O que são Prensas?

As prensas são máquinas ferramentas em que o material, placa ou chapa é trabalhado sob operações de conformação ou corte e são utilizadas, principalmente, na metalurgia básica e na fabricação de produtos de metal, máquinas e equipamentos, máquinas de escritório e equipamentos de informática, móveis com predominância de metal, veículos automotores, reboques e carrocerias. As prensas são usadas para conformar, moldar, cortar, furar, cunhar e vazar peças.

Cadeia cinemática - Conjunto de todas as peças que geram o movimento para ser aplicado no martelo. Fazem parte da cadeia cinemática as peças: volantes, engrenagens, eixos, guias, correias entre outras.

Biela - Peça que faz a conexão entre o conjunto de tração e o martelo.

Martelo - Peça à qual, numa extremidade, fixa-se o estampo e que aplica a força necessária para fazer a conformação da peça.

Zona de prensagem - Espaço entre o martelo e a mesa da prensa, onde se coloca o ferramental. É a área onde o martelo aplica a força e na qual o operador deve concentrar toda a sua atenção, pois é onde realiza seu o trabalho ou atividade.

Comando bimanual - Dispositivo de segurança da prensa que exige que o operador mantenha as duas mãos nos botões de acionamento para que a máquina comece a funcionar.

Estrutura - Armação da prensa que pode ser confeccionada em ferro fundido, aço fundido ou em chapa de aço soldada.

Tipos de Prensas

Os tipos básicos de prensas:

Prensa mecânica: A Prensa Mecânica tem baixa energia e sua aplicação principal é o corte e repuxo raso com alta produção e economia de energia elétrica.

Prensa hidráulica: A Prensa Hidráulica tem alta energia e sua principal aplicação é o repuxo profundo.

Servo Prensa (Prensa Eletrônica): Prensa a qual pode ser programada com as características de uma Prensa Mecânica ou Prensa Hidráulica.

Prensa mecânica

Equipamentos de forjamento: prensas mecânicas Uma apresentação geral com detalhes da física envolvida. Simulações são utilizadas para ilustrar os principais aspectos da operação que não podem ser diretamente observados durante a produção As prensas mecânicas para forjamento convertem a energia rotacional de um volante em um movimento linear de um martelo, sobre o qual é acoplada a matriz superior. A distância total de movimento do martelo, a qual é chamada de distância de golpe, é fixa. Tipicamente estas prensas apresentam uma embreagem que conecta o volante do martelo com o virabrequim. A capacidade de carga e a velocidade do martelo dependem principalmente do posicionamento vertical do martelo. Em contraste com o martelo de massa cadente para forjamento, o qual é uma máquina com limite de energia, as prensas mecânicas são limitadas pelos golpes. Em um martelo de massa cadente, a movimento do martelo cessa quando toda a energia é dissipada. Em uma prensa mecânica, quando o martelo atinge a distância do golpe, ele pára e se movimenta para cima, na direção contrária ao forjamento. A deformação do forjamento somente ocorre no limite da posição inferior do golpe.As prensas mecânicas são utilizadas para a maioria das aplicações com elevado volume de

peças, incluindo-se forjamento a frio de prendedores e peças de precisão, forjamento a frio e a morno de peças automotivas e forjamento à quente de embreagens para transmissões automotivas. Forjados típicos produzidos pelas prensas mecânicas são apresentados na figura 1. Podem ser observados nestes forjados algumas características: podem ser produzidas peças múltiplas ou únicas, a quantidade de material de descarte é em geral menor do que nos martelos de massa cadente, o tamanho da peça forjada é proporcional a capacidade da prensa, as cavidades profundas podem ser preenchidas.A figura 2 apresenta um desenho esquemático de uma prensa mecânica. O martelo móvel é acoplado à matriz superior, enquanto a matriz inferior permanece estática. O volante é a fonte de energia mecânica rotacional. Quando a embreagem é engatada, a energia é transferida do volante para girar o virabrequim. A biela converte o movimento rotacional em linear, similar, porém inverso ao pistão em um motor de combustão interna. O tambor de freio é utilizado para parar a prensa se necessário. Todas estas partes estão acopladas à carcaça da prensa. A Física das Prensas MecânicasA física envolvida no funcionamento das prensas mecânicas é ilustrada na figura 3. Para entender a operação de uma prensa mecânica é importante seguir a transmissão de energia de um componente para o outro, resultando na movimentação da matriz que deforma a peça de trabalho.A energia elétrica alimenta o motor (figura 3a). O motor através de uma correia gira o volante. Como o volante é pesado, uma grande quantidade de energia cinética é armazenada com o movimento rotacional do volante. Acoplado ao volante há um pinhão de engrenagens, que pode engatar movimento com a embreagem (figura 3b). A embreagem é acoplada com uma engrenagem com eixo excêntrico. Ao se acionar a embreagem ocorre o acoplamento entre o pinhão e a engrenagem da embreagem permitindo o movimento rotacional desta engrenagem (figura 3c), ou seja, a energia do motor é transferida para a engrenagem.A embreagem é acoplada a um eixo excêntrico (figura 3d). Quando a engrenagem da embreagem é rotacionada, o eixo também é rotacionado. O eixo excêntrico converte o movimento rotacional em linear quando acoplado a uma biela (figura 3e), produzindo a movimentação linear do martelo através de guias. A matriz superior está fixada ao martelo (figura 3f). A velocidade do martelo é senoidal em função do tempo, com velocidades nulas nos extremos da distância de golpe e velocidade máxima na meia distância. Perto do limite inferior da distância de golpe, a matriz superior tem contato com a peça de trabalho. A energia linear do movimento do martelo é convertida em energia de deformação na peça de trabalho, fazendo com que haja escoamento da peça de trabalho para as cavidades das matrizes. Simulação da OperaçãoEm contraste com o martelo de massa cadente, o qual sempre necessita múltiplos golpes para cada impressão, uma matriz corretamente especificada para uma prensa mecânica necessita de um único golpe para produção da mesma impressão. A figura 4 apresenta uma simulação de um forjamento em uma prensa mecânica. Os dois gráficos abaixo de cada figura mostram a velocidade do martelo e a carga aplicada em função da distância de golpe. Esta simulação ilustra como a deformação na peça de trabalho ocorre perto do limite da distância de golpe. A carga de forjamento aumenta dramaticamente na parte final do golpe para uma matriz fechada típica de operações de forjamento. Como a distância de golpe é fixada, se uma peça de trabalho de dimensões acima ou abaixo das especificadas é utilizada, a carga máxima pode exceder a capacidade da prensa. Caso isso ocorra, problemas significantes podem ser gerados (por exemplo, fratura das matrizes, quebra dos dentes das engrenagens, queima do motor, desgaste da embreagem, etc.). Assim, é importante conhecer a carga necessária para o forjamento e utilizar uma prensa mecânica com capacidade de carga apropriada. Outros Efeitos e CaracterísticasA seguir são apresentadas outras características das prensas mecânicas que devem ser entendidas para uma operação boa e com sucesso. Estas características incluem o alongamento da carcaça da prensa, inclinações do martelo devido ao desbalanceamento da carga, sistema de controle e da carcaça da prensa. Alongamento da carcaça da prensaEmbora uma prensa mecânica seja uma máquina pesada e robusta, quando a deformação da peça de trabalho ocorre entre as matrizes, a prensa sofre tensões elásticas. Caso a prensa não

seja designada para aguentar estas tensões, podem advir problemas na operação. Devido a este efeito, uma larga tolerância nos forjados é sempre necessária quando se trabalha com prensas mecânicas. O alongamento da carcaça da prensa é energia perdida. A energia elástica despendida no alongamento não é utilizada no trabalho de deformação da peça de trabalho e é dissipada como calor. Desbalanceamento da cargaA maioria das prensas mecânicas apresenta um ou mais locais para fixação da matriz superior, em posições fora do centro, causando uma carga excêntrica quanto estes locais são utilizados. Estas cargas excêntricas, quando utilizadas, permitem a inclinação do martelo, o qual flete o virabrequim e a carcaça da prensa nos pontos de contato além de gerar desgaste. Controles da Prensa MecânicaA velocidade da prensa é determinada pela velocidade do motor. Existem motores com velocidades variáveis, no entanto, é menos comum. A posição central da distância de golpe é fixa. A desobstrução da matriz nesta posição é controlada com uso de cunhas e de calços. A máxima carga de forjamento também ocorre nesta posição. Em geral, a proteção para sobrecarga do martelo ocorre pela derrapagem da embreagem, para retirada da peça, o que não é uma abordagem recomendada. A sobrecarga para proteção no ejetor pode ser através de um sistema de freio ou de pressão hidráulica. Sistema de ControleOs três sistemas de controle principais para prensas mecânicas são: diretamente no controle da biela, sistema de cunhas ou sistema com balancim. No sistema de controle da biela uma haste acoplada é utilizada. Um sistema de dupla biela, que consegue aumentar a capacidade de carga desbalanceada, pode ser utilizado. Para o sistema de controle por cunha, a cunha opera entre o topo da carcaça e o martelo. Uma manivela é carregada com um terço da carga do martelo devido a inclinação de 30° em relação à cunha. O projeto do sistema de balancim é tal que permite o deslizamento de uma caixa ao invés da biela. O eixo excêntrico está dentro da caixa. Com a rotação do eixo, o martelo é dirigido de cima para baixo através de um movimento contrário ao da caixa. No entanto este projeto permite somente prensas pequenas. Sistemas da carcaçaOs três tipos de sistemas para carcaças de prensas mecânicas são: as carcaças fabricadas, as carcaças fundidas com tirantes, carcaças fundidas sólidas. As vantagens das carcaças fabricadas são densidade mais uniforme que evitam as dificuldades de fundição das seções menores. A desvantagem é a menor rigidez que conduz ao maior alongamento da carcaça. As carcaças fabricadas usualmente são aplicadas em prensas com capacidades de até 1300 toneladas. As carcaças fundidas podem ser bem maiores, pois são as mais rígidas e pesadas. O aço fundido é o melhor material para estas carcaças, no entanto, é difícil produzir carcaças por este processo para prensas acima de 7000 toneladas. As carcaças de aço fundido com tirantes, que reforçam as seções finas, também podem ser utilizadas. Os tirantes podem ser utilizados para introduzir pré-tensões na carcaça. As carcaças multi-peças de aço fundido com tirantes também são uma opção. Esta última é a mais fácil para produzir, mais é menos rígida que as carcaças fundidas.A rigidez das carcaças influi nas tolerâncias e espessuras dos forjados. Uma pequena tolerância necessita de uma maior rigidez da prensa mecânica, e pode necessitar de peças pré-conformadas. A redução da rigidez também aumenta o alongamento da carcaça da prensa e aumenta o tempo de contato entre a peça de trabalho e as matrizes. Uma menor rigidez também causa uma deflexão excessiva do apoio da matriz inferior, levando a uma falha prematura do coxim da carcaça. Aplicações PotenciaisO desalinhamento das matrizes é uma preocupação em todos os equipamentos de forjamento. Nas prensas mecânicas, o desalinhamento se torna maior quando há cargas descentralizadas. Forjamentos cônicos são mais comumente vistos em prensas mecânicas que em martelos de massa cadente. As formas cônicas são observadas usualmente da frente para trás até a impressão final que é localizada fora de centro da esquerda para direita. O controle da espessura em uma prensa mecânica de forjamento é primariamente governado pela robustez da prensa. O volume do material, a temperatura de forjamento e o controle de lubrificantes

podem ser contribuições significantes para a capacidade de carga desenvolvida, e assim, para a quantidade de alongamento e a variação de espessuras obtidas. SumárioAs prensas mecânicas para forjamento são equipamentos robustos capazes de produzir uma grande variedade de forjados. Elas operam com uma distância de golpe fixa, o que necessita de um correto dimensionamento da matriz e da peça de trabalho, de modo a não ultrapassar as limitações do equipamento. Em contraste com os martelos de massa cadente, as prensas mecânicas operam com menos velocidades e com maior tempo de contato entre as matrizes e a peça de trabalho. O correto dimensionamento das matrizes deve ser feito de modo que as cavidades sejam completamente preenchidas em um único golpe. A escolha da carcaça é importante para o controle do alongamento da prensa. Devido aos repetidos movimentos e a distância de golpe fixa, a automação pode ser facilmente integrada às prensas mecânicas.  

Dependendo da matriz, que é acoplada na prensa, pode ser feito estampo, corte e furos, simultaneamente ou não. Este tipo de máquina é amplamente utilizado no ramo da metalurgia. Prensas mecânicas são usadas na conformação e corte e de materiais diversos.É uma máquina que basicamente comprimi (prensa) uma matriz contra o material a ser moldado ou cortado através de movimento de rotação total ou parcial. Pode ser movido pneumaticamente, com motor elétrico ou mecânico através de uma biela.A força gerada pelas prensas varia ao longo de seu percurso em função do ângulo de aplicação da força. Quanto mais próximo do ponto de impacto, maior será o torque. Como padrão aceito pelos fabricantes, as prensas possuem o ponto de força a cerca de 30 graus nas prensas de redução por engrenagem e em 20 graus nas de volante direto.

As prensas mecânicas podem ser excêntricas ou de fricção. Existe uma infinidade de produtos que utilizam prensas excêntricas no processo de fabricação. No universo de aplicação de prensas excêntricas podemos encontrar desde uma operação muito simples como compactação de sabonetes até as mais sofisticadas, como a conformação de peças aeronáuticas com alto grau de complexidade e de tolerâncias reduzidas. A prensa excêntrica geralmente é empregada para quase todas as operações de corte, alguns tipos de dobrado, embutido e algumas operações combinadas de corte e embutido realizado em um só estampo. Existem vários tipos de prensa excêntrica, normalmente fabricam-se prensas que vão de 10 a 160 toneladas de pressão. Apesar aparentar robustez, uma prensa excêntrica sempre terá limites que não devem ser ultrapassados e que normalmente são ignorados ou negligenciados pela maioria dos usuários.A prensa de fricção é usada para estampagem em altas pressões, sendo indicadas para cunhagem de moedas, placas artísticas e outros objetos similares. São fabricadas para exercerem uma pressão de 40 a 250 toneladas que vão de 15 a 20 golpes por minuto conforme o curso do punção (martelo). Tanto a prensa excêntrica como a de fricção, são sistemas mecânicos onde seus movimentos são obtidos por meio de uma transmissão mecânica.

Prensa Hidráulica

Diferente das prensas mecânicas e martelos, nas quais a energia mecânica é utilizada para causar movimento, as prensas hidráulicas utilizam fluidos para aplicar pressão a um cilindro hidráulico. Esta pressão resulta na movimentação do pistão hidráulico, sendo que a velocidade e a carga podem ser facilmente ajustadas por meio de um sistema de controle adequado. As prensas hidráulicas, em geral, operam com velocidades relativamente baixas se comparadas aos martelos e prensas mecânicas, o que permite que a taxa de deformação da peça seja baixa. As prensas hidráulicas são equipamentos com força limitada, sendo que os limites de potência e velocidade são função do sistema hidráulico empregado.A figura 1 apresenta um diagrama esquemático das prensas hidráulicas, onde são apresentadas suas principais características. Na ilustração, a pressão hidráulica é fornecida à parte superior da prensa, causando a movimentação para baixo do pistão hidráulico e do cursor superior. 

Aplicações da Prensa HidráulicaAs prensas hidráulicas são adequadas para forjamentos de peças com ampla gama de formatos ou para extrusões longas. Frequentemente, elas são também utilizadas para forjar materiais que são altamente sensíveis às taxas de deformação, como ligas de alumínio e de titânio. Como altas cargas podem ser obtidas aumentando-se o tamanho do cilindro hidráulico, as prensas para forjamento de altas tonelagens são hidráulicas. As operações de cunhagem a frio frequentemente são realizadas em prensas hidráulicas, pois não é necessário que haja rebarba de forjamento quando a prensa atingir sua carga limite. Elas também são adequadas para o forjamento de ligas de alta resistência, como as superligas a base de níquel. Finalmente, as prensas hidráulicas são utilizadas na maior parte dos forjamentos isotérmicos já que o resfriamento não é um fator relevante. A figura 2 mostra algumas peças tipicamente produzidas em prensas hidráulicas. Física da Prensa HidráulicaA figura 3 apresenta a física básica de uma prensa hidráulica. Inicialmente utiliza-se a energia elétrica para ativar a bomba (superior à esquerda), a qual pressuriza o fluido hidráulico. O fluido a alta pressão é armazenado em um reservatório ou acumulador (superior à direita). Quando solicitado o movimento da prensa, uma válvula de controle é aberta e o fluido corre por um tubo em direção à prensa. Estas válvulas frequentemente são controladas por computador, o que propicia uma alta precisão na quantidade de fluido a alta pressão que corre para a prensa (inferior à esquerda). Quando o fluido pressurizado alcança a prensa, faz com que o pistão hidráulico se mova para baixo. A matriz superior está acoplada ao pistão e durante a movimentação para baixo ela entra em contato com a peça de trabalho (inferior à direita). A energia armazenada no fluido pressurizado é dissipada na forma de trabalho durante a deformação.Devido à dependência do fluido pressurizado, as prensas hidráulicas operam dentro de um envelope de energia. Este envelope de energia é mostrado de forma esquemática na figura 4. Os eixos da curva traçada são velocidade do pistão hidráulico em função da carga de forjamento. Para que a prensa funcione, os parâmetros de velocidade e de carga precisam permanecer abaixo desta curva, ou seja, dentro do envelope de energia. Nos extremos, a prensa só pode operar com máxima velocidade quando não há carga ou com máxima carga quando não há velocidade (isto é, uma prensa paralisada). Em operações normais, a prensa operará com velocidade constante e aumento da carga conforme a peça de trabalho é deformada. Se a carga a esta velocidade alcançar o limite de energia da curva, a carga continuará a aumentar, porém com taxa decrescente. Esta situação é mostrada na figura 4 (inferior). Operação SimuladaA figura 5 mostra a simulação de um forjamento hidráulico. Perceba que este é o mesmo tipo de componente simulado nos dois artigos prévios sobre martelos e prensas mecânicas. A velocidade do pistão é mais alta durante a movimentação pela região da abertura da prensa sem deformação na peça de trabalho. Uma vez que o pistão entra em contato com a peça de trabalho, a velocidade do pistão começa a desacelerar. Como a carga de forjamento aumenta, a pressão de retorno do pistão diminui o fluxo do fluido hidráulico e resulta na desaceleração do pistão. A máxima carga de forjamento ocorre no final do golpe quando a cavidade é totalmente completada. Aspectos e efeitos da prensa hidráulicaControles e Sistemas de Acionamento das Prensas Hidráulicas A pressão do fluido da prensa hidráulica está tipicamente entre 3000 e 6000psi, e, em geral, é um valor constante dentro desta faixa. A válvula de controle pode ser aberta ou fechada para modificar o fluxo do fluído hidráulico, que está diretamente relacionado com a velocidade da prensa. Quando a válvula está completamente aberta, a prensa se moverá com a mais alta velocidade, sujeita as limitações da curva de potência. O forjamento para uma posição ou espessura particular da peça de trabalho pode ser feito fechando-se a válvula de controle para parar o fluxo de fluido. Em geral, o controle desta importante válvula é feito por computador, permitindo ao operador ajustar a posição final e a velocidade por meio de um painel de controle.Há dois mecanismos principais para o sistema de acionamento do fluido: o sistema de acionamento direto e o sistema de acionamento via acumulador. No sistema de acionamento

direto, o fluido escoa diretamente da bomba para a prensa. Com isso, a capacidade da bomba definirá a potência que a prensa pode produzir. Por exemplo, bombas com capacidade inadequada podem resultar em sistemas com pressão mais baixa e em extrusões longas não serem capazes de completar o golpe. Em um sistema de acionamento via acumulador, o fluido pressurizado é armazenado em um tanque, ou acumulador, com gás de nitrogênio comprimido acima. Sistemas com acumulador grande são comuns quando a potência necessária ultrapassa a capacidade da bomba. Em outras palavras, os acumuladores são utilizados para armazenar energia – um conceito similar ao dos martelos ou prensas para parafusos. Quando a válvula de controle é aberta, a quantidade disponível de fluido pressurizado é grande, e a bomba não precisa reabastecer o fluido durante o golpe. Progressos Recentes nas Prensas HidráulicasSistemas de controle avançados permitem que o operador tenha uma grande flexibilidade no uso da prensa hidráulica. Há sistemas disponíveis que permitem controles precisos durante a deformação da peça de trabalho, tanto da velocidade, da posição, da carga de forjamento ou da taxa de deformação média. Trabalhos recentes na tecnologia de mudança rápida da matriz de forjamento também propiciaram o aumento do uso e a flexibilidade das prensas hidráulicas. O desenvolvimento de prensas hidráulicas de alta velocidade permite que elas sejam utilizadas em uma ampla faixa de aplicações. Estruturas das PrensasOs principais tipos das estruturas das carcaças de prensas são de projetos em hastes e de projetos em caixa. Os projetos em hastes utilizam duas ou quatro barras redondas para guiar o pistão hidráulico e a carga. Isto limita a capacidade de carga fora do centro da prensa. A maioria dos projetos em caixa utiliza partes fabricadas ou fundidos para a guia do pistão hidráulico, mas continuam utilizando hastes para a carga. As principais características das prensas do tipo em caixa com hastes incluem: armação multicomponente; alinhamento com chaves dos componentes da prensa; componentes anexados as hastes pré-tensionadas; e máxima área para guiar as cargas descentralizadas. Existem estruturas do tipo em caixa em peça única, mas elas estão limitadas no tamanho. Problema PotencialPrensas hidráulicas mais lentas proporcionam um aumento do tempo de contato entre a matriz e a peça de trabalho, o que pode resultar em um desgaste mais elevado da matriz e em tempos de ciclo mais curto, antes da cavidade perder a tolerância. É possível que ocorram trincas superficiais no forjamento de metais quando o tempo de processamento for longo. O resfriamento da matriz pode influenciar o preenchimento da cavidade quando as matrizes não são aquecidas de forma adequada. ConclusãoAs prensas hidráulicas são equipamentos populares para o forjamento. Elas são muito flexíveis, especialmente quando são utilizadas técnicas de troca rápida de matrizes. Algumas prensas hidráulicas utilizam cilindros adicionais como punções hidráulicos adicionais ou ejetores múltiplos. Elas podem ser projetadas para produzir altas tonelagens e, se associadas com modernos computadores, podem ser controladas com grande precisão. Elas são mais lentas se comparadas com outros tipos de equipamentos para forjamento, o que pode ser uma vantagem para o forjamento de algumas ligas. Entretanto, isto aumenta o tempo de contato entre a matriz e a peça de trabalho, potencialmente produzindo maior desgaste da matriz. Devido a sua fonte de energia vir de um fluido pressurizado, elas operam dentro de uma faixa de velocidade e carga, ou seja, em um envelope de energia.

A prensa hidráulica é uma classe de equipamento que foi muito importante para a evolução industrial. Antigamente a formação de materiais laminares requeria que o material fosse martelado e lhe fosse dada forma manualmente com o uso de maço e buril. Houve outras tecnologias para as prensas, como a prensa de parafuso, mas estas apresentavam limitações significativas, sendo a maior delas a pressão que deveria atingir. As prensas hidráulicas modernas são capazes de atingir pressões superiores a 2.000 toneladas, e conseguem dar formas a frio aos metais. Outra aplicação das prensas hidráulicas é a formação de materiais compostos na indústria de tijolos, permitindo a criação de formas complexas e a fabricação em linhas de montagem.

Este tipo de prensa possui diversas qualidades como: alta velocidade de trabalho, autonomia e curso facilmente regulável atingindo velocidade e pressão ideal.Nesta prensa o serviço é realizado pela descida e subida do martelo que é executado pela ação de um ou mais cilindros hidráulicos atuados por unidades hidráulicas. Em outras palavras, o martelo se movimenta por força de um pistão que se desloca num meio fluído (óleo) dentro de um cilindro. Seu movimento é lento e pode 9 ser interrompido a qualquer momento, tendo como acessórios principais: a bomba, as canalizações e as válvulas de controle do óleo.

A diferença entre pneumática e hidráulica é que em hidráulica usa-se óleo e na pneumática usa-se ar comprimido.

Prensa Eletrônica

Em torno de 10 anos para cá surgiu uma nova prensa - a "Servo Prensa" (Prensa Eletrônica) - a qual pode ser programada com as características de uma Prensa Mecânica ou Prensa Hidráulica.

No futuro a Servo Prensa venha a substituir grande parte das Prensas Mecânicas e Hidráulicas. Hoje a desvantagem da Servo é a falta de mão de obra qualificada para operação e manutenção da mesma.

Prensas mecânicas de fricção com acionamento por fuso – PMFAF

Neste tipo de prensa, conhecida também por prensa tipo parafuso ou prensa por fuso, o martelo desce por meio de um grande parafuso (fuso) linear reversível, sendo acionado por meio de dois robustos volantes laterais, posicionados verticalmente, que friccionam um volante horizontal central, localizado no ponto superior do fuso, permitindo deste modo a realização do movimento de descida e subida do martelo por meio do atrito dos volantes laterais com o volante horizontal.Esta máquina não é de ciclo completo, permitindo a parada do martelo durante seu movimento de descida; todavia, a grande inércia existente no sistema não permite a precisão na parada do martelo.Nesta máquina não é possível a adoção de dispositivos de detecção através da aproximação, tais como cortina de luz ou dispositivos fixos tipo comando bi-manual para comandar a parada do martelo.

Prensas Mecânicas excêntricas com freio/embreagem – PMEFE

 

As Prensas Mecânicas Excêntricas com Freio/Embreagem (PMEFE) também têm como característica o curso limitado, energia constante e força variável do martelo em função da altura de trabalho. Podem ter o corpo em forma de “C” (com montante) ou em forma de “H” (com duplo montante), com transmissão direta do volante ou com redução por engrenagens, com mesa fixa ou regulável, horizontal ou inclinada.O volante, movimentado por um motor elétrico, está apoiado na extremidade de um eixo, ligado a um sistema de freio/embreagem. Em sua outra extremidade o eixo está fixado em uma bucha excêntrica, alojada em uma biela, responsável pela transformação do movimento rotativo em movimento linear.Quando acionada, através de um pedal elétrico, pneumático ou hidráulico, ou comando bi-manual, uma ou mais válvulas pneumáticas ou hidráulicas recebem o sinal, permitindo a entrada do fluído, liberando o freio e, simultaneamente acoplando a embreagem, transmitindo o movimento de rotação ao conjunto eixo/bucha excêntrica, transformando o movimento linear pela biela, realizando o trabalho de descida e subida do martelo. Uma vez executado o ciclo, este fluído é liberado e o martelo para, através do freio que é acionado por molas, pois estas unidades estão normalmente freadas.

Diferentemente das Prensas Mecânicas Excêntricas de Engate por Chaveta (PMEEC), estas prensas, uma vez acionadas, podem ter o movimento de descida do martelo interrompido durante o ciclo de trabalho.As Prensas Mecânicas Excêntricas com Freio/Embreagem (PMEFE) também podem apresentar “repique” (repetição de golpe), devido a falhas na válvula ou no sistema de acoplamento como desgaste do freio, entre outros, ocasionando a descida involuntária do martelo, por uma ou mais vezes.Os pedais de acionamento estão historicamente ligados a acidentes e devem ser evitados, porém em casos onde tecnicamente não é possível a utilização de acionamento através de controle bi-manual, poderá ser admitido o uso de pedais como atuação elétrica, pneumática ou hidráulica desde que instalados em uma caixa de proteção contra acionamento acidental e somente com a zona de prensagem protegida através de barreira física, cortina de luz ou utilização de ferramenta fechada. O número de pedais deverá corresponder ao número de operadores na prensa, com chave seletora de posições tipo yale ou outro sistema com função similar, de forma a impedir o funcionamento acidental da prensa sem que todos os pedais sejam acionados.Este tipo de prensa, por ser mais confiável e ter as mesmas características de produção, tende a substituir as Prensas Mecânicas Excêntricas de Engate por Chaveta (PMEEC) nas indústrias do Brasil, a exemplo do que vem acontecendo no restante do mundo.

1 Estrutura:Pode ser confeccionada em ferro fundido, aço fundido ou em chapa de aço soldada.

2 Cadeia CinemáticaSão todas as peças que geram um movimento para ser aplicado no martelo. São exemplos os volantes, as engrenagens, os eixos, as guias, as correias, etc.

DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃO AOS RISCOS EXISTENTES NA ZONA DE

PRENSAGEM OU DE TRABALHO

O Art 186 da CLT e NR 12 em seu item 12.2.2 determina que as máquinas e os equipamentos com acionamento repetitivo deverão receber proteção adequada.

Segundo a NBRNM 272:2001 Segurança de Máquinas – Proteções – Requisitos gerais para o projeto e construção de proteções fixas e móveis, proteção é definida como parte da máquina especificamente utilizada para prover proteção por meio de uma barreia física, devendo:

 

- não apresentar facilidade de burla;

- prevenir o contato (NBRNM-ISO 13852:2003, NBRNM-ISO 13853:2003, NBRNM-ISO 13854:2003);

- ter estabilidade no tempo;

- não criar perigos novos;

- não criar interferência.

 

As proteções podem ser:

 

PROTEÇÕES FIXAS

 

São proteções de difícil remoção, fixadas normalmente no corpo ou estrutura da máquina. Essas proteções deverão ser mantidas em sua posição fechada sendo de difícil remoção, fixadas por meio de solda ou parafusos, tornando sua remoção ou abertura impossível sem o uso de ferramentas. Podem ser confeccionadas em tela metálica, chapa metálica ou policarbonato.

 

PROTEÇÕES MÓVEIS

 

Essas proteções geralmente estão vinculadas à estrutura da máquina ou elemento de fixação adjacente que pode ser aberto sem o auxílio de erramentas. As proteções móveis (portas, tampas, etc.) devem ser associadas a dispositivos de intertravamento de tal forma que:

 

- a máquina não possa operar até que a proteção seja fechada;

- se a proteção é aberta quando a máquina está operando, uma instrução de parada é acionada. Quando a proteção é fechada, por si só, não reinicia a operação, devendo haver comando para continuação do ciclo.

Quando há risco adicional de movimento de inércia, dispositivo de intertravamento de bloqueio deve ser utilizado, permitindo que a abertura da proteção somente ocorra quando houver cessado totalmente o movimento de risco.

Exemplos de proteções fixas e móveis podem ser encontradas na norma NBR NM 272:2002 e NBR273:2002.

 

ENCLAUSURAMENTO DA ZONA DE PRENSAGEM

Essa proteção deve impedir o acesso à zona de prensagem por todos os lados. Possuem frestas que possibilitam somente o ingresso do material e não da mão ou dedos. Suas dimensões e afastamentos devem obedecer a NBRNM-ISO 13852:2003, e NBRNM-ISO 13854:2003. Pode ser constituída de proteções fixas ou móveis dotadas de intertravamento por meio de chaves de segurança, garantindo a pronta paralisação da máquina sempre que forem movimentadas, removidas ou abertas conforme NBRNM 272:2002 e NBRNM-ISO 273:2002.

Dispositivo de Parada de Emergência

 

São dispositivos com acionadores, geralmente na forma de botões tipo cogumelo na cor vermelha, colocados em local visível na máquina ou próximo dela, sempre ao alcance do operador e que, quando acionados, tem a finalidade de estancar o movimento da máquina, desabilitando seu comando. Devem ser monitorados por relé ou CLP de segurança.

As prensas e similares devem dispor de dispositivos de parada de emergência que garantam a interrupção imediata do movimento da máquina, conforme a NBR 13759:1996.

Quando forem utilizados comandos bi-manuais conectáveis por tomadas (removíveis), que contenham botão de parada de emergência, e este não pode ser o único, deve haver um dispositivo de parada de emergência no painel ou corpo da máquina ou equipamento. É necessária ainda a adoção de medidas para evitar confusão entre os controles ativos e inativos.

Havendo vários comandos bi-manuais para o acionamento de uma prensa ou similar, estes devem ser ligados de modo a garantir o funcionamento adequado do botão de parada de emergência de cada um deles.

Nas prensas mecânicas excêntricas de engate por chaveta ou de sistema de acoplamento equivalente (de ciclo completo) e em seus similares, admite-se o uso de dispositivos de parada que não cessem imediatamente o movimento da máquina ou equipamento, em razão da inércia do sistema.