Aula sobre pneumática

1. Pneumática
Introdução à Pneumática
Aula

2. Pneumática
Assuntos desta aula:
Definição
Introdução
Vantagens
Limitações
Exemplos
Princípios físicos do ar
Tabelas de conversão
Exercícios
Aula 1

3. Pneumática
Histórico
Na verdade o uso do ar comprimido como fonte de
energia pelo homem data de 2550 AC. Nessa época
eram fabricados foles e órgãos que essencialmente
geram sons baseado no escoamento do ar sob pressão
em tubos com furos em forjas para Ferreiros. O ar
comprimido era produzido por uma bomba acionada
manualmente. No século XIX, surgiram as primeiras
máquinas pneumáticas complexas, as locomotivas e
perfuratrizes (nas minas de carvão).

4. 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 transformação da energia pneumática em
energia mecânica, através dos respectivos elementos de
trabalho.
Pneumática
Definição

5. Pneumática
Sistema de automação industrial é
constituído de três tipos de elementos:
· Sensores
· Controladores (comando e regulação)
· Atuadores (acionamento)
· Pneumática
· Hidráulica
· Elétrica
Cada um desses elementos
pode ser implementado
usando-se três tipos de
energia:
Introdução

6. Pneumática
Atuadores pneumáticos são utilizados quando estão envolvidas
cargas da ordem de até uma tonelada onde se deseja movimentos
de duas posições (início e fim) limitadas por batentes mecânicos,
como em máquinas de fixação ou transporte de peças, ou quando
se deseja altas rotações (milhares de r.p.m.), como no caso de
fresadoras pneumáticas, broca de dentista, etc...
Introdução

7. Pneumática
Vantagens
1. - Incremento da produção
2. - Redução dos custos operacionais
3. - Robustez dos componentes pneumáticos
4. - Facilidade de introdução
5. - Resistência à ambientes hostis
6. - Simplicidade de manipulação
7. – Segurança
8. - Redução do número de acidentes

8. Pneumática
Limitações
1. O ar comprimido necessita de uma boa preparação para realizar o
trabalho proposto: Remoção de impurezas, eliminação de umidade para
evitar corrosão nos equipamentos, engates ou travamentos e maiores
desgastes nas partes móveis do sistema.
2. Os componentes pneumáticos : São normalmente projetados e utilizados a
uma pressão máxima de 1723,6 kPa. Portanto, as forças envolvidas são
pequenas se comparadas a outros sistemas.
3. Velocidades muito baixas: São difíceis de ser obtidas com o ar comprimido
devido suas propriedades físicas. Neste caso, recorre-se a sistemas mistos
(hidráulicos e pneumáticos).
4. O ar é um fluido altamente compressível: Portanto, é impossível obter
paradas intermediárias e velocidades uniformes. O ar comprimido é um
poluidor sonoro quando são efetuadas exaustões para a atmosfera. Esta
poluição pode ser evitada com o uso de silenciadores nos orifícios de
escape.

9. Pneumática
Características da Pneumática
Combinação do uso das energias:
Por exemplo, em sistemas eletro-pneumáticos temos
atuadores pneumáticos acionados por controladores
elétricos ou eletrônicos, bem como, sensores elétricos
ou pneumáticos. O mesmo ocorre em sistemas eletro-
hidráulicos. Temos também ao sistemas hidro
pneumáticos.

10. Pneumática
Entre alguns exemplos de aplicações atuais de
pneumática podemos citar:
Prensas pneumáticas;
•Dispositivos de fixação de peças em máquinas ferramenta e esteiras;
•Acionamento de portas de um ônibus urbano ou dos trens do metrô
•Sistemas automatizados para alimentação de peças;
•Robôs industriais para aplicações que não exijam posicionamento preciso;
•Freios de caminhão;
•Parafusadeiras e lixadeiras;
•Broca de dentista;
•Pistola de pintura;
•Correio pneumático.

11. Pneumática
Exemplo: HidroPneumático

12. Pneumática

13. Pneumática

14. Pneumática
Princípios físicos do ar
Compressibilidade: o ar permite reduzir o seu volume quando
sujeito à ação de uma força exterior.

15. Pneumática
Princípios físicos do ar
Elasticidade: o ar volta ao seu volume inicial uma vez extinto
o efeito (força) responsável pela redução do volume.

16. Pneumática
Princípios físicos do ar
Difusibilidade: permite ao ar misturar-se homogeneamente
com qualquer meio gasoso que não esteja saturado.

17. Pneumática
Princípios físicos do ar
Expansibilidade: o ar ocupa totalmente o volume de qualquer
recipiente, adquirindo o seu formato.
Quando a válvula é aberta o ar expande, assumindo o formato dos recipientes

18. Pneumática
Princípios físicos do ar
Peso do ar : o ar tem peso.
Retirando todo o ar do recipiente
Um litro de ar,
a 0°C e ao nível do mar, pesa
1,293 x 10-3 Kgf.

19. Pneumática
Princípios físicos do ar
O ar quente é mais leve que o ar frio: o ar do seu
interior se aquece, escapa pela boca do balão, tornando-se
assim, menos denso. Conseqüentemente há um desequilíbrio
na balança.

20. Pneumática
Pressão
É o resultado de uma força agindo em uma determinada área.
P = _F_
A
As unidades de pressão mais comuns são:
Atmosfera [atm];
Quilogramas força por centímetro quadrado [kgf/cm2];
Bares [bar];
Libra força por polegada quadrada [lbf/pol2].

21. Pneumática

22. Pneumática
Princípios físicos do ar
Atmosfera: Camada formada por gases, principalmente por
oxigênio (O2 - 21%), nitrogênio (N2 - 78%) e 1% de outros
gases, que envolve toda a superfície terrestre.
•O valor da pressão atmosférica ao nível do mar, a uma
temperatura de 20°C e a uma umidade relativa de 36% é de 1
atm ou 760 mm (coluna de mercúrio) ou 1 bar ou 14,5 lbf/pol2.
Pressão Manométrica :É a pressão interna de um recipiente
fechado indicada nos instrumentos de medição, como
manômetros.

23. Pneumática
Princípios físicos do ar
Variação da pressão atmosférica com relação à altitude

24. Pneumática
Princípios físicos do ar
Lei geral dos gases perfeitos
As leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussac referem-se a
transformações de estado, nas quais uma das variáveis físicas permanece
constante.

25. Pneumática
questionário
1. Cite Características positivas do ar comprimido.
2. Cite as limitações do uso da pneumática.
3. De exemplos práticos do uso da pneumática.
4. Fale sobre a lei Geral dos Gases Perfeitos de Boyle-Mariote
5. Defina Pneumática.

26. Pneumática
Exercícios
Exercício 01: Um cilindro é acionado por ar comprimido.
Diâmetro do êmbolo = 63 mm
Diâmetro da haste = 20 mm
Pressão de trabalho = 6bar
Curso efetivo = 200 mm
Calcular a força de avanço (Fa) e a força de retorno (Fr) gerada
pelo cilindro.
Qual a quantidade de ar necessária para um ciclo completo?
Qual o custo de energia por hora, com 12 ciclos completos por
minuto a um custo estimado do ar comprimido de R$ 15,00/m3 no
estado normalizado?

27. Pneumática
• Fim da Aula 1