é usada p/
obtenção de grandes forças em locais onde não se dispõe
de espaço p/ utilização de cilindros de maior tamanho.

9. 9
Força do êmbolo
•Da pressão do ar;
•Do diâmetro do cilindro;
•Da resistência de atrito
•Dos elementos de vedação.
A força do êmbolo depende:

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Fteórica = P. A
Força teórica do êmbolo
Força teórica
do êmbolo
Pressão de
Trabalho
Superfície útil
do êmbolo

11. 11
Fefetiva = P. A – (Fatrito +Fmola)
Força efetiva do êmbolo do cilindro de ação simples
Força
efetiva do
êmbolo
Pressão de
Trabalho
Superfície útil
do êmbolo
Força de
Resistência de
atrito
Força da mola
de retrocesso

12. 12
Força efetiva do êmbolo do cilindro de dupla ação
Avanço
atrito
efetiva F
-
A
.
P
F 









 
 .
r
4
.
D
A 2
2
A é a superfície
útil do êmbolo

13. 13
Força efetiva do êmbolo do cilindro de dupla ação
Retrocesso
atrito
efetiva F
-
A
.
P
F 

 4
d
D
A 2
2 



A’ é a superfície
útil do êmbolo

14. 14
Comprimento do curso
O comprimento do curso em cilindros pneumáticos
não deve ser maior do que 2000 mm. A pneumática não é
mais rentável para cilindros de diâmetro grande e de curso
muito longo, pois o consumo de ar é muito grande.
Em cursos longos, a carga mecânica sobre a haste
de êmbolo e nos mancais é grande.

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Velocidades do cilindro
A velocidade do cilindro depende:
Da carga,
Da pressão de ar,
Do comprimento da tubulação entre a válvula e o cilindro,
Da vazão,
Da válvula de comando,
Pelo amortecimento dos fins de curso.

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Velocidades do cilindro
As velocidades do êmbolo em cilindros normais
variam entre 0,1 e 1,5 m/s.
A velocidade do êmbolo pode ser regulada com
válvulas apropriadas. Válvulas reguladoras de
fluxo e válvulas de escape rápido, são usadas
para velocidades menores ou maiores.

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Consumo de ar
É importante conhecer o consumo de ar da instalação
para poder produzi-lo e para saber quais as despesas de
energia.
Em uma determinada pressão de trabalho, num
determinado diâmetro e num determinado curso, o
consumo de ar (Q) é dado por:
Q = Relação de compressão . Superfície do êmbolo . curso

18. 18
Consumo de ar
Relação de compressão
 
mar
do
nível
ao
baseada
kPa
em
101,3
trabalho
de
pressão
101,3
p
p
e1
e2 


19. 19
Fórmulas para o Consumo de ar
Cilindros de ação simples
Cilindro de ação dupla
(l/min)
compressão
de
relação
.
4
π
.
d
.
n
.
s
Q
2

  (l/min)
compressão
de
relação
.
n
.
4
π
.
d
-
D
.
s
4
π
.
D
.
s
Q
2
2
2








onde
Q = Consumo de ar (l/min)
s = Comprimento do curso (cm)
n = Ciclos por minuto

20. 20
Exemplo: Calcular o consumo de ar de um cilindro de ação dupla com 50 mm
de diâmetro, diâmetro da haste de 12 mm e 100 mm de curso submetido a uma
pressão de trabalho de 600 kPa e o cilindro faz 10 ciclos por minuto.
 
 
 
 
l/min
26,3
/min
cm
26302,8
Q
min
69
.
cm
381,2
Q
6,9
.
min
10
.
cm
94
,
184
cm
196,25
Q
6,9
.
min
10
.
4
π
.
cm
,44
1
-
cm
5
2
.
cm
0
1
4
π
.
cm
5
2
.
cm
10
Q
compressão
de
relação
.
n
.
4
π
.
d
-
D
.
s
4
π
.
D
.
s
Q
3
1
-
3
1
-
3
3
1
-
2
2
2
2
2
2





















1o Passo: Cálculo da Relação de Compressão:
9
,
6
kPa
101,3
kPa
701,3
kPa
101,3
kPa
00
6
kPa
101,3
101,3
trabalho
de
pressão
101,3





2o Passo: Cálculo do Consumo de Ar:

21. 21
Aplicações:
•Manipulação.
•Transporte.
•Dispositivos.
Transformam a energia pneumática em
movimento de giro. São os motores de ar
comprimido.

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Características:
•Movimentos rotativos precisos e
elevado torque.
•Podem ter detecção de posição através
de sensores nos finais de curso.
Transformam a energia pneumática em
movimento de giro. São os motores de ar
comprimido.

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Motores de Pistão
Motores de Palhetas
Motores de engrenagens
Turbomotores (turbinas)
O motor pneumático com campo angular ilimitado
é um dos elementos de trabalho mais utilizado na
pneumática. Os motores pneumáticos estão classificados,
segundo a construção em:

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Motores de Pistão
Está subdividido em motores de pistão radial e axial.
Motor de pistão radial Motor de pistão axial

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Motores de Pistão Radial
Por pistões em
movimento radial, o
êmbolo, através de
uma biela, aciona o
eixo do motor.

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Motores de Pistão Axial
Um disco oscilante
transforma a força de 5 cilindros,
axialmente posicionados, em
movimento giratório. Dois
pistões são alimentados
simultaneamente com ar
comprimido. Com isso obter-se-á
um momento de inércia
equilibrado, garantindo um
movimento do motor uniforme,
sem vibrações.

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Motores de Palhetas
O rotor, dotado de ranhuras, é fixado excentricamente em um
espaço cilíndrico. As palhetas colocadas nas ranhuras são, pela força
centrifuga, afastadas contra a parede interna do cilindro, gerando a vedação
individual das câmaras. Por meio de pequena quantidade de ar, as palhetas
são afastadas contra a parede interna do cilindro, já antes de acionar o
rotor. As palhetas formam no motor, câmaras de trabalho. O ar entra na
câmara menor, se expandindo na medida do aumento da câmara.

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Motores de engrenagens
Nestes motores a geração do momento de
torção efetua-se pela pressão do ar contra os
flancos dos dentes de duas engrenagens
engrenadas. Uma engrenagem é montada fixa
no eixo do motor e a outra livre no outro eixo.
Esses motores, são utilizados como máquinas
de acionar, e estão a disposição com até 44 kw
(60 CV).
O sentido de rotação é reversível.

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Turbomotores (turbinas)
Turbomotores somente são
usados para trabalhos leves, pois sua
velocidade de giro é muito alta (são
utilizados em equipamentos
dentários até 500.000 rpm).

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•Unidades pneumáticas compactas e funcionais, com dois
graus de liberdade, comandados de forma independente ou
em conjunto.
•Possuem êmbolo magnético para detecção de posições
sem contato direto.
•Disponíveis nos diâmetros de 16, 20, 25 e 32 mm e cursos
padrões de 25, 40, 50, 80 e 100 mm para o movimento
linear.
•Permitem o ajuste do ângulo de deslocamento.
•Amortecimento regulável nas posições finais de curso.
•Ajuste fino nos finais de cursos.
A combinação entre um atuador linear e um rotativo,
formando uma só unidade, que soluciona diversas tarefas
nas áreas de montagem e manipulação.