ATPS - Sistemas Hidraulicos e Pneumaticos

8/10/2019 ATPS - Sistemas Hidraulicos e Pneumaticos

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FACULDADE ANHANGUERA DE CAMPINAS

UNIDADE 3

CURSO DE ENG. PRODUO

5 SRIE

ATPSSistemas Hidrulicos e Pneumticos

CAMPINAS

NOVEMBRO 2014


2/15

Nome RA

Daiana Corra 3708622171

Eduardo Viana Tonicioli 4414841883

Mateus Feliciano SantAna 4211810635

Ricardo de Oliveira 4211809674

ATPSSistemas Hidrulicos e Pneumticos

Trabalho apresentado ao curso de

Graduao em Engenharia de

Produo, disciplina de Sistemas

Hidrulicos e Pneumticos,

ministrada pelo Prof- Roberto

Mac Intyer Simes, na Faculdade

Anhanguera de Campinas,

Unidade 3.

CAMPINAS

NOVEMBRO 2014


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Dimensionamento da Bomba Hidrulica e Tubulaes

Etapa 1:

Esta atividade importante para que voc estabelea um melhor entendimento dosfundamentos e princpios do sistema hidrulico (leo), normalmente considerado deenergia fluida, por se tratar de equipamento de grande fora mecnica e atuando comgrandes ndices de presso, aplicado em indstria onde se necessita dessascaractersticas e de seus dispositivos relacionados.

Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos

Passo 1 (Aluno)Analisar a tabela e as informaes a seguir. A Prensa dever estampar furos de 12,7mm, em chapas de ao SAE 1020, de diversas espessuras (conforme a tabela aseguir), variveis estas que sero utilizadas para a determinao da presso x

dimetro x fora, nos prximos passos.

Passo 2 (Equipe)

1 Calcular, para o projeto de componentes hidrulicos, a fora de corte necessria

para o corte das chapas:

Onde: Fc = Fora de Corte.p = Permetro da seo.e = Espessura da chapa.Tc = Tenso de cisalhamento.Como foi definido o material SAE 1020, a tenso de cisalhamento para esta matria-prima ser de 40 kgf/mm.

Formu la Apl icada: A=F/P


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Completar a tabela a seguir com os valores encontrados.

Espessura mm 0,61 0,68 0,76 0,84 0,91 1,06

Fora de Corte(kgf) 973,023 1084,682 1212,291 1339,901 1451,559 1690,827

Area (mm) 0,097 0,108 0,121 0,134 0,145 0,169

Comprimento(mm) 2281Comprimento(m) 2,28

Preso 10000

Tc=Tenso de cisalhamento 40

perimetro da seo 39,878

Viscosidade Cinematica 0,63

1,21 1,37 1,52 1,71 1,9 2,28 2,66 3,04 3,42

1930,095 2185,314 2424,582 2727,655 3030,728 3636,874 4243,019 4849,165 5455,310

19,3010 21,8531 24,2458 27,2766 30,3073 36,3687 42,4302 48,4916 54,5531

Reynolds 1410,15

Preso(Bar) 100

Vazo Cculada (L/min) 6,91

Velocidade critca(m/s) 0,20

Tabela 1.1

Calcular a rea do mbolo do pisto, a partir das foras calculadas anteriormente, paradefinir qual o pisto que ser utilizado. Para o clculo, definir uma presso de 100kgf/cm.Calculo feito na tabela1.1 acima.


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Passo 3 (Equipe)

Pesquisar, em sites, livros e catlogos de fabricantes de bombas, e selecionar abomba hidrulica utilizada para que a prensa possa executar as operaes calculadasanteriormente, assim como definir o dimensionamento da tubulao do conjuntohidrulico por meio do clculo de perdas de carga.

Formula de perda em fluxo laminar

Bomba definida: Bomba de engrenagem G2 vazo efetiva Qef=40(mm2/s) e potnciade acionamento necessria N=100kgf, com n=1750 rpm, v=36 cst (mm3/s) etemperatura em trabalho de 50 graus Clsius.Tamanho nominal 11,3 vg(cm2/rot3).


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Etapa 2:

Aula-tema: Vlvulas Hidrulicas: Direcionais, de Presso, de Bloqueio e de Fluxo.Anlise e Montagem de Circuitos HidrulicosLaboratrio.

Passo 1:

- ReservatriosAs funes do reservatrio so basicamente:- armazenamento do fluido- resfriamento do fluido por conduo e conveco. Como regra prtica, o volume doreservatrio dever ser suficiente para suprir o sistema por um perodo mnimo de trsminutos antes que haja retorno do leo. Ou seja:Vol Reservatrio 3.Q ( bomba ) ento ser um reservatrio de 100L.

Caractersticas:RESERVATRIOS HIDRULICOS PADRO DIN 24339

ReservatrioUm sistema de ar comprimido dotado de um ou mais reservatrios, quedesempenham as seguintes funes no processo de produo: Armazenar o ar comprimido;

Resfriar o ar; Auxiliar na eliminao docondensado; Compensar as flutuaesde presso em todo osistema de distribuio; Manter a presso

constante na linha dedistribuio; Estabilizar o fluxo de ar; Controlar as marchas doscompressores, etc.A figura abaixo mostra oselementos que constituemum reservatrio:


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- Chicana

um dispositivo, geralmente em forma de placa aleta, instalado no interior doreservatrio, para separar a suco da bomba das linhas de retorno. Seu objetivoprincipal aumentar a rea de troca trmica do reservatrio, sem que haja anecessidade da utilizao de um trocador de calor. O uso da chicana possibilita que ofluido circule um pouco mais pelo interior do tanque, evitando que seja imediatamentesuccionado, pela bomba to logo descarregado no tanque pela canalizao de

descarga.Assim, a chicana:- Evita a turbulncia no tanque;- Permite o assentamento demateriais estranhos;- Ajuda a separar o ar do fluido;- Ajuda a dissipar o calor por meiodas paredes do tanque.

Dependendo da necessidade,pode ser introduzido um maiornmero de chicanas verticais paraforar mais a circulao do fluido,aumentando a troca trmica porconveco. Entretanto, se aindaassim no houver uma boa troca

trmica e consequente reduo de temperatura do fluido, a fim de manter suaviscosidade dentro dos parmetros aceitveis, ser necessrio adotar a utilizao deum trocador de calor.

Tipo de

Vlvulas

Suas

aplicaesVantagens Desvantagens

Vlvulas decunha e decomporta

Usadas emsada de

tanques outubulao

Visualizao do posicionamento Sensveis a eroso

Vlvulas demacho

esfrico

Vlvula de fundode tanque

Alta estanqueidade quando de facesde vedao so de teflon ou nylon

fraca estanqueidade quando de facesde vedao de metal

Vlvulas demacho

cnico emacho

cilndrico

Servios areos,gasosa e vaporSistemas detubulao degs natural

Sistemas detubulao de

petrleo Vcuopara aplicaesde alta presso

Quarto de volta rpida operao on-off; Mnima resistncia ao fluxo;Menores em tamanho do que a

maioria outras vlvulas

Requer uma grande fora para atuar,devido alta frico. NPS 4 e vlvulasmaiores requer o uso de um atuador.Porta reduzida, devido ficha cnico.

Vlvulas deglobo

controle do fluxo seu

fechamento.Permite a utilizao de fluidos comum certo grau de impurezas No admite fluxo nos dois sentidos

Figura 73 - Esquema de um reservatrio


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Vlvulas deborboleta

Aplicaes emque o vapor,

lquidos, gasesou ar devem ser

controlados

dependem dotrabalho dosmodelos de

vlvulasborboleta.

projetados para suportar altastemperaturas, resistindo bem ao

desgaste com o tempo de uso

a incapacidade de eliminarcompletamente todas as substncias

residuais

Passo 3:

Calcular, aplicando o nmero de Reynolds, a vazo e velocidade para a definio dasvlvulas que sero utilizadas e do escoamento do sistema.

O escoamento Laminar, definir as vlvulas.
http://www.valvulasborboleta.com.br/noindex/conteudo-1/http://www.valvulasborboleta.com.br/noindex/conteudo-1/http://www.valvulasborboleta.com.br/noindex/conteudo-1/http://www.valvulasborboleta.com.br/noindex/conteudo-1/http://www.valvulasborboleta.com.br/noindex/conteudo-1/


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Passo 4:

Fazer a montagem do circuito hidrulico e a representao grfica do sistema,conforme. Etapas 1 e 2.

Ciclo grama:

Acionamento pisto Ciclo de abertura Ciclo de fechamento

Avanado x

Recuado x

Ciclos Primeiro ciclo Segundo ciclo

Avana 0 1 1

Rcua 0


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Etapa 3:

Aula-tema: Automao Industrial Pneumtica. Estrutura tpica dos SistemasPneumticos. Dimensionamento de Uma Rede de Distribuio de Ar Comprimido.Esta atividade importante para que voc possa entender como funciona um sistemapneumtico e possa calcular a quantidade de ar comprimido utilizado em um sistema.Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos

Passo 1:

Assistir a vdeos e fazer uma entrevista com representantes de empresas dosegmento, sobre tipos de sistemas pneumticos e suas aplicaes mais utilizadas naindstria, com nfase em prensas e alimentadores

Os tipos de sistemas que utilizam este tipo de equipamento so as prensas de

estamparia,dobragem entre outros j os alimentadores so de vrios tipos e modelosAF- 1C, AF-2C e AF-6C.

http://www.tecnopress.com.br/imagens/Alimentador_Pneumatico.jpg

Passo 2:

Calcular, de acordo com a vazo e a perda de carga, o dimetro do tubo para que osistema de alimentao possa trabalhar na prensa hidrulica.

D=35,86mm
http://www.tecnopress.com.br/imagens/Alimentador_Pneumatico.jpghttp://www.tecnopress.com.br/imagens/Alimentador_Pneumatico.jpghttp://www.tecnopress.com.br/imagens/Alimentador_Pneumatico.jpg


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Parafuso Rotativo

O compressor de parafuso um compressor de deslocamento com pistes com a forma de

parafuso; este o tipo predominante de compressor utilizado actualmente. As peas principaisdo elemento de compresso de parafuso so os rotores macho e fmea, que se deslocam nadireco um do outro enquanto o volume entre eles e a armao da caixa diminui. A relao depresso de um parafuso depende do comprimento e perfil do parafuso e da forma da porta dedescarga.O elemento de parafuso no est equipado com nenhuma vlvula e no existem forasmecnicas que criem qualquer desequilbrio. Pode, portanto, funcionar com uma altavelocidade do veio e combinar uma elevada taxa de fluxo com reduzidas dimenses exteriores.Capacidade de compresso:A gama de parafuso rotativo CompAir tem potncias entre 4 kW e 250 kW (5 cv a 535 cv),produzindo presses operacionais entre 5 e 13 bars (72 a 188 psi).Tipos de aplicaes tpicas:Alimentos, Bebidas, Fabrico de Cerveja, Militar, Aeroespacial, Automvel, Industrial,

Electrnica, Manufactura, Petroqumica, Mdica, Hospitalar, Farmacutica, Ar Instrumental


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Palhetas rotativas

Baseado em tecnologia tradicional comprovada, o compressor de palhetas accionadodirectamente a uma velocidade muito baixa (1450 rpm), proporcionando uma fiabilidade semrival. O rotor, a nica pea em movimento contnuo, possui vrias ranhuras ao longo do seucomprimento, nas quais se encaixam as palhetas que deslizam numa pelcula de leo.

O rotor roda dentro do estator cilndrico. Durante a rotao, a fora centrfuga prolonga aspalhetas a partir das ranhuras, formando clulas de compresso individuais. A rotao reduz ovolume das clulas, aumentando a presso do ar.O calor gerado pela compresso controlado por injeco de leo pressurizado.O ar comprimido a alta presso libertado pela porta de sada, sendo os resduos restantes deleo removidos pelo separador final do leo.Capacidades de compresso:A gama de compressores de palhetas CompAir tem potncias entre 1,1 kW e 75 kW (1,5 cv a100 cv), produzindo presses operacionais entre 7 a 8 e 10 bars (101 a 145 psi).Aplicaes Comuns:OEM, Impresso, Pneumtica, Laboratrios, Odontologia, Instrumentos, Mquinasferramentas, Embalamento, Robtica

Compressor definido parafuso rotativo


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Filtros Coalecentes, Secadores Resfriadores, Drenos e Separadores

ETAPA 4Definir o tipo e a dimenso do atuador, e como fazer uma representao de um circuitopneumtico. Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSO 1:Pesquisar em catlogos de fabricantes sobre tipos de atuadores, suas aplicaes maisutilizadas na indstria, com nfase em prensas e alimentadores, vantagens e desvantagens, eapresent-los em uma tabela.

Tipo Linear Giratrios Linear compactoVantagem Rapidez Rotao ajustvel. Hermeticamente

isolado.Desvantagens Movimento

unidirecionalComplexamontagem.

Utilizvel apenas emsituaes de risco.

Aplicaes Atmosfera sujeita a

exploso.

Ambientes onde se

precisa de isolao.

Para alto esforos.

Passo 2:

Definir, com base na pesquisa do passo anterior, qual o atuador que ser utilizado no sistemade alimentao pneumtico, justificando essa escolha.

No projeto devida a aplicao de uma presa onde se utilizado estamparia optou-sepelo Cilindro Linear.

Passo 3;

Calcular, aplicando o nmero de Reynolds, a vazo, a velocidade e o tipo das vlvulas para o

sistema, juntamente com os tipos de acionadores que sero utilizados.

Re = k.Q/v.D

Q=Re.v.D/K

Vcr = Kcr.v/D

Vlvulas

Direcional

Acionadores

Dupla ao


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Passo 4 (Equipe)

Fazer a montagem do circuito pneumtico e a representao grfica do sistema conformeetapas anteriores.

Sequncia de Acionamento para 4 ciclos A+A- .

1 2 3 4

1

0

Ciclos

A

Circuito Pneumtico:

AcionadoNo Acionado

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