Sistemas Pneumaticos - Nova

Sistemas Pneumáticos


© SENAI-SP, 2007.

Elaborado pela Escola SENAI “Almirante Tamandaré” a partir dos conteúdos extraídos da Intranet do Departamento Regional do SENAI – SP, avaliado pelo comitê Técnico de Hidráulica e Pneumática e editorado por M.E da GED da Ditec do S-SP

Elaboração Ilo da Silva Moreira Avaliação Ilo da Silva Moreira

Adilson da Silva Paes José Ricardo da Silva

Coordenação editorial Gilvan Lima da Silva

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SENAI-SP – INTRANET DVD001 - 07

Sumário

Introdução 7Características de utilização do ar comprimido 9 Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido 9 Rentabilidade do ar comprimido 10 Escape de ar 10

Fundamentos das leis físicas dos gases 13 Sistemas de medida de grandezas físicas 13 Grandezas físicas, unidades e seus símbolos 13 Força e Pressão 14 Relação entre unidades de força 15 Pressão atmosférica 16 Escalas de temperatura 19

Leis dos gases perfeitos 21 Lei de Boyle Mariotte 21 Lei de Guy-Lussac 22 Lei de Charles 23

Compressores 25 Instalação de produção 25 Tipos de compressores 26 Classificação dos compressores 26 Turbocompressor 35 Diagrama comparativo de volume e pressão 36 Critérios para escolha de compressores 37

Armazenamento e distribuição do ar comprimido 45 Reservatório de ar comprimido 45 Rede de distribuição de ar comprimido 48 Principais tipos de redes distribuidoras 49 Dimensionamento da rede distribuidora de ar comprimido 51 Cálculo da tubulação 53 Comprimento equivalente 54 Materiais empregados em redes distribuidoras de ar comprimido 56



Conexões 57Preparação do ar comprimido para o trabalho 61 Impurezas 61 Umidade 62 Resfriamento do ar comprimido 64 Secagem do ar comprimido 66 Filtragem do ar comprimido 71 Regulagem da pressão do ar comprimido 73 Lubrificação do ar comprimido 76 Unidades de condicionamento de ar comprimido 78

Atuadores Pneumáticos 83 Atuadores lineares (Cilindros) 83 Tipos de juntas de vedação para êmbolos 86 Tipos de fixação de cilindros 87 Cálculos das forças de avanço e de retorno de cilindros 89 Tipos de cilindros 91 Atuadores giratórios (motores oscilantes) 109 Atuadores rotativos (motores pneumáticos) 115 Atuadores pneumáticos para sujeição e movimentação de peças 121 Elementos de vácuo 123

Válvulas Pneumáticas 145 Válvulas direcionais 146 Válvulas de bloqueio 183 Válvulas reguladoras de fluxo 190 Válvulas controladoras de pressão 192 Combinações de válvulas 195 Sensores pneumáticos de proximidade 200

Esquemas pneumáticos de comando 207 Denominação dos componentes pneumáticos 209 Circuitos pneumáticos básicos 212

Referências 241


SENAI-SP - INTRANET DVD001 - 07

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Introdução

O primeiro homem que se interessou pela Pneumática, isto é, pelo emprego do ar comprimido como meio auxiliar de trabalho, foi o grego Ktesibios. Dos antigos gregos provém a palavra "pneuma" que significa fôlego, vento; e, filosoficamente, alma. Derivado da palavra "pneuma", surgiu, entre outros, o conceito de Pneumática: o estudo dos movimentos dos gases e seus fenômenos.

Embora a base da Pneumática seja um dos mais velhos conhecimentos da humanidade, foi no século XIX que o estudo de seu comportamento e de suas características tornou-se sistemático.

Antes, porém, a Pneumática já era aplicada na indústria mineira, na construção civil e na indústria ferroviária (freios a ar comprimido). A introdução, de forma mais generalizada, da Pneumática na indústria, deu-se com a necessidade, cada vez maior, de automatização e racionalização dos processos de produção.

Hoje, com o avanço tecnológico dos sistemas de automação da manufatura, a Pneumática é utilizada em larga escala em células automáticas de produção, na indústria gráfica, têxtil, de embalagem, alimentícia, farmacêutica, aeronáutica, de extração mineral, construção civil, em processos contínuos de produção, enfim, em praticamente todos os tipos de máquinas, equipamentos e dispositivos industriais e automotivos.

A Pneumática, como estudaremos a seguir, utiliza o ar comprimido como meio de transmissão de energia e de movimentos, utilizados em robôs manipuladores, máquinas operatrizes, sistemas de transporte e armazenamento, sistemas de frenagem, entre tantos outros.



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Características de utilização do ar comprimido

Entende-se por ar comprimido o próprio ar atmosférico, o qual respiramos, compactado por meios mecânicos, confinado em um reservatório, a uma determinada pressão.

A pneumática, por meio da qual se estuda os movimentos e fenômenos dos gases, embora seja um dos conhecimentos mais antigos da humanidade, passou a ser utilizada com maior freqüência na produção industrial, a partir de 1950.

Nos dias de hoje, o ar comprimido é indispensável na indústria e, para a sua utilização nos mais diferentes processos de fabricação, são instalados equipamentos pneumáticos específicos.

Por suas qualidades próprias, o ar comprimido se destaca como elemento principal ou como recurso auxiliar, que pode ser empregado de uma forma simples e rentável para solucionar muitos problemas de automatização.

Vantagens e desvantagens no uso do ar comprimido

Vantagens O ar a ser comprimido faz parte de nosso ambiente e se encontra em grande quantidade na atmosfera. Como o ar comprimido é normalmente acondicionado em reservatórios ou vasos de pressão, seu transporte ou distribuição é muito fácil de ser realizada, mesmo para distâncias consideravelmente grandes, o que permite que o ar possa ser utilizado a qualquer momento que se necessite. Quanto à segurança, o trabalho realizado com ar comprimido, que não é sensível às mudanças de temperatura ambiental, garante um funcionamento perfeito, mesmo em situações térmicas extremas. O ar comprimido é indicado para aplicação em ambientes classificados, que apresentem riscos de incêndio ou explosão.



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O sistema de filtragem torna o ar comprimido limpo, evitando a poluição ambiental, caso ocorra eventuais vazamentos nas tubulações ou em um dos equipamentos pneumáticos.O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho, sendo que as ferramentas e componentes pneumáticos são protegidos contra eventuais sobrecargas de pressão.

Desvantagens O ar comprimido é um elemento energético relativamente caro, considerando-se que sua produção, armazenamento e distribuição pelas máquinas e dispositivos, têm um alto custo. Não é possível manter uniforme e constante a velocidade dos atuadores pneumáticos.O escape de ar para a atmosfera gera muito ruído, o que obriga o uso de silenciadores. O óleo residual proveniente dos compressores pode produzir, junto com o ar comprimido, uma mistura de ar e óleo a qual apresenta perigo de explosão, principalmente quando há temperaturas superiores a 333K.

Rentabilidade do ar comprimido

Para o cálculo da rentabilidade real do ar comprimido, devem ser considerados não somente os custos de produção como, também, os investimentos necessários para que o equipamento passe a produzir em ritmo econômico, em razão da automatização, barateando o produto.

Escape de ar

Os custos do ar comprimido podem crescer consideravelmente se ocorrer vazamentos na rede distribuidora.

Para saber qual o volume de ar perdido em um vazamento, é preciso consultar o diagrama de escape de ar, apresentado a seguir.



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Por meio desse diagrama, pode-se determinar facilmente o volume de ar que pode escapar por um abertura, a uma determinada pressão, conhecendo-se as dimensões do orifício de vazamento e a pressão do ar comprimido.

O diagrama indica a vazão do ar pela abertura em m³/min.

Diagrama de escape de ar

ExemploAo constatar irregularidade no funcionamento de uma linha de produção, acionada a ar comprimido, verificou-se que havia um vazamento na tubulação. Foram levantados, então, a pressão do ar e o diâmetro do furo na tubulação.

Tendo o furo 3,5mm de diâmetro e sendo a pressão de 6bar, na região do vazamento, o diagrama de escape de ar indica uma vazão de 0,5m3/min, ou seja, 0,5m³ de ar comprimido vazando a cada minuto.

Em uma hora são perdidos 0,5 . 60 = 30m3 ou 30.000 litros de ar comprimido.



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13

Fundamentos das leis físicas dos gases

A superfície da terra está permanentemente envolvida por uma camada de ar. Essa massa gasosa é denominada de atmosfera e tem a seguinte composição aproximada: 78% de nitrogênio; 22% de oxigênio.

Além disso, o ar contém vestígios de dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, neônio, hélio, criptônio, xenônio, monóxido de carbono e partículas sólidas em suspensão.

Para melhor compreender as leis e as condições do ar, devemos primeiramente considerar as grandezas físicas e sua classificação em sistemas de medidas.

Sistemas de medida de grandezas físicas

Em nosso país adotamos as unidades de medida do Sistema Internacional (SI), mas é comum, tanto no Brasil como em outros países, o uso de unidades que não pertencem ao SI, especialmente em disciplinas instrumentais como Hidráulica, Refrigeração, Pneumática, etc.

Grandezas físicas, unidades e seus símbolos

No quadro a seguir, são apresentadas algumas grandezas físicas que são importantes no estudo da Pneumática.



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Unidade e seus símbolos Grandeza (o que se quer medir) SI MK*S CGS

Comprimento (C) metro (m) metro (m) centímetro (cm)

Massa (m) quilograma (Kg) unidade técnica de

massa (utm) grama (g)

Força (F) newton (N) quilograma - força (kgf) dina (dyn) Tempo (t) segundo (s) segundo (s) segundo(s)

Temperatura (T) grau kelvin (k)

grau Celsius ( C)grau Celsius ( C)

grau fahrenheit ( F)grau Celsius ( C)

Área (A) metro quadrado (m2) metro quadrado (m2) centímetro quadrado cm 2 )Volume (V) metro cúbico (m3) metro cúbico (m3) centímetro cúbico(cm3)

Vazão (Q) metro cúbico por segundo (m3/s)

metro cúbico por segundo (m3/s)

centímetro cúbico por segundo (cm3/s)

Pressão (p) pascal (Pa) atmosfera (atm) bar (bar)

Força e Pressão

Em Pneumática, força e pressão são grandezas físicas muito importantes.

Força é um agente capaz de deformar (efeito estático) ou acelerar (efeito dinâmico) um corpo.

Pressão é o quociente da divisão do módulo (intensidade) de uma força pela área onde ela atua.

Para compreender a diferença entre força e pressão, vamos analisar o exemplo a seguir.

Vamos considerar um peso de 10N suspenso por um gancho.

O peso exerce, sobre o gancho, uma força de 10N, em um ponto bem determinado.



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O mesmo peso, apoiado sobre a mesa, exerce uma força de 10N. Só que essa força é subdividida em outras forças menores, que são distribuídas sobre toda a área de contato entre o peso e a mesa.

Relação entre unidades de força

1N1kgf1kgf

105dyn9,81N981.000dyn

Para cálculos aproximados, consideramos 1kgf 10N

As unidades de pressão mais utilizadas são: atm; bar;



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kgf / cm2; lbf / pol2 (Pounds Square Inch = PSI); cm Hg.

Para cálculos aproximados 1atm = 1bar = 1kgf /cm2 = 14,7lb/pol² (PSI) = 76cm Hg

Pressão atmosférica

É a pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76cm de altura, a 0 C, ao nível do mar.

Quem imaginou e levou a efeito essa experiência foi o físico italiano Torricelli, de onde vem o nome de barômetro de Torricelli.

Ele usou um tubo de vidro com cerca de 1m de comprimento e um dos extremos fechados. Encheu-o de mercúrio e tampou o outro extremo com o dedo. Depois inverteu o tubo e mergulhou-o num recipiente também com o mercúrio.

Quando retirou o dedo, o líquido desceu até atingir uma certa altura, formando uma coluna.

A coluna de mercúrio manteve-se em equilíbrio pela pressão atmosférica exercida sobre a superfície do mercúrio no recipiente.



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Medindo essa coluna, ao nível do mar, Torricelli constatou que media 76cm, a partir do nível de mercúrio no recipiente.

Assim, pode-se dizer que, ao nível do mar, a pressão atmosférica é capaz de sustentar uma coluna de mercúrio de 76cm de altura. Então: 1atm = 76cm Hg

Equivalência entre unidades de pressão

Pressão Pa

(Nm2)atm bar

atm(kp/cm2)

Torr(mm de Hg)

metro da coluna de

água 1Pa

(N/m2)1 9,87x10-5 10-5 0,102x10-4 7,5x10-3 10,2x10-6

1atm 1,013x10-5 1 1,013 1,033 760 10,33 1bar 105 0,987 1 1,02 750 10,2 1atm

(kp/cm2) 9,81x104 0,968 0,981 1 736 10

1Torr(mm de Hg)

133 1,31x10-3 1,36x10-3 1,36x10-3 1 13,6x10-3

1m da coluna de

água 9,81x103 9,68x10-2 9,81x10-2 0,1 73,6 1

Pa = Pascal atm = atmosfera Torr = Torricelli kp = kilopondio Hg = mercúrio

AtençãoO instrumento que mede pressão (manômetro) indica, na maioria das vezes, a pressão relativa, acima da pressão atmosférica. Por isso seu ponteiro permanece no "zero" quando despressurizado.



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Portanto, em termos de pressão absoluta, é necessário somar mais uma atmosfera (1atm) ao valor indicado no manômetro.

ExemploO manômetro indica:

Pressão relativa Pressão absoluta

3atm

8bar

5kgf/cm2

2PSI

3atm + 1 = 4atm

8bar + 1 = 9bar

5kgf/cm² + 1 = 6kgf/cm²

2PSI + 1atm (14,7PSI) = 16,7PSI

Para o estudo das características físicas de um gás temos de considerar:

Volume (V) Pressão (P) Temperatura (T)

variáveis de estado

Transformações gasosas são as variações de volume, pressão e temperatura sofridas por uma determinada massa gasosa.



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Escalas de temperatura

No estudo dos gases, a temperatura é expressa em kelvins, também conhecida como escala de temperatura absoluta.

As escala de temperatura mais usadas são:

Celsius (C), Fahrenheit (F) e Kelvin (K)

Observe as diferenças entre as escalas representadas nas figuras a seguir:

100ºC 212ºF 373K Temperatura de vaporização da água

tºC tºF tK

0ºC 32ºF 273K Temperatura de congelamento da água

Como pode ser visto nas ilustrações, as três escalas apresentam as seguintes divisões:

Escala Celsius (ºC) = 100 divisões Escala Kelvin (K) = 100 divisões Escala Fahrenheit (ºF) = 180 divisões



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Com base nos dados dos esquemas, obtemos a equação de conversão entre as três escalas.

Sendo:

tC - 0 tF - 32 tK – 273 tC tF – 32 tK – 273

100 - 0 =

212 - 32 =

373 - 273 100=

180=

100

Simplificando por 20: tC tF - 32 tK – 273

5=

9=

5



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Leis dos gases perfeitos

Lei de Boyle Mariotte

O volume de um gás armazenado, a uma temperatura constante, é inversamente proporcional à pressão absoluta, isto é, o produto da pressão absoluta pelo volume é constante para um certo volume de gás (transformação isotérmica). p1 . v1 = p2 . v2 = p3 . v3 = constante

ExemploUm volume V1 = 1m3, sob pressão atmosférica F1, tem pressão p1 = 1bar e é reduzido pela força F2 para um volume V2 = 0,5m3, mantendo-se a temperatura constante. A pressão p2 resultante será:

p1 . v1 = p2 . v2

1bar . 1m3 = p2 . 0,5m3

1bar . 1m3p2 =

0,5m3 = 2bar



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O volume V1 será ainda comprimido pela força F3 para o volume V3 = 0,05m3,resultando uma pressão de:

p1 . v1 1bar . 1m3p3 =

V3

=0,05m3

= 20bar

Os termos de comparação para o exemplo acima foram considerados a partir de: p1 = 1bar e v1 = 1m3

Lei de Guy-Lussac

Para uma certa quantidade de gás, submetida a pressão constante, o volume de ar se altera quando há oscilações de temperatura (transformação isobárica).

V1 : V2 = T1 : T2

Consideramos que qualquer gás, mantido sob pressão constante, aumenta de 1/273 de seu volume sempre que a temperatura aumentar de 1k, temos:

2tV = 1tV + 273V 1t . (T2 - T1)

1tV = volume a uma temperatura T1

2tV = volume a uma temperatura T2

Exemplo0,8m3 de ar com temperatura T1 = 293k (20 C) serão aquecidos para T2 = 344k (71 C).Qual será o volume final?



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2tV = 1tV + 273V 1t . (T2 - T1)

2tV = 0,8m3 = 273

m8,0 3

. (344 - 293) = 0,8m3+ 0,15m3

2tV = 0,95m3

O ar se expandiu em 0,15m3, resultando um volume final de 0,95m3 .

Lei de Charles

Mantendo o volume constante e variando a temperatura de uma massa gasosa confinada a um recipiente, a pressão também apresentará variação diretamente proporcional à temperatura absoluta (transformação isométrica).

2

2

1

1

Tp

=Tp

= constante

ExemploUm certo volume de ar, a uma temperatura T1 = 293k (20 C) e a uma pressão p1 =1bar, foi aquecido para T2 = 586k (313 C). Qual será a pressão final p2?

2

2

1

1

Tp

=Tp

p1 . T2 = T1 . p2

p2 = 1

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TT.p



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293586

=k293

k586.bar1

AtençãoÉ comum relacionarmos todos os dados referentes ao volume de ar com o assim chamado estado normal. Estado normal é o estado de uma substância sólida, líquida ou gasosa, sob pressão normal e a uma temperatura normal. 1m3 normal de ar (1Nm3)é igual a 1m3 de ar a uma temperatura de 273k (0 C) e a uma pressão de 760Torr (pressão normal do ar ao nível do mar).

Sistemas Hidráulicos


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Compressores

Instalação de produção

Para a produção de ar comprimido são necessários compressores. Esses comprimem o ar até a pressão de trabalho desejada. A maioria dos acionamentos e comandos pneumáticos funciona através de uma estação central de distribuição de ar comprimido.

Não é necessário calcular e nem planejar, individualmente, a transformação e transmissão da energia do ar comprimido para cada equipamento pneumático. Uma estação compressora fornece o ar comprimido suficiente para os equipamentos, por meio de uma tubulação.

Ao projetar a produção ou o consumo do ar, devem ser consideradas ampliações e futuras aquisições de novos equipamentos pneumáticos. Uma ampliação posterior da instalação torna-se, geralmente, muito cara.

Na indústria de mineração, ou para máquinas que mudam freqüentemente de lugar, são utilizados compressores portáteis.

Muito importante é o grau de pureza do ar. Ar limpo, livre de impurezas e partículas de água, garante uma vida útil maior, tanto da instalação como, dos equipamentos pneumáticos. O emprego correto dos diversos tipos de compressores também deve ser considerado.



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Tipos de compressores

Os vários tipos de compressores estão relacionados diretamente com a pressão de trabalho e a capacidade de volume de ar produzido, exigidos para atender as necessidades da indústria.

Serão abordados, a seguir, três tipos de compressores: compressor com movimento linear, compressor de movimento rotativo, turbocompressor.

Desses, serão estudados com maior profundidade o compressor com movimento linear e o turbocompressor, que são os mais utilizados na indústria.

A construção do compressor com movimento linear está baseada no princípio da redução de volume. Isso significa que o ar da atmosfera é sugado para um ambiente fechado (câmara de compressão), onde um pistão (êmbolo) reduz seu volume, fazendo com que a pressão aumente. São os chamados compressores de deslocamento positivo.

A construção do turbocompressor baseia-se no princípio de fluxo. Isso significa que o ar é sugado da atmosfera, através de um dos lados do turbocompressor, e comprimido de outro, por aceleração de massa (turbina). Os turbocompressores são classificados como compressores de deslocamento dinâmico.

Classificação dos compressores



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Compressor com movimento linear Este tipo de compressor é o mais usado, atualmente, porque é apropriado para quase todos os tipos de aplicação. Normalmente, seu campo de pressão de operação varia de 1 a 16bar.

O compressor com movimento linear pode ser de: efeito simples, efeito duplo, um estágio, dois estágios, estágios múltiplos.

Compressor de êmbolo de efeito simples

O compressor de êmbolo de efeito simples possui somente uma câmara de compressão por cilindro, isto é , apenas a parte superior do êmbolo aspira e comprime o ar. Dessa forma, o ar é comprimido somente quando o êmbolo avança.



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Compressor de êmbolo de duplo efeito

O compressor de efeito duplo é assim chamado porque tem duas câmaras de compressão, uma em cada lado do êmbolo, e realiza trabalho, comprimindo o ar, tanto no avanço como no retorno.

Compressores de êmbolo de um estágio

No compressor de um estágio, o ar atmosférico é comprimido à pressão de trabalho em uma única etapa. Isto é, cada êmbolo do compressor admite o ar da atmosfera,



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comprime à pressão final e envia o ar comprimido a um reservatório, de onde o mesmo será distribuído aos consumidores.

Compressores de êmbolo de dois estágios

No compressor de dois estágios, dois êmbolos estão interligados em série, comprimindo o ar em duas etapas. O êmbolo do primeiro estágio, de diâmetro maior, admite o ar atmosférico, pré-comprime a uma pressão intermediária e o envia ao êmbolo do segundo estágio.

O êmbolo de diâmetro menor, do segundo estágio, recebe o ar pré-comprimido pelo primeiro êmbolo, o comprime à pressão final de trabalho e o envia ao reservatório para que seja distribuído aos consumidores.

Na compressão e altas pressões é necessária uma refrigeração intermediária, a água ou o ar, em razão da alta concentração de calor.

Entre os estágios de compressão o ar comprimido é resfriado por um sistema de refrigeração a ar ou a água, conforme mostrado na figura anterior.

Compressores de êmbolo de estágios múltiplos Para altas pressões, são necessários compressores de vários estágios. O ar atmosférico aspirado é comprimido em várias etapas, por diversos êmbolos interligados em série, até que a pressão atinja o valor desejado.



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Os compressores de êmbolo com movimento linear apresentam grande vantagem, se forem observadas as seguintes condições: até 4bar um estágio; até 15bar dois estágios; acima de 15bar três ou mais estágios.

Compressor de membrana ou diafragma Devido às características de funcionamento, o compressor de membrana pertence ao grupo dos compressores de êmbolo. Nesse caso, o êmbolo fica separado da câmara de compressão por um diafragma de borracha. Dessa forma, o ar comprimido não entra em contato com as partes mecânicas do êmbolo cujo atrito exige uma lubrificação constante.

Assim, o ar fica livre de resíduos de óleo, o que torna esse tipo de compressor ideal em consultórios dentários, hospitais e nas indústrias alimentícia, farmacêutica e química.

Compressor rotativo multicelular ou de palhetas Nesse tipo de compressor, o giro de um rotor circular, montado excêntrico em relação à uma carcaça, faz com que os compartimentos se estreitem, comprimindo o ar nos mesmos.



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No compressor rotativo multicelular existe um compartimento cilíndrico, com aberturas de entrada e saída, onde gira um rotor alojado fora do centro.

O rotor tem, nos rasgos, palhetas que, em conjunto com a parede, formam pequenos compartimentos chamados de células.

Quando em rotação, as palhetas são projetadas contra a parede, pela força centrífuga. Devido à excentricidade de localização do rotor, há um aumento das células que admitem o ar atmosférico e, em seguida, ocorre uma diminuição das células comprimindo o ar.

As vantagens desses compressores estão em sua construção econômica, em espaço, em seu funcionamento contínuo equilibrado e no fornecimento uniforme de ar, livre de qualquer pulsação.

Compressor de parafusos ou de fuso roscado Nesse tipo de compressor, dois parafusos helicoidais, um de perfil côncavo e outro convexo, comprimem o ar, que é conduzido axialmente no interior da carcaça.



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O ar atmosférico entra pela abertura de admissão, preenchendo os espaços entre os parafusos.

À medida em que os parafusos giram, acoplados entre si, o ar é isolado, dando início ao processo de compressão.



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O movimento de rotação produz uma compressão uniforme e livre de pulsação.

O ar comprimido é descarregado pela abertura de saída, a qual permanece selada até a passagem do volume de ar comprimido no ciclo seguinte.

Compressor rotativo tipo Roots ou de lóbulos No compressor tipo Roots, dois lóbulos estão engrenados entre si, dentro de uma carcaça, como se fossem duas engrenagens de dois dentes cada uma. À medida em que giram, em direções opostas, os lóbulos admitem o ar atmosférico pela abertura de admissão, transportam o ar pelos vãos de seus dentes arredondados e o comprime até a abertura de saída.



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Nesse tipo de compressor, o ar é transportado de um lado para outro, sem alteração de volume.

A compressão ocorre cada vez que o extremo de um dos êmbolos coincide com a concavidade do outro êmbolo.



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Turbocompressor

Esses compressores trabalham segundo um princípio de aceleração de massa e são adequados para o fornecimento de grandes vazões. São classificados como compressores de deslocamento dinâmico.

Os turbocompressores são construídos em duas versões: axial, radial.

Em ambas as versões, o ar é colocado em movimento por uma ou mais turbinas, e esta energia de movimento é então transformada em energia de pressão.

Turbocompressor axial

A compressão, nesse tipo de compressor, processa-se pela aceleração do ar aspirado de câmara para câmara, em direção à saída.



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Turbocompressor axial de estágios múltiplos com fluxo radial

O ar é impelido axialmente para as paredes da câmara e, posteriormente, em direção ao eixo. Daí, no sentido radial, para outra câmara, e assim sucessivamente.

Diagrama comparativo de volume e pressão

O diagrama, a seguir, apresenta os valores de volume e pressão característicos dos diversos compressores disponíveis no mercado industrial.

Nesse diagrama estão indicadas as capacidades, em quantidade aspirada e pressão alcançada, para cada tipo de compressor.



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Diagrama de volume e pressão

Critérios para escolha de compressores

Os critérios para escolha de compressores envolvem os seguintes itens:

Volume de ar fornecido É a quantidade de ar fornecida pelo êmbolo do compressor em movimento. Existem duas indicações de volume fornecido: teórico; efetivo.



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O produto do volume do cilindro pela rotação do compressor é o volume teórico fornecido.

O volume efetivo fornecido é o volume teórico fornecido menos a perda de ar que ocorre na compressão, e depende do tipo de construção do compressor.

As unidades utilizadas para expressar o volume fornecido são: litro por minuto (l/min), metro cúbico por minuto (m3/min) ou metro cúbico por hora (m3/hora), pés cúbicos por minuto (ft³/min) ou PCM.

Lembrando que 1PCM = 28,316l/min = 0,028m³/min = 1,699m³/hora

As normas especificam as condições para a medida de capacidade dos compressores e estabelecem tolerâncias para os resultados.

A capacidade é expressa pela quantidade de ar livre descarregada, corrigida para as condições de pressão, temperatura e umidade reinantes na admissão.

O que realmente interessa é o volume efetivo de ar fornecido pelo compressor. É este que aciona e comanda os equipamentos pneumáticos.

Mesmo assim, muitos fabricantes de compressores baseiam os dados técnicos no valor teórico do volume de ar fornecido.

PressãoHá dois tipos de pressão: pressão de regime, pressão de trabalho.

Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor e que vai da rede distribuidora até o consumidor.

Pressão de trabalho é a pressão necessária nos postos de trabalho. Geralmente, essa pressão varia de 6 a 10bar, dependendo do tipo de trabalho a ser executado pelas máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos.



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A pressão constante é uma exigência para um funcionamento seguro e preciso.

Dependem da pressão constante: a velocidade; as forças; os movimentos temporizados dos elementos de trabalho e de comando.

AcionamentoO acionamento dos compressores pode ser feito por motor elétrico ou de combustão interna. Em instalações industriais, na maioria dos casos, o acionamento dá-se por motor elétrico.

Tratando-se de uma estação móvel, portátil, o acionamento geralmente é efetuado por meio de motores a gasolina ou a óleo diesel.

Regime de trabalho Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar comprimido, deve-se definir o tipo de regime de trabalho do compressor: intermitente; contínuo.

No regime intermitente, um pressostato desliga o motor elétrico de acionamento do compressor, quando a pressão do ar comprimido atinge o ajuste máximo regulado. A queda de pressão na rede, provocada pelo consumo de ar das máquinas e equipamentos pneumáticos, faz com que o pressostato volte a ligar o motor de acionamento, quando a pressão do ar comprimido atingir o ajuste mínimo regulado.



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O regime intermitente é utilizado em compressores de pequeno e médio porte, nas situações de baixa produção de ar comprimido e pouco consumo por parte dos equipamentos pneumáticos.

No regime contínuo, utilizado em aplicações de alta produção e grande consumo de ar, o compressor não pára. Dispositivos de regulagem são utilizados para variar o volume de ar fornecido pelo compressor, de acordo com o consumo das máquinas e equipamentos pneumáticos, mantendo uma pressão constante na rede distribuidora.

Existem diferentes tipos de regulagem: Regulagem por descarga

Quando é alcançada a pressão pré-regulada, o ar escapa livre na saída do compressor, através de uma válvula.



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Uma válvula de retenção evita que o reservatório se esvazie ou que o ar retorne ao compressor.

Regulagem por fechamento Nessa regulagem, fecha-se o lado da sucção. O compressor não pode mais aspirar e funciona só em vazio (estado sem pressão).



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Essa regulagem é usada especialmente em compressores de êmbolo rotativo e também em compressores de êmbolo de movimento linear. Regulagem por garras

Essa regulagem é empregada em compressores de êmbolo. Mediante garras, mantêm-se aberta a válvula de sucção, evitando assim que o compressor continue comprimindo.

Refrigeração O compressor se aquece em razão da compressão do ar e do atrito, e esse calor deve ser dissipado. É necessário escolher o tipo de refrigeração mais adequado, conforme o grau de temperatura no compressor.

Em compressores pequenos, serão suficientes aletas de aeração para que o calor seja dissipado. Compressores maiores serão equipados com um ventilador.

Tratando-se de estação de compressores com uma potência de acionamento de mais de 30KW (40hp), a refrigeração a ar não é suficiente.

Os compressores, então, devem ser equipados com refrigeração à água circulante ou àgua corrente contínua.



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Refrigeração a ar Refrigeração a água

Freqüentemente não se considera a instalação de uma torre de refrigeração, devido ao seu alto custo. Porém, uma refrigeração adequada prolonga em muito a vida útil do compressor e produz um ar melhor refrigerado, o que reduz a necessidade de uma refrigeração posterior, ou a torna mesmo desnecessária.



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0

Armazenamento e distribuição do ar

comprimido

O ar comprimido produzido pela maioria dos compressores é armazenado em reservatórios, também conhecidos como vasos de pressão, antes de ser distribuído por meio de redes de ar aos diferentes tipos de consumidores, como máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos.

Reservatório de ar comprimido

O reservatório, além de sua função principal de armazenar o ar comprimido produzido pelo compressor, tem outras funções secundárias importantes no fornecimento de ar para os consumidores, tais como: estabilizar a distribuição de ar comprimido; eliminar oscilações de pressão na rede distribuidora; garantir uma reserva de ar comprimido nos momentos de alto consumo; resfriar o ar comprimido suplementar; reter parte da umidade presente no ar comprimido.

O reservatório de ar comprimido pode ser horizontal ou vertical e seu tamanho é calculado em função dos seguintes aspectos: volume de ar produzido pelo compressor; consumo de ar comprimido; tipo de rede distribuidora; queda de pressão permissível na rede.



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A maioria dos reservatórios de ar comprimido possui os seguintes componentes:

Pórtico de entrada de ar com válvula de retenção O ar comprimido proveniente do compressor entra no reservatório por esse pórtico, o qual possui uma válvula de retenção que impede o retorno do ar ao compressor quando este for desligado.

Manômetro O manômetro é o instrumento utilizado para indicar a pressão do ar comprimido no interior do reservatório.

Termômetro:Alguns reservatórios possui esse instrumento para medir a temperatura do ar comprimido, indicando a necessidade de resfriamento do ar, em caso de altas temperaturas, antes do mesmo ser distribuído aos consumidores pneumáticos.

Válvula de segurança A válvula de segurança, também conhecida como válvula limitadora de pressão, tem a função de limitar a pressão do ar comprimido no interior do reservatório.

Com o auxílio de um manômetro, regula-se a tensão da mola por meio de um parafuso de ajuste.

O ar comprimido, presente no reservatório, entra na válvula pelo pórtico 1 e age na

junta de vedação, contra a mola. Enquanto a pressão do ar for menor que a tensão ajustada na mola, o assento de vedação mantém a passagem da válvula selada.



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Caso a pressão do ar comprimido ultrapasse a tensão ajustada na mola, a junta de vedação desloca-se do seu assento, permitindo que o excesso de pressão do ar escape para a atmosfera, através do pórtico 3 da válvula de segurança.

Uma vez reduzida a pressão do ar ao valor da tensão ajustada na mola, a junta de vedação volta a selar a passagem de 1 para 3 da válvula de segurança. Dessa forma,

o acumulo de pressão do ar comprimido presente no reservatório fica limitado aos padrões ajustados na válvula de segurança.

Pórtico de saída de ar com registro geral Para ser distribuído na rede, o ar comprimido flui pelo pórtico de saída do reservatório, através de um registro geral. Esse registro torna-se útil quando da necessidade de reparos na rede distribuidora. Fechando-se o registro, isola-se o ar armazenado no reservatório, permitindo a manutenção da rede sem a necessidade de descarregar o ar que já foi comprimido para a atmosfera.



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Tampa de inspeção Nos reservatórios de ar comprimido, de grande porte, é comum existir uma ou mais tampas de inspeção que facilitam o acesso ao interior do reservatório. Essas tampas são muito utilizadas na limpeza do acúmulo de condensado no interior do reservatório de ar.

Registro de drenagem manual do condensado Esse registro é utilizado, periodicamente, para drenar a água e o óleo lubrificante que se acumulam no fundo do reservatório, reduzindo o espaço destinado ao ar comprimido. Nos reservatórios de grande porte são colocados drenos automáticos os quais abrem sempre que o volume do condensado atinge um nível pré-determinado.

Rede de distribuição de ar comprimido

Em uma rede de distribuição é importante não somente o correto dimensionamento, mas também a montagem das tubulações.

As tubulações de ar comprimido requerem manutenção regular, razão pela qual elas não devem ser montadas dentro de paredes ou de cavidades estreitas.

O controle da estanqueidade das tubulações seria dificultado por isso.

Pequenos vazamentos são causa de consideráveis perdas de pressão.



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Principais tipos de redes distribuidoras

Rede em circuito aberto

As tubulações, em especial nas redes em circuito aberto, devem ser montadas com um declive de 1% a 2%, na direção do fluxo.

Por causa da formação de água condensada, é fundamental, em tubulações horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do tubo principal.

Dessa forma, evita-se que a água condensada que eventualmente esteja na tubulação principal possa chegar às tomadas de ar através dos ramais.



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Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações com drenos na parte inferior da tubulação principal.

Rede em circuito fechado

Geralmente as tubulações principais são montadas em circuito fechado.

Partindo da tubulação principal, são instaladas as ligações em derivação. Quando o consumo de ar é muito grande, consegue-se, mediante esse tipo de montagem, uma alimentação uniforme.

O ar flui em ambas as direções.



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Rede combinada

A rede combinada também é uma instalação em circuito fechado, a qual, por suas ligações longitudinais e transversais, oferece a possibilidade de trabalhar com ar em qualquer lugar.

Mediante válvulas de fechamento, existe a possibilidade de fechar determinadas linhas de ar comprimido, quando não forem usadas ou quando for necessário pô-las fora de serviço, por razões de reparação e manutenção.

Também pode ser feito um controle de estanqueidade.

Dimensionamento da rede distribuidora de ar comprimido

A necessidade de ar comprimido nas fábricas está crescendo, provocada pelas sempre crescentes racionalização e automatização das instalações industriais.

Cada máquina, equipamento ou dispositivo pneumático requer uma quantidade adequada de ar, que é fornecida pelo compressor, através da rede distribuidora.

Na instalação dessa rede já deve ser prevista a possibilidade de ampliação futura, pois a montagem de uma nova rede distribuidora, de dimensões maiores que a anterior, acarretaria despesas muito elevadas.

Essa ampliação deveria ser prevista já no projeto de instalação de compressores, através da determinação do aumento da demanda de ar e, em decorrência disso, do aumento da rede de tubulação.



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O diâmetro da tubulação deve se escolhido de maneira que, mesmo com um consumo de ar crescente, a queda de pressão, do reservatório até o consumidor, não ultrapasse 0,1bar.

Uma queda maior de pressão prejudica a rentabilidade do sistema e diminui consideravelmente sua capacidade.

A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulas empíricas ou, simplesmente, para aproveitar tubos disponíveis no almoxarifado, mas sim considerando: volume corrente (vazão); comprimento de rede; queda da pressão admissível; pressão de trabalho; número de pontos de estrangulamento na rede.

A escolha de diâmetro da tubulação é facilitada pelo nomograma, apresentado na página a seguir. É o nomograma que determina o diâmetro do tubo na rede em relação à pressão.

Na prática, deve-se considerar, para a instalação da rede de tubulação, um maior ou menor aumento de pressão e consequentemente de tubulação.



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Nomograma de diâmetro do tubo

Cálculo da tubulação

O consumo de ar em um estabelecimento fabril é de 4m3/min (240m3/h).O aumento previsto em três anos será de 300%, o que resultará em um consumo de 12m3/min (720m3/h).

O consumo total é limitado em 16m3/min (960m3/h).



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A tubulação terá 300m de comprimento e será composta por 6 conexões em "T", 5 cotovelos a 90° e 1 válvula de passagem.

A queda de pressão admissível é de p = 0,1bar.

Pressão de trabalho = 8bar.

Considerando os dados acima, e fazendo uso do nomograma, vamos procurar o diâmetro interno do tubo: ligue com um traço a linha A do nomograma (comprimento da tubulação) à linha B

(volume aspirado); prolongue o traço até a linha C (eixo 1), formando um ponto de interseção com o

eixo 1; ligue agora a linha E (pressão de trabalho) à linha G (queda de pressão), obtendo

assim um ponto de interseção em F (eixo 2); ligue o ponto da interseção da linha F (eixo 2) com o ponto de interseção da linha C

(eixo 1); na linha D (diâmetro interno do tubo), obteremos um ponto de interseção onde

estará registrado o valor do diâmetro do tubo.

Comprimento equivalente

Para os elementos redutores do fluxo as resistências são transformadas em comprimento equivalente.

Como comprimento equivalente compreende-se o comprimento linear do tubo reto cuja resistência à passagem do ar é igual a resistência oferecida pelo elemento em questão.

A seção transversal do tubo de comprimento equivalente é a mesma do tubo utilizado na rede. Por meio de um segundo nomograma pode-se determinar rapidamente os comprimentos equivalentes.



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Nomograma de comprimento equivalente

Onde: 1 = válvula de passagem 2 = válvula angular 3 = conexão "T" 4 = válvula gaveta 5 = cotovelo a 90



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Exemplo6 conexões "T" (90mm) 1 válvula de passagem (90mm) 5 cotovelos a 90° (90mm)

= 6 x 10,5== 5 x 1

= 63m = 32m = 5m

comprimento equivalente dos elementos = 100m

comprimento da tubulação comprimento equivalente

= 300m = 100m

comprimento total = 400m

Possuindo os valores do comprimento total da tubulação (400m), do consumo de ar, da queda de pressão e da pressão de trabalho, pode-se determinar, através do nomograma de diâmetro de tubo, o diâmetro real necessário.

Para esse exemplo, o diâmetro do tubo é de, aproximadamente, de 95mm.

Materiais empregados em redes distribuidoras de ar comprimido

Tubulações principais Na escolha do material da tubulação temos várias possibilidades: cobre; tubo de aço preto; latão; tubo de aço zincado (galvanizado); aço-liga; material sintético.

Tubulações instaladas para um longo período de tempo devem ter uniões soldadas, as quais apresentam a vantagem de serem bem vedadas, evitando vazamentos indesejáveis.

A desvantagem dessas uniões são as escamas que se criam ao soldar. Essas escamas devem ser retiradas da tubulação.

A costura da solda também está sujeita à corrosão, e isto requer a montagem de unidades de conservação as quais serão estudadas a seguir.



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Em tubulações com tubos de aço zincado (galvanizado), o ponto de conexão nem sempre é totalmente vedado. A resistência à corrosão, nesses tubos, não é muito melhor do que a do tubo de aço preto.

Lugares decapados, tais como roscas e conexões rápidas, também podem enferrujar, razão pela qual também aqui é importante o emprego de unidades de conservação. Em casos especiais usam-se tubos de cobre ou de material sintético (plástico).

Tubulações secundárias Tubulações à base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadas onde for requerida uma certa flexibilidade e onde, devido à um esforço mecânico mais elevado, não possam ser usadas tubulações de material sintético.

Tubulações à base de borracha podem ser mais caras e menos manejáveis que as de material sintético.

Hoje, as tubulações à base de polietileno e poliamido são as mais utilizadas em máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos, pois permitem instalações rápidas e são ainda de baixo custo.

Conexões

Conexões para tubos metálicos, especialmente para tubos de aço e cobre:

Conexão com anel de corte: permite várias montagens e desmontagens.

Conexão com anel de pressão para tubos de aço e cobre. Com anel interno especial, serve também para tubos plásticos.



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Conexão com rebordo prensado Conexão com rebordo flangeado

Conexões para mangueiras flexíveis:

Conexões instantâneas para tubulações flexíveis

Engate rápido fêmea Engate rápido macho



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Conexão com porca, para mangueiras de borracha

Conexão para mangueiras de borracha tipo espigão

Conexões rápidas para mangueiras plásticas



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Preparação do ar comprimido para o trabalho

Impurezas

Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, provenientes de corrosão interna da rede distribuidora, assim como resíduos de óleo do compressor e umidade do ar levam, em muitos casos, à falhas em sistemas pneumáticos e avarias de seus elementos.

Por isso, a qualidade do ar comprimido é um fator muito importante a ser observado. Uma preparação adequada do ar comprimido prolonga a vida útil dos elementos pneumáticos aplicados em máquinas e equipamentos industriais.

Muito embora a separação primária do condensado tenha sido feita durante o processo de produção do ar comprimido, por meio de resfriadores e no próprio reservatório de armazenamento de ar, a separação final do condensado, a filtragem do ar e outros tratamentos secundários são executados próximo ao local de consumo do ar comprimido.

Quando a rede de condutores de ar comprimido não é drenada, a água condensada no interior da tubulação pode causar a corrosão da rede metálica, dos elementos pneumáticos e das máquinas.

O óleo residual proveniente dos compressores pode produzir, junto com o ar comprimido, uma mistura de ar e óleo a qual apresenta perigo de explosão, principalmente quando há temperaturas superiores a 333K.



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Umidade

A água já penetra na rede pelo próprio ar aspirado pelo compressor. A incidência da umidade depende, em primeira instância, da umidade relativa do ar que, por sua vez, depende da temperatura e condições atmosféricas.

A umidade absoluta é a quantidade de água contida em 1m3 de ar. A quantidade de saturação é a quantidade de água admitida em 1m3 de ar a uma determinada temperatura.

Nesse caso, a umidade relativa é de 100% (ponto de orvalho).

No diagrama do ponto de orvalho, apresentado a seguir, pode-se observar a quantidade de saturação à temperatura correspondente.

umidade relativa = %100xsaturaçãodequantidade

relativaumidade



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Diagrama do ponto de orvalho

ExemploNo ponto de orvalho, a 40 C, 1m3 de ar contém 50g de água.

Pode-se reduzir os efeitos da umidade por meio da utilização de: filtragem do ar aspirado; utilização de compressores livres de óleo; passagem do ar comprimido por um secador, em casos de ocorrência de umidade.



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Portanto, devido a esses fatores extremamente prejudiciais ao funcionamento dos sistemas pneumáticos, impurezas e umidade, antes de ser enviado aos consumidores, o ar comprimido deve passar por cinco processos de preparação para o trabalho, são eles: resfriamento, secagem, filtragem, regulagem de pressão, lubrificação.

Resfriamento do ar comprimido

O resfriamento do ar comprimido é realizado durante o processo de compressão, por meio de serpentinas estrategicamente montadas entre os estágios do compressor. Uma hélice localizada no volante do cabeçote do compressor sopra as serpentinas esfriando o ar.

Nos casos de temperaturas extremamente altas, provocadas pela compressão de grandes volumes de ar, em regime contínuo, é utilizado um resfriador a água montado na saída do compressor.



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Resfriador a água 1. Entrada de ar comprimido quente, proveniente do compressor. 2. Saída de ar comprimido resfriado. 3. Entrada de água na serpentina de refrigeração. 4. Saída de água da serpentina. 5. Serpentina. 6. Vaso separador de água condensada. 7. Purgador automático de saída de água condensada. 8. Válvula de segurança.

Nesse tipo de resfriador, usa-se água fria bombeada no pórtico 3. A água circula pelo interior da serpentina, montada dentro do corpo do resfriador, e sai pelo pórtico 4. O ar comprimido quente entra pelo pórtico 1 e, em contato com a superfície fria da serpentina é resfriado. Durante o resfriamento, a umidade contida no ar, em forma de vapor devido à alta temperatura, se condensa e, por gravidade, desce e se acumula no fundo do corpo do resfriador, de onde é drenada para fora por meio de um purgador automático. O ar comprimido, já resfriado e livre de grande parte da umidade, sai pelo pórtico 2 do resfriador.



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Outro tipo de resfriador a água, montado geralmente entre o compressor e o reservatório de armazenamento de ar comprimido é o resfriador posterior, também conhecido como aftercooler.

Resfriador posterior (Aftercooler)

Secagem do ar comprimido

Existem diversos processos de secagem do ar comprimido. Os mais comumente empregados na indústria são: secagem por absorção, secagem por adsorção, secagem por resfriamento.

Secagem por absorção A secagem por absorção é um processo puramente químico. O ar comprimido passa sobre uma camada solta de um elemento secador (cloreto de cálcio, cloreto de lítio). A água ou vapor de água que entra em contato com esse elemento combina-se quimicamente com ele e se dilui na forma de combinação elemento secador água.

Essa mistura deve ser removida periodicamente do absorvedor. A operação pode ser manual ou automática.

Com o tempo, o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabastecido periodicamente (duas a quatro vezes por ano) conforme o volume de uso. O secador por absorção separa, ao mesmo tempo, vapor e partículas de óleo. Porém, quantidade



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maiores de óleo influenciam no funcionamento do secador. Por isso, é conveniente antepor um filtro fino ao secador.

Processo de secagem por absorção

O processo de absorção caracteriza-se por: montagem simples da instalação; desgaste mecânico mínimo, já que o secador não possui peças móveis; não necessita de energia externa.

Secagem por adsorção A secagem por adsorção está baseada num processo físico: adsorção fixação de uma substância na superfície de outra substância.

O elemento secador é um material granulado com aresta ou em formas de esferas. Esse elemento secador é formado de quase 100% de dióxido de silício.



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Em geral é conhecido pelo nome de gel (sílica gel). O ar comprimido úmido é conduzido através da camada de gel e o elemento secador adsorve a água e o vapor de água.

É evidente que a capacidade de acumulação de uma camada de gel é limitada. Quando o elemento secador estiver saturado, poderá ser regenerado facilmente: basta soprar ar quente através da camada saturada e o ar quente absorverá a umidade do elemento secador. A energia calorífica para a regeneração pode ser gerada também por eletricidade ou por ar comprimido quente.

Mediante a montagem em paralelo de duas instalações de adsorção uma delas pode estar ligada para secar enquanto a outra estiver sendo soprada com ar quente (regeneração).



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Processo de secagem por adsorção



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Secagem por resfriamento O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da diminuição da temperatura do ponto de orvalho. O ponto de orvalho é a temperatura à qual deve ser resfriado um gás para se obter a condensação do vapor de água contido nele. O ar comprimido a ser secado entra no secador, passando primeiro pelo trocador de calor a ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de calor (vaporizador), o ar quente que está entrando é resfriado. Forma-se um condensado de óleo e água que é eliminado pelo trocador de calor. Esse ar comprimido pré-resfriado circula através do trocador de calor (vaporizador) e assim sua temperatura desce até 1,70C,aproximadamente. Dessa maneira, o ar é submetido a uma segunda separação de condensado de água e óleo.

Posteriormente, o ar comprimido pode ainda passar por um filtro fino a fim de eliminar os corpos estranhos.

Processo de secagem por resfriamento



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Enquanto os processos de resfriamento e secagem do ar comprimido devem ocorrer o mais próximo possível do compressor, os demais tratamentos como a filtragem, a regulagem da pressão e a lubrificação devem ser efetuadas na entrada de alimentação de ar dos consumidores, tais como máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos.

Filtragem do ar comprimido

A função de um filtro de ar comprimido é reter as partículas sólidas, bem como a água condensada, presentes no ar comprimido que passa por ele.

O ar comprimido, ao entrar no copo do filtro, é forçado a um movimento de rotação por meio de rasgos direcionais. Com isso, por meio de força centrífuga, separam-se impurezas maiores e as gotículas de água que se depositam no fundo do copo. O condensado acumulado no fundo do copo deve ser eliminado antes de atingir o nível máximo, para não ser arrastado novamente pela massa de ar em movimento.

As partículas sólidas, maiores que a porosidade do filtro, são retidas por este. Com o tempo, o acúmulo dessas partículas impede a passagem do ar, entupindo o filtro, o que exige a limpeza ou substituição do elemento filtrante a intervalos regulares.



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Filtro de ar comprimido

Em filtros normais, a porosidade encontra-se entre 30 e 70 m. Filtros mais finos têm elementos com porosidade até 3 m.



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Se houver acentuada deposição de condensado, convém substituir o dreno manual por um purgador automático.

Purgador automático

Pelo orifício de saída, o condensado atinge a câmara entre as juntas de vedação inferiores. Com o aumento do nível do condensado, o flutuador começa a subir. A um determinado nível, abre-se a passagem de ar comprimido do copo que passa por ela e desloca o êmbolo para a direita, abrindo a saída do condensado. Devido às dimensões reduzidas do escape de ar para a atmosfera, o ar comprimido do copo passa lentamente, mantendo-se a saída do condensado aberta por um tempo ligeiramente maior.

Regulagem da pressão do ar comprimido

A pressão do ar comprimido, fornecida na rede pelo compressor, deve ser regulada de acordo com as características individuais de cada consumidor. Enquanto o compressor fornece na rede distribuidora uma pressão principal ou de regime, na ordem de 10 a



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12bar, cada máquina, equipamento e dispositivo pneumático é projetado para trabalhar com uma pressão pré-determinada, chamada de pressão secundária ou de trabalho, geralmente inferior à pressão principal.

Sendo assim, usa-se um regulador de pressão para ajustar a pressão secundária de acordo com as necessidades de cada equipamento pneumático.

O regulador de pressão tem por finalidade manter constante a pressão de trabalho (secundária) independentemente da pressão de regime (principal), fornecida na rede, e do consumo de ar.

Regulador de pressão com escape automático

A pressão de trabalho desejada é ajustada no parafuso de regulagem que calibra a tensão da mola inferior. Essa mola empurra a membrana para cima, deslocando a junta de vedação de sua sede de assento, abrindo a válvula. Isso faz com que o ar



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comprimido da rede possa fluir livremente do pórtico de entrada para o de saída do regulador de pressão, agindo na superfície superior da membrana e aumentando a pressão de saída, compatível com a tensão regulada na mola inferior.

Quando a pressão de saída ultrapassa a tensão regulada na mola inferior, o ar comprimindo, agindo na superfície superior da membrana, empurra a mesma para baixo. Isso faz com que a mola superior pressione a junta de vedação contra a sua sede de assento, fechando a entrada da válvula. Dessa forma, com a entrada da válvula fechada, o ar comprimido é impedido de fluir do pórtico de entrada para o de saída do regulador de pressão, o que faz com que a pressão de saída pare de aumentar. Ao mesmo tempo, a pressão em excesso na linha de saída flui para a atmosfera pelos orifícios de escape automático.



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Quando a pressão de saída se equilibra com a tensão regulada na mola inferior, a membrana sobe o suficiente para bloquear o escape automático do ar, sem deslocar a junta de vedação de sua sede de assento. Sendo assim, tanto a entrada de ar comprimido como a saída de escape automático permanecem fechadas, até que a pressão no pórtico de saída do regulador de pressão volte a oscilar, para cima ou para baixo.

Portanto, para manter a pressão de saída regulada, há um constante abrir e fechar da válvula.

A utilização de um manômetro, alimentado pela pressão do pórtico de saída do regulador, é fundamental para auxiliar na regulagem da pressão.



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Lubrificação do ar comprimido

Atualmente, a maioria dos fabricantes de equipamentos pneumáticos oferecem produtos livre de lubrificação, isto é, os atuadores e válvulas pneumáticas são projetados e construídos de forma a não exigirem lubrificação de suas partes móveis. Entretanto, é comum encontrarmos na indústria elementos pneumáticos mais antigos, principalmente devido a sua longa vida útil, os quais possuem peças móveis que devem ser submetidas a lubrificação. Os materiais lubrificantes são necessários para garantir desgaste mínimo nos elementos móveis, manter tão mínimas quanto possível as forças de atrito e proteger os equipamentos contra corrosão, provocada principalmente pela umidade do ar.

Sendo assim, usamos lubrificadores cuja função é pulverizar óleo lubrificante, sob a forma de névoa, na massa de ar comprimido a ser utilizado pelas máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos.

Lubrificador de ar comprimido



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O ar comprimido flui pelo lubrificador do pórtico de entrada para o de saída, passando pela válvula de retenção cuja mola gera um diferencial de pressão, forçando o ar a entrar no interior do copo reservatório de óleo.

A pressão do ar, agindo na superfície do óleo lubrificante, empurra o mesmo pelo tubo condutor, até a parte superior do corpo do lubrificador, onde existe um conta-gotas. Um visor acrílico permite ao operador visualizar a quantidade de óleo a ser utilizada no processo de nebulização.

Por meio de um parafuso dosador, pode-se regular a quantidade de óleo a ser utilizada para a lubrificação, de acordo com as especificações exigidas pelos fabricantes dos equipamentos pneumáticos.

O óleo que cai pelo conta-gotas desce até o bocal nebulizador, se mistura com a massa do ar em movimento e, em forma de névoa, busca o pórtico de saída do lubrificador através do furo de passagem paralelo à válvula de retenção.

O lubrificador possui, ainda, um plugue para reabastecimento de óleo do reservatório, o qual somente poderá ser utilizado com o equipamento despressurizado.

Durante a despressurização, uma válvula anti-retorno evita que o óleo acumulado no conta-gotas retorne por gravidade ao reservatório, através do tubo condutor.

É importante destacar, ainda, que a utilização dos lubrificadores está limitada ao tipo de processo produtivo. Na indústria alimentícia, farmacêutica ou, sempre que a presença de óleo lubrificante possa interferir na qualidade do produto, os lubrificadores não são empregados, mesmo com o risco de desgaste prematuro das máquinas e equipamentos pneumáticos.

Unidades de condicionamento de ar comprimido

Como já foi destacado, os processos de filtragem, regulagem de pressão e lubrificação do ar comprimido devem ser realizados o mais próximo possível dos consumidores pneumáticos. Geralmente, esses processos ocorrem na entrada de alimentação de ar comprimido de cada uma das máquinas, equipamentos e dispositivos pneumáticos.



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Dessa forma, com o intuito de facilitar esses procedimentos, os fabricantes de componentes pneumáticos desenvolveram as unidades de condicionamento de ar comprimido, as quais são conhecidas no mercado por várias designações diferentes: unidade de conservação, unidade de manutenção, conjunto lubrefil.

Na verdade, trata-se de dois ou mais componentes responsáveis pela preparação do ar para o trabalho, montados lado a lado, como se fosse um único elemento.

As unidades de condicionamento têm a finalidade de purificar o ar comprimido, ajustar uma pressão constante do ar e acrescentar uma fina neblina de óleo ao ar comprimido, quando necessário, para fins de lubrificação. Assim, as unidades de condicionamento de ar comprimido aumentam consideravelmente a segurança de funcionamento dos equipamentos pneumáticos, sendo sua aplicação exigida por todos os fabricantes de máquinas.

As unidades de condicionamento de ar comprimido são, portanto, uma ou mais combinações de: filtro; regulador de pressão com manômetro; lubrificador.

No emprego da unidade de condicionamento, devem-se observar os seguintes pontos: A vazão total de ar em Nm3/h é determinada para o tamanho da unidade. O

consumo de ar muito grande provoca queda de pressão nos equipamentos. Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelo fabricante.



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A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no equipamento. A temperatura ambiente não deve ser superior a 50oC, máxima para copos de material sintético.

Exemplos de combinações de unidades de condicionamento encontradas no mercado:



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Unidade de condicionamento com regulador de pressão, válvula de fechamento, manômetro e filtro incorporados

Manutenção das unidades de condicionamento de ar Filtro de ar comprimido

Quando o filtro não é dotado de dreno automático, o nível de condensado deve ser controlado regularmente, não devendo ultrapassar a altura determinada no copo. O condensado acumulado pode ser arrastado para a tubulação de ar comprimido e equipamentos.

Regulador de pressão de ar comprimido Quando existe um filtro de ar comprimido instalado antes do regulador, praticamente dispensa-se a manutenção desse regulador.

Lubrificador de ar comprimido O nível de óleo no copo reservatório deve ser controlado. Sempre que necessário, deve-se completar o óleo até o nível indicado. Devem ser utilizados somente óleos minerais de baixa viscosidade (máximo 200Engler).

Filtros de material plástico e copo lubrificador devem ser limpos somente com água e sabão neutro. Solventes como "thinner", acetona e acetatos não são recomendados, pois os mesmos atacam o material plástico.



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Atuadores Pneumáticos

Os atuadores pneumáticos, também conhecidos como elementos de trabalho, são os componentes responsáveis em transformar a energia pneumática em mecânica, produzindo movimento. Os atuadores estão classificados em três grupos, quanto ao tipo de movimento produzido: lineares: movimentos retilíneos de ida e volta; giratórios: movimentos rotacionais com giro limitado de 0 a 350°; rotativos: movimentos rotacionais nos dois sentidos de giro.

Atuadores lineares (Cilindros)

O cilindro pneumático, chamado também de pistão, é um elemento de máquina útil, já que permite a aplicação do movimento linear exatamente onde é necessário, sem qualquer complicação mecânica, como por exemplo em transmissões, eixos, ressaltos, etc.

A geração de um movimento retilíneo com elementos mecânicos, conjugados com acionamentos elétricos, é relativamente custosa e está ligada a certas dificuldades de fabricação e durabilidade.

Há no mercado uma infinidade de tipos de cilindros, desde os convencionais, produzidos de forma normalizada por todos os fabricantes, até os cilindros especiais confeccionados para fins específicos. A seguir, serão apresentados os cilindros mais utilizados na industria, na automatização dos processos de produção.



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Características construtivas Os cilindros pneumáticos consistem, basicamente, em um tubo cilíndrico ou camisa, tampas dianteira e traseira ou cabeçotes, êmbolo com juntas de vedação ou gaxetas, haste do êmbolo, bucha de guia e anel limpador.



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A camisa, na maioria dos casos, é feita de um tubo de aço trefilado a frio, sem costura. Para aumentar a vida útil dos elementos de vedação, a superfície interna do tubo é brunida. Atualmente, a maioria dos fabricantes produzem a camisa dos cilindro em alumínio ou latão ou, ainda, de aço com a superfície interna de cromo duro, para aplicações especiais onde existe possibilidade de corrosão muito acentuada.

Para as tampas dianteira e traseira usa-se normalmente alumínio fundido ou ferro maleável. A fixação das tampas pode ser feita com tirantes, roscas ou flanges.

A haste do êmbolo geralmente é feita com aço beneficiado e com proteção anticorrosiva. As roscas são geralmente laminadas, diminuindo assim o perigo de ruptura. Sob pedido, a haste do êmbolo pode ser temperada.

Para a vedação da haste do êmbolo, existe um anel circular na tampa dianteira. A haste do êmbolo é mantida centralizada por uma bucha de guia, a qual pode ser confeccionada em bronze ou de material sintético metalizado.

Na frente desta bucha encontra-se um anel limpador que evita a entrada de partículas de pó e de sujeira no cilindro.

A junta de vedação do êmbolo, neste caso do tipo copo dupla, veda de ambos os lados.

A escolha do material a ser utilizado na confecção das juntas de vedação depende das temperaturas de trabalho. Os materiais comumente empregados são: Buna N Perbunam Viton PTFL (Teflon)

de -10ºC até +80ºC; de -20°C até +80ºC; de -20ºC até +190ºC; de -80ºC até +200ºC.

Juntas toroidais ou anéis do tipo "O-Ring" são utilizados para vedação estática. Este tipo de vedação não é recomendado em vedações móveis, pois provoca relativa perda de carga por atrito.



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Tipos de juntas de vedação para êmbolos

As juntas de vedação utilizadas nos êmbolos dos cilindros, também conhecidas como gaxetas, têm por finalidade evitar vazamentos de ar entre as câmaras dianteira e traseira, durante os movimentos de avanço e de retorno da haste. A seguir, serão apresentados os principais tipos de juntas de vedação encontrados na maioria dos cilindros pneumáticos.

Anel tipo "O-Ring" ou junta tipo toroidal Junta tipo toroidal achatada internamente

Junta tipo quadring (perfil quadrado) Juntas tipo copo de encaixe bilateral

Junta tipo faca de lábio simples Junta tipo copo de encaixe unilateral



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Junta tipo faca de lábio duplo Junta tipo copo duplo com anel centralizante

Junta de vedação em anel tipo "L"

Tipos de fixação de cilindros

A forma como os cilindros são fixados em máquinas e equipamentos pneumáticos depende do espaço disponível para a montagem e do tipo de trabalho a ser realizado. Os fabricantes de cilindros oferecem no mercado alguns tipos padronizados de fixação, o que não quer dizer que não se possa construir uma fixação especial para um tipo de montagem específica.

Fixação pela tampa dianteira Fixação pela tampa traseira



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Fixação por pés internos Fixação por pés externos

Fixação por pé dianteiro ou traseiro Flange dianteira

Flange traseira Basculante dianteira ou traseira



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Cálculos das forças de avanço e de retorno de cilindros

Onde:P = pressão de trabalho em bar Øe = diâmetro do êmbolo em cm Øh = diâmetro da haste em cm d = curso útil em cm (distância percorrida pela haste da posição final traseira à final dianteira) Aa = área de avanço em cm² (igual à área do êmbolo) Ar = área de retorno em cm² (igual à área do êmbolo menos a área da haste) Fa = Força de avanço em Kgf (força atuante durante o movimento de avanço) Fr = Força de retorno em Kgf (força atuante durante o movimento de retorno)

Cálculos das áreas de atuação do ar durante os movimentos de avanço e de retornoAa = 0,7854 x Øe² Ar = 0,7854 x (Øe² - Øh² )

Cálculos das forças atuantes do cilindro durante os movimentos de avanço e de retornoFa = P x Aa Fr = P x Ar

ExemploO êmbolo e a haste de um cilindro medem, respectivamente, 40mm e 15mm de diâmetro. Sabendo-se que a pressão de trabalho é de 4bar, quais as forças desenvolvidas no avanço e no retorno?



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Dados:P = 4bar Øe = 40mm = 4cmØh = 15mm = 1,5cm

Observação: como precisamos calcular as áreas de avanço e de retorno em cm², precisamos, antes de tudo, passar os diâmetros do êmbolo e da haste para cm.

Cálculo da área de avanço: Cálculo da área de retorno: Aa = 0,7854 x Øe² Ar = 0,7854 x (Øe² - Øh² ) Aa = 0,7854 x 4² Ar = 0,7854 x ( 4² - 1,5² ) Aa = 0,7854 x 16 Ar = 0,7854 x (16 - 2,25) Aa = 12,56cm² Ar = 0,7854 x 13,75

Ar = 10,79cm²

Cálculo da força de avanço: Cálculo da força de retorno: Fa = P x Aa Fr = P x Ar Fa = 4 x 12,56 Fr = 4 x 10,79 Fa = 50,24Kgf Fr = 43,16Kgf

Podemos verificar que os cilindros convencionais possuem áreas desiguais expostas à pressão, durante os movimentos de avanço e de retorno. Sempre a área de avanço é maior que a de retorno. Enquanto a área de avanço constitui-se da própria área do êmbolo, no retorno, a área de atuação do ar comprimido corresponde à área da coroa circular ao redor da haste, formada pela área do êmbolo; descontando-se a área da haste.

Os cálculos apresentados são teóricos, uma vez que não foram consideradas as forças de atrito que interferem nos movimentos dos cilindros. Essas forças de atrito surgem, normalmente, nas juntas de vedação do êmbolo e da haste, bem como na bucha guia e no anel limpador localizados na tampa dianteira.

O comprimento de curso em cilindros pneumáticos não deve ser maior do que 2.000mm. A pneumática não é rentável quando o êmbolo tem um diâmetro superior a 300mm e curso muito longo, pois o consumo de ar é muito alto.

Em cursos longos, a carga mecânica sobre a haste do êmbolo e nos mancais é grande. Para evitar uma flambagem, é necessário determinar um diâmetro pouco



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maior para a haste do êmbolo. Além disto, é aconselhável prolongar as buchas de guias da haste do êmbolo.

A velocidade de cilindros pneumáticos depende da carga, do comprimento da tubulação entre a válvula e o cilindro, da pressão de ar e da vazão da válvula de comando. A velocidade do êmbolo em cilindros normais varia de 0,1 a 1,5m/s. Em cilindros especiais podem ser alcançadas velocidades de até 10m/s.

Tipos de cilindros

Cilindros de ação simples Os cilindros de ação simples são acionados por ar comprimido somente em um dos sentidos de movimento e, portanto, trabalham pneumaticamente em uma só direção. O sentido oposto de movimento é produzido por mola, mediante atuação de uma força externa ou, ainda, pela ação da gravidade.

Os mais utilizados são os que possuem acionamento por mola, inverso ao pneumático. A força da mola é calculada para que ela possa fazer o pistão retroceder à posição inicial, com uma velocidade suficientemente alta, sem despender grande energia.

Avanço pneumático e retorno por mola Avanço por mola e retorno pneumático

Em cilindros de ação simples com mola, o curso do êmbolo é limitado pelo comprimento da mola.

Por essa razão, fabricam-se cilindros de ação simples de comprimento até aproximadamente 100mm.



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É importante destacar que a força da mola deve ser levada em conta nos cálculos das forças efetuadas durante os movimentos de avanço e de retorno, para cilindros de ação simples.

Construções diferenciadas de cilindros de ação simples com retorno por mola



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Os cilindros de ação simples com retorno por mola são empregados, principalmente, nos processos de produção, em trabalhos de fixar, expulsar, prensar, elevar, alimentar, etc.

Invertendo-se a montagem da mola, o cilindro poderá ser utilizado para travamento de sistemas mecânicos como, por exemplo, em freios de estacionamento empregados em caminhões, ônibus, carretas e vagões ferroviários, conhecidos como tristop. Nesses sistemas, o travamento do freio é feito pela mola e sua liberação pelo ar comprimido.

Avanço pneumático e retorno por mola

Avanço por mola e retorno pneumático (tristop)

A vedação é feita por material flexível, alojado em êmbolo metálico ou de material sintético.

Cilindro de ação simples com membrana plana. Nesse tipo de cilindro de ação simples, uma membrana, que pode ser de borracha, material sintético ou também metálico, assume a tarefa do êmbolo.



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Cilindro de ação simples com membrana plana e retorno pela ação da gravidade

A haste do êmbolo é fixada no centro da membrana. Nesse caso, a vedação deslizante não existe. Em ação existe somente o atrito, provocado pela dilatação da membrana.

É empregado na fabricação de ferramentas e dispositivos, bem como em prensas de cunhar, rebitar e fixar peças em lugares estreitos.

Cilindro de ação simples com membrana de projeção. Uma construção similar a do cilindro de membrana plana é a do cilindro de membrana de projeção.

Quando acionada pelo ar comprimido, a membrana se projeta no interior do cilindro, movimentando a haste do êmbolo para fora.



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Esse sistema permite cursos maiores do que os do cilindro de membrana plana.



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O atrito é consideravelmente menor do que nos cilindros de êmbolo.

Cilindros de ação dupla Os movimentos de avanço e retorno, nos cilindros de ação dupla, são produzidos pelo ar comprimido e por isso podem realizar trabalho nos dois sentidos de movimento, pneumaticamente.



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Cilindro de ação dupla

Em princípio, esses cilindros podem ter curso ilimitado, porém deve-se levar em consideração as possibilidades de deformação da haste por flexão e flambagem. São encontrados, normalmente, cilindros de ação dupla com curso até 2.000mm.

Os cilindros de ação dupla, também designados de cilindros de efeito duplo, são empregados em todos os casos em que se faz necessária força nos dois sentidos de movimento, devendo-se entretanto, observar que os esforços de flexão sobre a haste do cilindro devem ser evitados ao máximo, através do uso de guias ou fixações



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oscilantes, para que não haja desgaste acentuado da bucha ou da gaxeta do mancal, assim como da gaxeta do êmbolo. Nesse caso, a vedação entre o êmbolo e a camisa do cilindro deve ser efetuada para os dois sentidos de movimento.

Cilindro de ação dupla com amortecimento nos fins de curso. Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um cilindro, a alta velocidade, emprega-se um sistema de amortecimento para evitar impactos do êmbolo contra as tampas nos finais de curso de avanço e de retorno.

Antigamente, utilizavam-se anéis de borracha montados em rasgos nas faces laterais do êmbolo, cuja função era evitar o contato metálico do êmbolo contra as tampas dianteira e traseira, como mostra a figura a seguir.

O inconveniente era que, devido ao alto atrito gerado pelos impactos constantes, esses anéis de amortecimento se deterioravam, exigindo paradas periódicas visando a substituição dos anéis de amortecimento.

Cilindro de ação dupla com amortecimento por anéis de borracha

Atualmente, nos sistemas de amortecimento de final de curso dos cilindros neumáticos, utiliza-se o próprio ar da câmara que está sendo descarregada para a atmosfera para calçar o êmbolo, evitando seu impacto violento contra a tampa.

Antes de alcançar a posição final, um ressalto posicionado na lateral do êmbolo, interrompe o escape direto do ar para a atmosfera, deixando somente uma passagem estreita, regulável, a qual controla a saída do restante do ar, impedindo o impacto.



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Com o escape de ar restringido, cria-se uma sobrepressão que, para ser vencida, absorve grande parte de energia, o que resulta em perda de velocidade nos fins de curso.

Invertendo-se o fluxo do ar comprimido, o ar entra livremente pelas retenções das tampas, e o êmbolo pode inverter o movimento, partindo com força e velocidade totais.

Outra versão construtiva do mesmo tipo de cilindro de ação dupla, com amortecedores nos finais de curso, é apresentada na figura a seguir:



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Possibilidades de amortecimento de fim de curso de cilindros: amortecedor regulável em ambos os lados; amortecedor regulável em um só lado do êmbolo (dianteiro ou traseiro); amortecedor não regulável em ambos os lados; amortecedor não regulável em um só lado do êmbolo (dianteiro ou traseiro).

Cilindro de ação dupla com haste passante. O cilindro de ação dupla, com haste passante, possui na verdade duas hastes: uma de cada lado do êmbolo.

A haste passante, de ambos os lados, apresenta algumas vantagens, comparada aos cilindros convencionais: O cilindro tem a mesma força de atuação nos dois sentidos de movimento, pois as

áreas de pressão são iguais de ambos os lados. A haste é melhor guiada devido aos dois mancais de guia, o que possibilita a

admissão de uma ligeira carga lateral. Os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste, se esta

não estiver sendo utilizada para movimentos mecânicos.

Cilindro duplo geminado (tipo tandem). Trata-se de dois cilindros de ação dupla que formam uma só unidade. Assim, com pressões simultâneas nos dois êmbolos, a força efetiva de atuação será a soma das forças dos dois cilindros.



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O cilindro duplo geminado, também conhecido como cilindro tipo tandem, é recomendado quando se necessita executar grandes esforços, ao mesmo tempo em que não se dispõe de espaço suficiente para alojar um cilindro de maior diâmetro.

Cilindro com parada em múltiplas posições (multiposicional). Esse cilindro é formado por dois cilindros de ação dupla, unidos entre si pelas tampas traseiras, como mostra a ilustração.



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Os cilindros se movimentam individualmente, conforme a câmara pressurizada. Com dois cilindros de cursos diferentes obtêm-se quatro posições de parada: na posição final traseira (os dois cilindros recuados), na posição final dianteira (os dois cilindros avançados) e em mais duas posições intermediárias que correspondem ao avanço individual de cada cilindro.

O cilindro multiposicional é utilizado, principalmente, em sistemas transfer de transporte e movimentação de peças, acionamento de alavancas e como dispositivo selecionador.

Cilindro de impacto (percursor). Na técnica de deformação, o uso dos cilindros pneumáticos convencionais é limitado. Um tipo de cilindro ideal para alta energia cinética é o cilindro de impacto.



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Segundo a fórmula para a energia cinética, a aceleração é o caminho lógico para altas energias de impacto.

E = energia em 2

2

Sm.Kg joule

E = 2V.M 2

Onde:M = massa em Kg V = velocidade em m/s

Os cilindros percursores desenvolvem velocidades entre 7,5 e 10m/s, enquanto que, em cilindros convencionais, as velocidades não ultrapassam 1 ou 2m/s.

Essas velocidades só podem ser alcançadas por meio de uma construção especial, os chamados cilindros de impacto, nos quais a força de impacto é muito grande em relação às dimensões do cilindros.

Geralmente, os cilindros de impacto são empregados em prensas de pequeno porte, em trabalhos de prensar, rebordar, rebitar e cortar. Dependendo do diâmetro do êmbolo, podem ser alcançadas energias cinéticas de 25 a 500Nm.

Em uma deformação profunda, a velocidade diminui rapidamente, assim como a energia cinética, razão pela qual o cilindro de impacto não é mais adequado para esse fim.

Cilindro de impacto



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Princípios de funcionamento: A câmara A do cilindro está com sobre pressão.

Por meio do acionamento de uma válvula, a pressão cresce na câmara B e a câmara A é exaurida.

Quando a força exercida na superfície C é maior que a força sobre a superfície de coroa na câmara A, o pistão se movimenta em direção a Z. Com isto, libera-se o restante da superfície do êmbolo e sua força é ampliada.

O ar comprimido contido na câmara B pode fluir rapidamente pela grande seção de passagem, acelerando fortemente o êmbolo do cilindro.

Cilindro de ação dupla antigiro. Os cilindros de ação dupla antigiro possuem o êmbolo de secção elíptica, isto é, de forma oval, ou em perfil retangular, ao contrário dos cilindros convencionais cujos êmbolos são redondos, de secção circular.

Com essas características construtivas, os cilindros antigiro não permitem nenhuma torção da haste durante os movimentos de avanço e de retorno, garantindo posicionamentos mais precisos.



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Êmbolo retangular Êmbolo oblongo Êmbolo oval

Cilindro de ação dupla com haste vazada. O cilindro de ação dupla, com haste vazada, apresenta as mesmas características de construção apresentadas no cilindro de haste passante, ou seja, possui na verdade duas hastes: uma de cada lado do êmbolo.

A principal diferença está na presença de um furo passante, no centro da haste, o qual permite a ligação de linha de vácuo para manipulação, transporte e sujeição de peças por meio de ventosa fixada na extremidade da haste principal.

Cilindro de ação dupla sem haste, com acoplamento magnético. Os cilindros de ação dupla sem haste, com acoplamento magnético, possuem uma camisa cilíndrica, fechada por duas tampas nas extremidades, com os respectivos pórticos de alimentação de ar. No interior da camisa desliza um êmbolo, acionado por ar comprimido, com um imã permanente o qual magnetiza o cursor montado do lado externo da camisa.



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Não há nenhum tipo de acoplamento mecânico entre o êmbolo e o carro do cilindro, há apenas a atração magnética entre eles, responsável pela transmissão do movimento do êmbolo para o cursor.

Esses tipos de atuadores lineares sem haste são utilizados em aplicações que necessitem grandes cursos de movimentação, em espaços reduzidos de montagem. Como exemplo, podemos citar os movimentos de abertura de portões corrediços, transporte e movimentação de peças entre células de produção, acionamento de portas de trens, etc.

Cilindro de ação dupla sem haste, com acoplamento mecânico. Os cilindros de ação dupla sem haste, com acoplamento mecânico, possuem basicamente as mesmas características construtivas dos de acoplamento magnético: uma camisa cilíndrica, fechada por duas tampas nas extremidades, com os respectivos pórticos de alimentação de ar. No interior da camisa desliza um êmbolo, acionado por ar comprimido, ligado ao cursor externo por meio de uma cinta metálica.



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O acoplamento mecânico oferece maior resistência a cargas axiais, se comparado aos cilindros de acoplamento magnético, o que lhe permite executar trabalhos que exigem esforços mais elevados.

Atuador de tração. O atuador de tração, quando submetido a pressão, se retrai e produz força, comportando-se como um músculo pneumático.

Os atuadores de tração tem as seguintes características: possui uma força 10 vezes maior do que a de um cilindro convencional de mesmo

diâmetro; produz movimentos lineares sem torções; apresenta uma estrutura robusta e, ao mesmo tempo, é extremamente leve;



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não possui peças móveis, o que não gera atrito.

Normalmente, o atuador de tração é fixado à estrutura da máquina pela extremidade que possui o pórtico de entrada de ar comprimido, enquanto que a carga a ser movimentada é presa na outra extremidade.

Ao ser pressurizado, o corpo flexível do atuador de tração infla, aumentando de diâmetro e, consequentemente, reduzindo o comprimento, o que permite tracionar a carga.

Os atuadores de tração são aplicados para elevar e baixar cargas, como esticadores de correias e de transportadores, além de poderem ser utilizados como uma mola pneumática.

Cilindro com guias lineares. As guias lineares foram desenvolvidas pelos fabricantes, para serem acopladas aos cilindros, com a finalidade de oferecer maior precisão de movimentos. Além disso, as guias lineares evitam que cargas laterais possam flambar a haste, dando-lhe maior resistência e reduzindo o desgaste das gaxetas, além de evitar movimentos indesejáveis de giro da haste.



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Atuadores giratórios (motores oscilantes)

Os atuadores ou cilindros giratórios, também conhecidos como motores pneumáticos oscilantes, produzem movimentos rotacionais com giro limitado, geralmente entre 0 e 350°.

Cilindro giratório do tipo cremalheira. Trata-se de um cilindro convencional, de ação dupla, cuja haste possui uma cremalheira na sua extremidade, acoplada a um setor de engrenagem que, por sua vez, está montada no eixo de saída do conjunto. Quando o cilindro avança, a cremalheira movimenta a engrenagem no sentido horário, fazendo com que o eixo gire no mesmo sentido.

Ao retornar, a cremalheira movimenta a engrenagem no sentido oposto, acionando o eixo do motor oscilante no sentido anti-horário.

Dessa forma, o movimento linear é transformado em movimento giratório, à esquerda ou à direita, de acordo com os movimentos de avanço e de retorno do cilindro. Um parafuso de regulagem, montado na carcaça do conjunto, de frente para a cremalheira, limita o movimento de avanço do cilindro, possibilitando o controle de avanço da haste e, conseqüentemente, do campo de rotação parcial do eixo.

Quanto a capacidade total de giro, existem disponíveis no mercado cilindros giratórios com movimento de 45°, 90°, 180° até 720°, dependendo do fabricante.



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Isso significa que se o cilindro tem uma capacidade de giro de 180°, por exemplo, poderá, mediante uma regulagem, determinar outras possibilidades de rotação de 0° até 180°.

O acionamento giratório emprega-se para virar peças, curvar tubos, regular instalações de ar condicionado, acionar válvulas de fechamento, movimentar palhetas limpadoras de pára-brisas de ônibus, caminhões e trens, etc.

Cilindro giratório com dois êmbolos, um em cada uma das extremidades da cremalheira



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O momento de torção do eixo depende da pressão de trabalho, da área do êmbolo e da relação de transmissão.

Cilindro giratório do tipo aleta. Como nos cilindros giratórios do tipo cremalheira, também nos cilindros do tipo aleta giratória é possível um giro angular limitado. O movimento angular raramente vai além de 300°. A vedação é problemática e o diâmetro em relação à largura, em muitos casos, somente possibilita pequenos torques.



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Cilindro giratório tipo aleta

Cilindro giratório do tipo aleta com curso regulável de 0 a 180°

Cilindro giratório do tipo aleta com curso de 350°



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Consumo de ar. É importante conhecer o consumo de ar da instalação, para se poder produzi-lo e conhecer as despesas de energia. Calcula-se o consumo de ar para uma determinada pressão de trabalho, um determinado diâmetro de cilindros e um determinado curso, da seguinte forma:

Relação de compressão x superfície de êmbolo x curso. A relação de compressão, baseada ao nível do mar, será assim calculada:

013,1(bar)emtrabalhodepressão013,1

Com o auxílio do diagrama de consumo de ar, pode-se calcular mais rapidamente o consumo do equipamento. Para os usuais diâmetro do cilindro e para pressões de 1 a 15bar, os valores são expressos por cm de curso. O consumo de ar é dado em litros por minuto (ar aspirado).

Fórmulas para o cálculo de consumo de ar Cilindros de ação simples:

Q = s . n . 4

d2. relação de compressão (l/min)

Cilindros de ação dupla:

Q = s . 4

D2 + s .

4)DD( 22

. n . relação de compressão (l/min)

Onde:Q = volume de ar (l/min) s = comprimento de curso (cm) n = número de cursos por minuto

ExemploQual o consumo de ar de um cilindro de ação dupla cujo curso é de 100mm, sabendo-se que êmbolo e haste medem, respectivamente, 50mm e 12mm de diâmetro, que o cilindro realiza 10 cursos por minuto e que a pressão de trabalho é de 6bar? Relação de compressão:

013,1trabalhodepressão013,1 =

bar013,1bar6bar013,1 =

bar013,1bar013,7 = 6,92bar



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Consumo de ar:

Q = s . 4

D2 + s .

4dD 22

. n . relação de compressão

Q = 10cm . 4

14,3cm25 2 + 10cm .

4cm44,1cm25 22

. 3,14.10. 6, 9

Q = 196,25cm3 + 184,94cm3 . 10. 6, 9

Q = 381,2cm3. 69

Q = 26 302,8cm3/min

Q = 26,3 l/min

Diagrama de consumo de ar para cilindros

Cálculo conforme o diagrama de consumo de ar

Cilindro de ação simples: Cilindro de ação dupla: Q = s. n. q (l/min) Q = 2. (s. n. q) (l/min)



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Onde:Q = volume de ar (l/min) s = comprimento de curso (cm) n = número de cursos por minuto q = consumo de ar por cm de curso

Empregando o diagrama de consumo de ar, será dada, para nosso exemplo, a seguinte solução: Q = 2. (s. n. q)l/min Q = 2. (10cm. 10.0,134l/cm) Q = 2. 13,4 = 26,8l/min

Ao calcular o consumo de ar, deve-se considerar o volume dos ambientes secundários, os quais também se enchem em cada curso (tubos, válvulas, etc.).

Atuadores rotativos (motores pneumáticos)

O motor pneumático, com campo angular ilimitado, é um dos elementos pneumáticos mais usados na indústria moderna. Seu campo de aplicação é dos mais diversos. Com o motor pneumático, podem-se executar operações tais como: parafusar; furar; roscar; lixar; polir; rebitar, etc.



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Os motores pneumáticos estão classificados, segundo a construção, como: motor de pistão; motor de palhetas; motor de engrenagens; turbomotor.

Motor de pistão. Há dois tipos construtivos de motores de pistão: radial e axial. No tipo radial, o ar aciona o eixo de motor por pistões em movimento inverso, por meio de uma biela. Para que seja garantido um movimento sem golpes e vibrações são necessários vários pistões. A capacidade dos motores depende da pressão de entrada, número de pistões, área dos pistões e curso dos mesmos.



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Motor pneumático de pistões radiais

O modo de trabalho dos motores de pistão axial é similar ao dos motores de pistão radial.

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 movimento uniforme de inércia equilibrado, garantindo um movimento uniforme e sem vibrações do motor. Existem motores pneumáticos com rotação à direita e à esquerda. A rotação máxima está fixada em 5.000rpm. A faixa de potência, em pressão normal de ar, está entre 1,5 e 19kw (2 a 25CV).



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Motor pneumático de pistões axiais

Motor de palhetas ou lamelas. Graças a sua construção simples e pequeno peso, geralmente os motores pneumáticos são fabricados com palhetas ou lamelas. Estes seguem o princípio de funcionamento inverso ao dos compressores rotativos multicelulares.

O rotor é fixado excentricamente em um espaço cilíndrico e é dotado de ranhuras. As palhetas colocadas nas ranhuras serão, pela força centrífuga, afastadas contra a parede interna do cilindro, e assim a vedação individual das câmaras estará garantida.

Por meio de pequenas quantidade de ar, as palhetas serão afastadas contra a parede interna do cilindro, antes mesmo de acionar o motor.



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Em tipos de construção diferente, o encosto das palhetas é feito por pressão de molas.

Motores desse tipo têm, geralmente, de três a dez palhetas. Entre elas, formam-se as câmaras de trabalho nas quais o ar comprimido atua. O ar entra na câmara menor, se expande com o aumento da câmara e movimenta o rotor.

A velocidade do rotor varia de 3.000 a 8.500rpm e existem unidades com rotação à direita e à esquerda.

A faixa de potência é de 0,1 a 17kw (0,1 a 24CV).

Parafusadeira pneumática



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Motor de engrenagens. A geração do momento de torção efetua-se, nesta construção, pela pressão de ar contra os flancos dos dentes de duas engrenagens engrenadas. Uma engrenagem é fixada em um dos eixos do motor, a outra gira livremente no outro eixo.

Motor pneumático de engrenagens

Esses motores, empregados no acionamento de máquinas, estão à disposição com até 44kw (60CV). A direção de rotação desses motores, fabricados com engrenagens retas ou helicoidais, é reversível.

Turbomotor. Turbomotores somente podem ser empregados para trabalhos leves. A faixa de rotação, porém, é muito ampla (em equipamentos dentários é de até 500.000rpm).

Turbomotor pneumático



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Características dos motores pneumáticos regulagem sem escala da rotação e do momento de torção; construção leve e pequena; seguro contra sobrecarga; mesmo que o movimento de torção não seja suficiente, não haverá danos; insensível contra poeira, água , calor, frio; seguro contra explosão; grande escala de rotação; pouca conservação e manutenção; sentido de rotação fácil de inverter.

Atuadores pneumáticos para sujeição e movimentação de peças

Garras pneumáticas As garras pneumáticas, também conhecidas como grippers, são largamente utilizadas em robôs e manipuladores industriais, para movimentação e sujeição de peças, assim como na montagem de conjuntos.

Garra de fricção Garra de abrangimento

As garra pneumáticas apresentam as seguintes características: grande força de fixação, conforme a relação de peso; rapidez de movimentos devido aos cursos reduzidos dos movimentos das

castanhas de fixação; podem ser de ação simples com fechamento pneumático e abertura por mola ou

vice-versa; podem ser de ação dupla com fechamento e abertura por ar comprimido.



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Existem, no mercado, diversos tipos de garras dentre as quais as mais utilizadas são: garra de três pontos; garra paralela; garra radial; garra angular.

Garra de três pontos Garra paralela

Garra radial Garra angular



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As castanhas fixadas as garras podem ser confeccionadas para segurar qualquer tipo de perfil de peça a ser sujeitada.

Tipos usuais de castanhas

Elementos de vácuo

A palavra vácuo, originária do latim "vacuus", significa vazio. Entretanto, podemos definir tecnicamente que um sistema encontra-se em vácuo quando o mesmo está submetido a uma pressão inferior à pressão atmosférica.

Esse princípio é utilizado pela maioria das bombas de vácuo encontradas no mercado onde, por meio do movimento de peças mecânicas especialmente construídas para essa finalidade, procura-se retirar o ar atmosférico presente em um reservatório ou tubulação, criando em seu interior um "vazio", ou seja, uma pressão inferior à pressão atmosférica externa.

Para aplicações industriais, existem outras formas mais simples e baratas de se obter vácuo, além das bombas já mencionadas. Uma delas é a utilização do princípio de Venturi.

A técnica consiste em fazer fluir ar comprimido por um tubo no qual um giclê, montado em seu interior, provoca um estrangulamento à passagem do ar. O ar que flui pelo tubo, ao encontrar a restrição, tem seu fluxo aumentado devido à passagem estreita. O aumento do fluxo do ar comprimido, no estrangulamento, provoca uma sensível queda de pressão na região.



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Um orifício externo, construído estrategicamente na região restringida do tubo, sofrerá então uma depressão provocada pela passagem do ar comprimido pelo estrangulamento. Isso significa que teremos um vácuo parcial dentro do orifício que, ligado à atmosfera, fará com que o ar atmosférico, cuja pressão é maior, penetre no orifício em direção à grande massa de ar que flui pela restrição.

Outra forma muito utilizada para se obter vácuo é por meio da técnica do injetor de ar, uma derivação do efeito Venturi visto acima.

Nessa técnica, pressuriza-se um bico injetor com ar comprimido e, nas proximidades do pórtico de descarga para a atmosfera, constrói-se um orifício lateral perpendicular à passagem do fluxo de ar pelo injetor.

O ar comprimido, fluindo a grande velocidade pelo injetor, provoca um vácuo parcial no orifício lateral que, conectado à atmosfera, fará com que o ar atmosférico penetre por ele em direção à massa de ar que flui pelo injetor.



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Partindo desse princípio, se uma ventosa flexível for montada no pórtico de vácuo parcial 2, ao aproximá-la de um corpo qualquer, de superfície lisa, a pressão atmosférica, agindo na face externa da ventosa, fará com que a mesma se prenda por sucção à superfície do corpo.

Considerando-se que entre a ventosa e a superfície do corpo há um vácuo parcial cuja pressão é menor que a da atmosfera, a ventosa permanecerá presa à superfície do corpo pela ação da pressão atmosférica, enquanto houver vácuo, ou seja, durante o tempo em que for mantido o fluxo de ar comprimido de 1 para 3.



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Essa técnica, conhecida como tecnologia do vácuo, vem crescendo dia após dia na indústria, tanto na manipulação de peças como no transporte de materiais a serem trabalhados.



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Braço manipulador pneumático operado por vácuo

Seja qual for a aplicação, no projeto de um sistema de vácuo, é importante serem observados os seguintes aspectos: o efeito do ambiente sobre os componentes do sistema; as forças necessárias para movimentação das peças ou materiais; o tempo de resposta do sistema; a permeabilidade dos materiais a serem manipulados ou transportados; o modo com as peças ou materiais serão fixados; a distâncias entre os componentes; os custos envolvidos na execução do projeto.

É importante destacar, ainda, que a aplicação segura dessa tecnologia depende do dimensionamento correto das ventosas e dos geradores de vácuo, em função do formato e do peso dos corpos a serem manipulados ou transportados, bem como do projeto exato dos circuitos pneumáticos e eletropneumáticos que comandarão todo o sistema de vácuo.

Com relação à escolha correta dos componentes a serem empregados num sistema de vácuo, deve-se considerar, de um modo geral, a seguinte seqüência: o tipo, o tamanho e o posicionamento das ventosas; o modelo ideal do elemento gerador de vácuo; as válvulas pneumáticas de comando e controle do sistema;



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as características construtivas e de utilização de tubos, mangueiras e conexões; o conjunto mecânico de sustentação das ventosas e os acessórios.

Ventosas. As duas técnicas mais comuns empregadas para fixação e levantamento de peças ou materiais, na indústria, são as garras mecânicas e as ventosas as quais utilizam-se do vácuo para realizar trabalho.

O emprego de garras mecânicas oferece, como vantagem principal, a facilidade na determinação das forças necessárias para fixação e sustentação de cargas.

Entretanto, se o material da carga a ser fixada for frágil ou apresentar dimensões variáveis, as garras poderão danificar a carga ou provocar marcas indesejáveis no acabamento das superfícies das peças a serem manipuladas ou transportadas.

Ventosa padrão

Embalagem de ovos Embalagem de folhas de papel

As ventosas, por sua vez, além de nunca danificarem as cargas durante o processo de manipulação ou de movimentação das mesmas, apresentam inúmeras vantagens se comparadas aos sistemas mecânicos de fixação por garras. Entre elas destacam-se a



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maior velocidade de operação, fato que aumenta a produtividade; a facilidade e a rapidez nos reparos, aspecto que reduz os tempos de parada para manutenção; e os baixos custos de aquisição dos componentes e de instalação.

Como já vimos, é a ação da pressão atmosférica que pressiona e fixa a ventosa contra a superfície da carga a ser movimentada, enquanto houver vácuo no interior da ventosa. Dessa forma, para que se possa ter a menor área de sucção possível, é necessário que seja utilizado o maior nível de vácuo disponível no sistema. Experiências demonstram que o nível ideal de vácuo para trabalhos seguros de fixação e transporte de cargas por meio de ventosas está em torno de 75% do vácuo absoluto, o que corresponde a uma pressão negativa de -0,75Kgf/cm².

As ventosas são fabricadas em diferentes perfis, diversos tamanhos e utilizando vários tipos de materiais, dependendo do formato e da porosidade da peça a ser movimentada. Basicamente, as ventosas são classificadas em 3 tipos principais: ventosa padrão, ventosa com fole e caixa de sucção.

O tipo mais comum de ventosa, utilizado na fixação e transporte de cargas que apresentam superfícies planas ou ligeiramente curvas, é a ventosa padrão.

A ventosa padrão é produzida em diferentes formas que variam de acordo com sua aplicação. O tamanho, o tipo de material, as abas simples ou duplas para vedação, as luvas de atrito e as molas de reforço são algumas características que podem se alterar na fabricação da ventosa.

Ventosa padrão com nervuras internas e aba simples



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As nervuras internas propiciam um atrito adicional que melhoram o desempenho da ventosa, quando utilizada no transporte de cargas por meio de superfícies verticais.

Ventosa padrão com nervuras internas e abas duplas

As ventosas de abas duplas aumentam consideravelmente a segurança durante o transporte de cargas, levando-se em conta que a aba de vedação externa é acionada nos casos de sobrecarga. Além disso, as abas duplas proporcionam maior proteção contra o desgaste da ventosa.

As ventosas com fole, por sua vez, foram projetadas especialmente para aplicações em que as cargas a serem movimentadas apresentam alturas diferentes ou superfícies ligeiramente inclinadas. As ventosas com fole podem ser utilizadas, também, em sistemas de levantamento de peças com diversos planos e diferentes formas, oferecendo, dessa forma, maior flexibilidade ao sistema.

Ventosas com fole



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A ventosa com fole também pode ser encontrada com fole simples ou duplo, dependendo da aplicação. Geralmente, as ventosas com fole são empregadas para separar películas finas e, principalmente, em situações em que a peça a ser movimentada não pode ser comprimida, com o risco de danificar-se.

Fole simples Fole duplo

É importante ressaltar que as ventosas com fole não são adequadas na movimentação de cargas por meio de superfícies verticais, a não ser nos casos de peças finas e muito leves.

Já as caixas de sucção, ao contrário dos outros tipos de ventosa que geralmente são circulares, apresentam um perfil oval, quadrado ou retangular, dependendo do formato da peça a ser movimentada. Esses perfis oferecem uma vedação efetiva, proporcionando mais força durante o transporte e grande estabilidade na movimentação de peças finas e estreitas. Normalmente, utilizam-se as caixas de sucção no manuseio de materiais longos, estreitos e planos ou ligeiramente curvos. O emprego das caixas de sucção estende-se, também, no transporte de peças que apresentam superfícies ásperas ou abrasivas.

Caixa de sucção



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As caixas de sucção são constituídas de uma placa de montagem fabricada em alumínio e revestida de borracha nitrílica (Buna-N). Ao contrário dos outros tipos de ventosa que geralmente são fixadas pela própria conexão, as caixas de sucção são presas ao sistema de movimentação de cargas por meio de furos roscados, distribuídos na face superior da placa de montagem.

Devido à forma de fixação das caixas de sucção ao sistema de movimentação de cargas, deve-se proteger a placa de montagem das forças de torção por meio de juntas articuladas.

As ventosas, comumente encontradas na indústria, são produzidas em neoprene, silicone ou borracha nitrílica, dependendo do material da carga a ser movimentada, das condições do ambiente e da temperatura de trabalho.



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As de neoprene são as mais utilizadas em diversos tipos de aplicações e suportam temperaturas de até 70°C. As de silicone são encontradas principalmente na movimentação de produtos frágeis e na indústria alimentícia, suportando temperaturas de até 200°C. As de borracha nitrílica, por sua vez, são recomendadas para utilização em ambientes expostos à ação de óleos minerais, apresentando desempenho satisfatório à temperaturas de até 100°C.

Pode-se encontrar, também, ventosas fabricadas em plástico rígido, conhecido no mercado como termoplástico, resistente a óleos vegetais ou minerais e graxas a base de lítio ou silicone. As ventosas de termoplástico oferecem, ainda, alta resistência aos efeitos do tempo, ozônio e raios ultravioleta, sendo aplicadas especialmente na movimentação de chapas metálicas utilizadas em estamparias.

Elementos geradores de vácuo. Os geradores de vácuo encontrados com maior freqüência na indústria, em sistemas de fixação e movimentação de cargas, são elementos pneumáticos que, utilizando-se do efeito Venturi, empregam um bico injetor de ar comprimido capaz de produzir vácuo.

O ar comprimido, fluindo a grande velocidade pelo injetor, provoca um vácuo parcial no orifício lateral que, conectado à atmosfera, fará com que o ar atmosférico penetre por ele em direção à massa de ar que flui pelo injetor. Partindo desse princípio, se uma



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ventosa flexível for montada no pórtico de vácuo parcial 2, ao aproximá-la de um corpo qualquer, de superfície lisa, a pressão atmosférica, agindo na face externa da ventosa, fará com que a mesma se prenda por sucção à superfície do corpo.

Considerando-se que entre a ventosa e a superfície do corpo há um vácuo parcial cuja pressão é menor que a da atmosfera, a ventosa permanecerá presa à superfície do corpo pela ação da pressão atmosférica, enquanto houver vácuo, ou seja, durante o tempo em que for mantido o fluxo de ar comprimido de 1 para 3.

Existem muitos tipos de elementos geradores pneumáticos de vácuo. Embora suas características construtivas variem de acordo com os diferentes fabricantes, todos funcionam basicamente dentro do mesmo princípio de Venturi. 1. Geradores de vácuo compactos: O elemento gerador de vácuo compacto

caracteriza-se por suas dimensões reduzidas, permitindo a montagem diretamente sobre a ventosa. Seu consumo de ar comprimido é da ordem de 20lpm e seu tempo de exaustão de um recipiente de 1 litro de capacidade, com 75% de vácuo, é de aproximadamente 9 segundos.

Esse modelo, em particular, é fabricado em latão e possui um bico adaptado para conexão direta com a mangueira de ar comprimido, no pórtico de entrada 1. Além disso, possui uma rosca M8 na parte superior do corpo para permitir sua fixação ao sistema mecânico de movimentação de cargas.



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O ar comprimido, fluindo pelo injetor de 1 para 3, provoca um vácuo parcial no orifício lateral 2 onde, por meio de uma rosca G1/8" ou G1/4", pode ser conectada diretamente uma ventosa.

Uma evolução desse gerador de vácuo, ainda considerado como um modelo compacto, é fabricado em alumínio e construído na forma de bloco, o que permite montagens simples diretamente no sistema mecânico de movimentação de cargas.

Os vários tamanhos disponíveis exigem um consumo de ar de 20 a 420lpm, para um tempo de exaustão de um recipiente com capacidade de 1 litro, com 75% de vácuo, que varia de 9 a 0,45 segundos, dependendo do modelo escolhido.



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A ventosa pode ser fixada diretamente no pórtico de vácuo 2, por meio de uma rosca, ou à distância, através da utilização de tubos ou mangueiras flexíveis.

Existem modelos de geradores de vácuo compactos, com dois injetores, capazes de conseguir uma redução ainda maior do tempo de exaustão de um recipiente com capacidade de 1 litro, com 75% de vácuo. Esses modelos, com injetor duplo, reduzem o tempo de geração do vácuo para cerca de 0,25 segundos e apresentam um consumo de ar comprimido na ordem de 720lpm.



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Uma outra versão desse gerador de vácuo compacto possui um pórtico de alívio 12, por meio do qual pode-se efetuar a ejeção da peça fixada ou transportada, quando o vácuo for desativado. Esse recurso torna-se importante quando da movimentação de cargas finas e leves cujo peso próprio é insuficiente para soltar a ventosa da peça.

Em operação normal, o pórtico 1 é pressurizado com ar comprimido que, passando pelo injetor, gera vácuo no interior da ventosa, o que faz com que a pressão atmosférica prenda a peça à ventosa, permitindo assim sua movimentação. Nesse momento, o pórtico de alívio 12 permanece bloqueado, não interferindo na geração do vácuo.



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Quando o gerador de vácuo é desativado, pressuriza-se o pórtico de alívio 12 para que a peça seja ejetada. Esse recurso evita que, no caso de cargas muito leves, a peça permaneça presa à ventosa, quando seu peso é insuficiente para provocar o descolamento.

Para se controlar a pressurização e a descarga dos pórticos dos geradores de vácuo usam-se válvulas direcionais pneumáticas.

2. Gerador de vácuo com expulsor automático: Esse tipo de gerador pneumático de vácuo possui, integrada a seu corpo, uma válvula de escape rápido, cuja função é provocar um sopro para expulsão automática da peça, quando o gerador é desativado.

Quando o gerador de vácuo está em operação normal, o pórtico 1 é pressurizado com ar comprimido que, passando pelo injetor, gera vácuo no interior da ventosa, o que faz com que a pressão atmosférica prenda a peça à ventosa, permitindo assim sua movimentação. Ao mesmo tempo em que passa pelo injetor, o ar comprimido penetra por um orifício lateral até a parte superior do conjunto, entra por um tubo



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central, pressiona a junta de vedação contra seu assento inferior, flexiona a aba da junta e preenche a câmara da válvula de escape rápido.

Quando o gerador de vácuo é desativado, o ar acumulado na câmara da válvula de escape rápido empurra a junta de vedação contra seu assento superior e sai pelo pórtico 2 do gerador, efetuando a expulsão automática da peça presa à ventosa.



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Ao contrário do gerador compacto com pórtico de alívio, esse tipo de gerador não necessita de uma pressurização secundária para ejetar a peça presa à ventosa. A quantidade de ar acumulada no interior do conjunto é suficiente para efetuar a expulsão automática da carga, descolando-a da ventosa assim que o gerador for desativado.

3. Gerador de vácuo com válvula de alívio rápido e retenção integrada: Esse tipo de gerador pneumático de vácuo foi projetado com dois novos componentes que, além de permitirem uma maior eficiência de operação por parte do elemento gerador, reduzem consideravelmente o consumo de ar comprimido.



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A válvula de retenção, incorporada ao conjunto, permite o corte temporário da alimentação de ar comprimido para o gerador de vácuo, sem que a ventosa se solte da peça. Esse recurso reduz significativamente o consumo de ar por parte do gerador de vácuo o qual, não necessitando de alimentação constante de ar, passa a trabalhar em regime intermitente, controlado por um vacuostato.

A válvula de alívio rápido, por sua vez, além de auxiliar a válvula de retenção a manter o vácuo entre a ventosa e a carga mesmo quando é efetuado o corte de alimentação de ar comprimido no gerador, ainda permite a expulsão instantânea da peça quando o pórtico de alívio 12 é pressurizado.

Quando o pórtico 1 é pressurizado, o ar comprimido flui através do bico injetor de 1 para 3, gerando vácuo no pórtico 2. O ar atmosférico acumulado entre a ventosa e o



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gerador de vácuo é succionado e passa através da retenção, formando uma pressão negativa na região. Nesse instante, a pressão atmosférica externa, sendo maior que o vácuo gerado no interior da ventosa, mantém a mesma fixada à carga que será transportada. Enquanto isso, o pórtico 12 é mantido despressurizado e a válvula de alívio rápido permanece fechada pela ação da mola, auxiliando na manutenção do vácuo na linha 2 e no interior da ventosa.

Um vacuômetro pode ser conectado ao pórtico auxiliar 14, para medir a pressão negativa gerada na linha de vácuo 2. Nesse mesmo pórtico, ainda pode ser montado um vacuostato para controlar o sistema eletropneumático de comando do gerador de vácuo ou de outra parte do equipamento.

Ao despressurizar o pórtico 1, a válvula de retenção se fecha pela ação da mola, mantendo o vácuo parcial na linha 2 entre a ventosa e a peça. Dessa forma, a alimentação de ar comprimido para o gerador de vácuo pode ser interrompida que a válvula de retenção mantém o vácuo parcial suficiente para garantir que a ventosa não se solte da carga.



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A válvula de retenção oferece, portanto, total segurança nos casos de falhas no suprimento de ar comprimido para gerador de vácuo. É importante lembrar, entretanto, que o tempo que a válvula de retenção é capaz de manter o vácuo entre a ventosa e a peça, depois da interrupção da alimentação de ar comprimido para o gerador, depende diretamente dos possíveis vazamentos do sistema de vácuo bem, como da aspereza da superfície da carga a ser transportada.

Para expulsar rapidamente a peça, principalmente nos casos em que a carga transportada for muito leve e seu próprio peso não for suficiente par soltá-la da ventosa, utiliza-se o pórtico de alívio 12. Ao pressurizá-lo, o carretel da válvula de alívio rápido é deslocado para a direita, permitindo que o ar comprimido que entra pelo pórtico 12 expulse a peça.



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A pressurização do pórtico de alívio 12, assim como a alimentação do gerador de vácuo, são controladas por válvulas direcionais pneumáticas, as quais serão abordadas a seguir.


SENAI-SP – INTRANET DVD001 -07

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Válvulas Pneumáticas

Os movimentos dos atuadores pneumáticos, estudados até agora, são controlados por válvulas.

Dependendo do tipo de trabalho a ser realizado por um atuador, vários controles devem ser efetuados.

Um cilindro, por exemplo, deve alternar seus movimentos em avanços e retornos constantes. Muitas vezes, deve-se controlar a sua força de atuação, compatível com o trabalho a ser executado. Cunhar uma medalha em uma prensa exige muito mais força de um cilindro do que, simplesmente, avançar o cabeçote de usinagem de uma máquina operatriz. Por outro lado, esse mesmo cabeçote exige um outro tipo de controle de movimentos do cilindro, relacionado com a sua velocidade de atuação. A velocidade de avanço de um cilindro, em um processo de usinagem, deve ser sempre compatível com a velocidade de corte da ferramenta.

O motor pneumático de acionamento de uma parafusadeira também exige vários controles. Há momentos em que ela deve girar no sentido horário para apertar um parafuso. Em outros, deve alternar o movimento para o sentido anti-horário para soltar um parafuso ou uma porca. Além disso, sua força de torção deve ser controlada, de acordo com o tipo de parafuso e do torque exigido na operação.

Para que sejam efetuados todos esses controles, de forma precisa, serão utilizadas válvulas, as quais estão classificadas em três grupos: válvulas direcionais: serão responsáveis pelo controle do sentido de movimento

dos atuadores, tais como avanço e retorno de cilindros e sentido de rotação de motores;

válvulas de fluxo ou de vazão: farão o controle das velocidades de avanço e de retorno de cilindros, bem como da rotação de motores;



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válvulas de pressão: limitarão as pressões de trabalho dos atuadores, controlando suas forças de atuação.

Os comandos pneumáticos, por sua vez, podem ser subdivididos em: elementos de trabalho; elementos de comando; elementos de sinais.

Os elementos de trabalho, como já vimos, transformam a energia pneumática em movimento: são os atuadores.

Já os elementos de comando e de sinais têm por finalidade controlar os movimentos dos elementos de trabalho: são denominados válvulas, independentemente de sua forma construtiva.

Em sistemas pneumáticos, assim como em circuitos elétricos, eletrônicos e hidráulicos, são utilizados símbolos normalizados internacionalmente para identificar cada componente do sistema. Os símbolos representam sempre a função que um componente pode realizar no sistema, independentemente de suas características construtivas. Em outras palavras, o símbolo representa sempre o que cada componente é capaz de fazer.

Alguns símbolos de componentes pneumáticos já foram apresentados, tais como: compressores, filtros, secadores, reguladores de pressão, lubrificadores e atuadores. Agora, chegou o momento de conhecermos os símbolos das válvulas. A medida em que cada tipo de válvula for estudada, será apresentado sua simbologia correspondente.

Válvulas direcionais

São elementos que influenciam o percurso de um fluxo de ar, principalmente nas partidas, nas paradas e nas inversões dos sentidos de movimento dos atuadores. As válvulas direcionais são caracterizadas de acordo com: o número de posições de comando; o número de vias de trabalho; tipo de acionamento.



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O número de posições de comando é representado simbolicamente por meio de quadrados onde, cada quadrado representa uma posição de comando.

Se, por exemplo, uma válvula direcional for comandar os movimentos de avanço e de retorno de um cilindro, ou os movimentos de um atuador giratório nos sentidos horário e anti-horário, ela deverá ter duas posições: uma para avanço e outra para retorno, no caso do cilindro ou, uma para o sentido horário e outra para o anti-horário, no caso do atuador giratório.

No caso de uma válvula direcional ter de comandar avanço, retorno e parada de um cilindro ou rotações horária, anti-horária e parada de um motor pneumático, isso exigirá três posições de comando, considerando-se que a válvula terá três funções.

Vamos pegar, como exemplo, uma pistola de ar comprimido para limpeza de peças. Ela poderá assumir duas posições: totalmente aberta ou totalmente fechada.



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Seu símbolo será formado por dois quadrados: um para a posição aberta e outro para a fechada.

A posição aberta será representada por uma seta dentro do quadrado da esquerda, indicando o sentido de fluxo da água. A posição fechada, por sua vez, será representada no quadrado da direita por meio de dois bloqueios, um para a entrada e outro para a saída.

Analisando o símbolo, quando a torneira estiver fechada, quadrado da direita, as conexões de entrada e de saída estarão bloqueadas. Ao abrirmos a torneira, os dois quadrados deslocam-se para a direita, fazendo com que a seta do quadrado da esquerda coincida com as conexões de entrada e de saída, abrindo a passagem de fluxo da água.



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As conexões de entrada e de saída de uma válvula são chamadas de vias. A torneira apresentada tem, portanto, duas vias de trabalho (entrada e saída) e duas posições de comando (aberta e fechada).

Para fins de controle direcional do fluxo de ar comprimido há inúmeros tipos de válvulas, apresentadas a seguir, os quais são identificados pelo número de vias ou conexões de trabalho e pelo número de posições de comando:

Válvula direcional de 2 vias e 2 posições Essa válvula pode ser normalmente fechada, abrindo ao ser acionada ...

... ou normalmente aberta, fechando ao ser acionada.

Representação: 2/2 vias NA ou NF

Onde:

O numerador corresponde ao número de vias de trabalho;

O denominador corresponde ao número de posições de comando;

Normal aberta, fecha ao ser acionada; Normal fechada, abre ao ser acionada.

É importante destacar que a posição inicial das válvulas de 2 posições, também chamada de posição de descanso, corresponde sempre ao quadrado da direita.

Válvula direcional de 3 vias e 2 posições Essa válvula possui 3 conexões: - 1 via de entrada de pressão; - 1 via de trabalho; - 1 via de escape de ar para a atmosfera.



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Há, também, duas versões para esta válvula: normalmente fechada ou normalmente aberta.

A válvula NF é assim chamada porque a entrada de pressão permanece fechada enquanto a válvula não for acionada. A válvula NA, ao contrário, mantém a entrada de pressão aberta, fechando-a somente depois de acionada.

Também nesse caso, a posição inicial ou de descanso da válvula é representado sempre pelo quadrado da direita, assim como em todas as válvulas de 2 posições de comando.

Válvula direcional de 3 vias e 3 posições A válvula direcional de 3/3 vias tem os mesmos quadrados da válvula anterior e mais um quadrado entre eles, representando a posição central da válvula.

Nas válvulas de 3 posições, a posição inicial corresponde sempre ao quadrado central. Nesse caso, com a válvula na posição de descanso, ou seja, centralizada, todas as conexões permanecem bloqueadas.



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Válvula direcional de 4 vias e 2 posições A válvula de 4/2 vias possui uma entrada de pressão, um escape de ar para a atmosfera e duas vias de trabalho.

Na posição cruzada, inicial, a pressão do ar é direcionada para a via de trabalho da direita, ao mesmo tempo em que a da esquerda é exaurida para a atmosfera. Acionando-se a válvula para a posição paralela, a pressão do ar passa a ser direcionada para a via de trabalho da esquerda, enquanto a da direita escapa para a atmosfera. Ambas as vias de trabalho são exauridas para a atmosfera pela mesma conexão de escape.

Válvulas direcionais de 4 vias e 3 posições Há duas versões diferentes de posição central inicial para válvulas direcionais de 4/3 vias:

A de centro fechado mantém todas as conexões bloqueadas na posição central. A de centro aberto, por sua vez, bloqueia a entrada de pressão e permite que ambas as vias de trabalho sejam abertas para a atmosfera por uma mesma conexão de escape de ar.

Válvula direcional de 5 vias e 2 posições As válvulas direcionais de 5/2 vias possuem uma entrada de pressão, duas vias de trabalho e dois escapes independentes de ar para a atmosfera. Apresentam as



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mesmas características de funcionamento das válvulas de 4/2 vias, sendo capazes de realizar as mesmas funções.

Na posição inicial, a pressão do ar é direcionada para a via de trabalho da direita, enquanto a da esquerda é exaurida para a atmosfera pela conexão de escape esquerda. Acionando-se a válvula, a pressão do ar passa a ser direcionada para a via de trabalho da esquerda, ao mesmo tempo em que a da direita é exaurida para a atmosfera pela conexão de escape direita.

Essa é, portanto, a única diferença entre as válvulas de 4 e de 5 vias: nas de 4, as vias de trabalho são descarregadas para a atmosfera por uma única conexão de escape comum; nas de 5, as vias de trabalho são exauridas por conexões de escape distintas.

Válvulas direcionais de 5 vias e 3 posições Há, também, duas versões diferentes de posição central inicial para válvulas direcionais de 5/3 vias:

A de centro fechado mantém todas as conexões bloqueadas na posição central. A de centro aberto, por sua vez, bloqueia a entrada de pressão e permite que ambas as vias



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de trabalho sejam abertas para a atmosfera, por conexões independentes de escape de ar.

Identificação das vias de uma válvula Para que haja uma padronização mundial, como forma de uma linguagem universal, existem normas que regem tanto a simbologia como a nomenclatura dos componentes elétricos, eletrônicos, pneumáticos e hidráulicos.

No Brasil, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) adota para a Pneumática a norma DIN/ISO 1219, na qual foi fundamentada esta literatura. Entretanto, existem outras normas que devem ser mencionadas, considerando-se que as mesmas são encontradas com freqüência em esquemas de comando de máquinas e equipamentos industriais, principalmente a norma DIN 24300.

Muito embora as diferenças sejam mínimas, em termos de simbologia, a identificação das conexões das válvulas são totalmente distintas. Enquanto a norma DIN/ISO 1219 identifica os pórticos das válvulas por meio de números, a norma DIN 24300 efetua a mesma identificação com letras, conforme apresentado no quadro a seguir.

Identificação das Conexões DIN/ISO 1219 DIN 24300

Pórtico de entrada de pressão de ar comprimido 1 P

Conexões de escape de ar para a atmosfera 3 - 5 R - S

Vias de trabalho 2 - 4 A - B

Linhas de pilotagem 10 - 12 - 14 x - y - z

Exemplos

DIN/ISO 1219 DIN 24300



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DIN/ISO 1219 DIN 24300

Enquanto na norma DIN 24300 existem várias possibilidades de posicionamento das letras para identificar uma mesma via de trabalho, escape ou pilotagem de uma válvula, na norma DIN/ISO 1219 só há uma posição para cada número, não sendo permitidas inversões. Essa característica garante maior segurança na montagem dos circuitos pneumáticos, evitando erros de interpretação de esquemas e conseqüentes inversões indesejáveis no comando dos atuadores. Tipos de acionamento das válvulas direcionais:

Quanto à forma de acionamento, as válvulas direcionais podem ser acionadas de diversas maneiras: mecânica, elétrica ou pneumaticamente, por ação muscular, ou combinação de dois ou mais métodos de acionamento.

O tipo de acionamento utilizado para mudar a posição de comando da válvula é representado ao lado do quadrado da referida posição:

Acionamento manual

Acionamento por botão

Acionamento por botão giratório

com trava



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Acionamento por alavanca

Acionamento por pedal

Acionamento por apalpador ou

came

Acionamento por rolete mecânico

Acionamento por rolete

escamoteável ou gatilho

Retorno ou centragem por mola

Detente ou trava

Acionamento por pressão de

pilotagem direta

Acionamento por piloto duplo

Acionamento por pressão negativa



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Acionamento por solenóide

(elétrico)

Acionamento por duplo solenóide

(elétrico)

Acionamento por solenóide e

piloto ou manualmente

Acionamento por solenóide e

piloto

Acionamento por duplo solenóide

e piloto

Acionamento especial

Exemplos Válvula direcional de 3 vias e 2 posições (3/2 vias), normal fechada (NF), com

acionamento manual por botão e reposicionamento por mola.

Válvula direcional de 4/2 vias, com acionamento por pressão piloto e retorno por mola.



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Válvula direcional de 5/2 vias, acionada por duplo solenóide e piloto indireto, com acionamento manual opcional.

Válvula direcional de 3/3 vias, centro fechado, com acionamento por duplo piloto e centrada por molas.

Segundo o tempo de acionamento, as válvulas direcionais distinguem-se em:

Acionamento contínuo: A válvula é mantida acionada mecânica, manual, pneumática ou eletricamente. O retorno efetua-se manual ou mecanicamente por ação de uma mola, quando cessa o acionamento.

Acionamento momentâneo (por impulso): A válvula é comutada por um impulso de curta duração. Uma nova comutação é feita por um segundo impulso, emitido por outro elemento de sinal, reposicionando a válvula na posição inicial.

Nos circuitos automáticos, empregam-se principalmente os comandos por impulsos.

Características de construção e princípios de funcionamento das válvulas direcionais.

As características construtivas das válvulas direcionais são determinadas de acordo com: - a força de acionamento; - a maneira de acionar; - a possibilidade de ligação; - o tamanho de construção.

Segundo o tipo de construção, as válvulas distinguem-se em dois grupos:



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- Válvulas de sede, que podem ter: assento esférico ou cônico; assento tipo prato.

- Válvulas de cursor ou corrediças, que podem ser: longitudinais ou do tipo carretel deslizante; planas longitudinais ou comutadoras; giratórias ou de disco.

1. Válvulas de sede: Nas válvulas de sede, os passagens do ar comprimido são abertas e fechadas por meio de esfera, prato ou cone.

A vedação das sedes efetua-se de maneira simples, geralmente com elementos elásticos de vedação.

As válvulas de sede têm poucas peças de desgaste, prolongando assim a vida útil. A força de acionamento é relativamente alta, pois é necessário vencer a força da mola de retorno e do ar comprimido agindo sobre a área do obturador.

Válvulas de sede com assento esférico ou cônico. A construção das válvulas de sede esférica é muito simples e de preço vantajoso. Caracterizam-se por seu pequeno tamanho e seu acionamento é efetuado manual ou mecanicamente.

Na figura apresentada a seguir, uma mola pressiona uma esfera contra a sede, evitando que o ar comprimido passe do pórtico de pressão 1 para a via de trabalho 2. Acionando-se a haste apalpadora da válvula, a esfera é deslocada de sua sede, abrindo a válvula, ou seja, permitindo a passagem do ar comprimido de 1 para 2. Para isso, é necessário vencer a força da mola e a força do ar comprimido.



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Válvula direcional 2/2 vias NF, com acionador por apalpador e retorno por mola

Numa válvula de 3/2 vias NF, representada abaixo, a mola pressiona a esfera contra a sua sede, bloqueando o pórtico de pressão 1, enquanto a haste apalpadora não for acionada. O ar da via de trabalho 2 pode descarregar livremente para a atmosfera, através do pórtico de exaustão 3. Acionando-se a haste apalpadora da válvula, a esfera é deslocada de sua sede, abrindo a passagem do ar comprimido de 1 para 2 e bloqueando o pórtico de escape de ar 3. Para isso também é necessário vencer a força da mola e a força do ar comprimido.



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Válvula direcional 3/2 vias NF, com acionamento por apalpador e retorno por mola

Válvulas de sede com assento tipo prato. Essas válvulas têm uma vedação simples e eficaz. Seu tempo de comutação é curto e, assim como as de sede esférica, têm uma longa vida útil.

A válvula apresentada, a seguir, possui as mesmas características de funcionamento da válvula anterior, ou seja, 3/2 vias NF com acionamento por apalpador e retorno por mola, embora construtivamente seja diferente, com sede do tipo prato.

Enquanto o apalpador não for acionado, a mola inferior empurra a vedação do tipo prato contra a sua sede, mantendo o pórtico de entrada de pressão 1 fechado. Ao mesmo tempo, o ar da via de trabalho 2 pode fluir livremente para a atmosfera, através do pórtico de escape de ar 3, passando por um orifício dentro da haste do apalpador. Ao acionar o apalpador, a vedação do tipo prato é deslocada de seu assento, abrindo a passagem do ar comprimido de 1 para 2. Ao mesmo tempo, com a vedação do tipo prato apoiada na extremidade inferior da haste do apalpador, fecha-se o pórtico de escape de ar 3.



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Válvula direcional 3/2 vias NF, com acionamento por apalpador e retorno por mola

Outra versão de válvula de sede tipo prato é apresentada a seguir. Assim como a anterior, trata-se de uma válvula de 3/2 vias com acionamento por apalpador e retorno por mola, na versão NA, isto é, normalmente aberta.

Agora, enquanto o apalpador não for acionado, as molas no interior da válvula mantém as duas vedações tipo prato empurradas para cima. Dessa forma, a vedação inferior mantém aberta a passagem de ar comprimido de 1 para 2, ao mesmo tempo em que a vedação superior, apoiada na sua sede, fecha a saída de escape de ar 3.

Válvula direcional 2/2 vias NA, com acionamento por apalpador e retorno por mola



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Acionando-se o apalpador, sua haste empurra as duas vedações tipo prato para baixo, comprimindo as molas. Dessa forma, a vedação superior desloca-se do sua sede, abrindo a passagem do ar de 2 para 3, descarregando para a atmosfera a via de trabalho. Ao mesmo tempo, a vedação inferior é pressionada contra seu assento, fechando o pórtico de entrada de pressão 1.

2. Válvulas de cursor: Nas válvulas direcionais de cursor, também conhecidas como válvulas corrediças, as passagens de ar comprimido são abertas e fechadas por meio de carretéis deslizantes ou giratórios

Válvula de cursor longitudinal ou do tipo carretel deslizante. Essa válvula tem como elemento de comutação um carretel que seleciona as ligações mediante seu movimento longitudinal.

A figura, a seguir, mostra uma válvula direcional de 3/2 vias, de cursor longitudinal, com acionamento manual, normalmente utilizada como válvula de fechamento, antes das instalações pneumáticas.

Com a carcaça deslizante acionada para a esquerda, a válvula encontra-se na posição fechada, isto é, a pressão do ar comprimido que entra pelo pórtico 1 permanece bloqueada pela carcaça. Ao mesmo tempo, a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera através do pórtico de escape 3.



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Válvula direcional de 3/2 vias, com acionamento manual

Acionando-se a carcaça deslizante para a direita, os pórticos 1 e 2 são interligados no interior da válvula, abrindo a passagem da pressão do ar comprimido para a via de trabalho 2. O pórtico 3 de escape de ar para a atmosfera, por sua vez, é bloqueado.

Como a válvula não possui mola de reposição, o último acionamento é memorizado, ou seja, a válvula permanece na última posição para a qual ela foi acionada, mesmo quando cessa o acionamento.

Outro tipo de válvula de cursor longitudinal, apresentada a seguir, possui 3/2 vias com acionamento manual, como na válvula anterior. Entretanto, esse tipo possui retorno por mola para a posição inicial, a qual é normal fechada (NF).



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Válvula direcional de 3/2 vias NF, com acionamento por botão manual e retorno por mola

Enquanto o botão não for acionado, a mola montada na extremidade direita do carretel deslizante empurra-o para a esquerda. Nesta posição, o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 permanece bloqueado pelo ressalto direito do carretel. Ao mesmo tempo, o ar da via de trabalho 2 pode fluir para a atmosfera, através do pórtico 3 de escape para a atmosfera.

Acionando-se o botão, o carretel deslizante é deslocado para a direita, abrindo a passagem de pressão do pórtico 1 para a via de trabalho 2 da válvula. O pórtico 3, por sua vez, é bloqueado pelo ressalto esquerdo do carretel.

Quando cessa o acionamento do botão, a mola volta a empurrar o carretel para a esquerda, retornando a válvula para a sua posição inicial NF.

A válvula apresentada a seguir, possui 5/2 vias com acionamento por duplo piloto. Trata-se de uma válvula do tipo memória, também chamada de válvula de impulso. Para a sua comutação basta emitir um breve sinal de pilotagem, não sendo necessário mantê-lo após a mudança de posição do carretel.



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Válvula direcional 5/2 vias com acionamento por duplo piloto

Emitindo-se um sinal de pressão de ar no pórtico de pilotagem 14, o cursor longitudinal é empurrado para a esquerda. Nessa posição o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 é direcionado para a via de trabalho 4, passando ao redor do carretel. Ao mesmo tempo, o ar da via de trabalho 2 é desviado para a atmosfera pelo pórtico de escape 3.

Mesmo cessando o sinal do piloto 14, o cursor permanece na posição, mantendo 1 para 4 e 2 para 3, considerando-se que não há mola de retorno à posição inicial. Dessa forma, a válvula memoriza o último sinal de pilotagem, mudando de posição somente quando for emitido outro sinal de pressão no pórtico de pilotagem 12.

Quando o pórtico de pilotagem 12 é pressurizado, o cursor é empurrado para a direita, invertendo o fluxo de ar nas vias de trabalho. Nessa posição o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 é direcionado para a via de trabalho 2, ao mesmo tempo em que o ar da via de trabalho 4 é descarregado par a atmosfera, através do pórtico de escape 5.

Da mesma forma, mesmo que cesse o sinal do piloto 12, o cursor permanece na posição, mantendo 1 para 2 e 4 para 5, considerando-se que não há mola de retorno à posição inicial. Portanto, para se comutar a válvula para uma de suas duas posições



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de comando, basta emitir um impulso de ar em um de seus pórticos de pilotagem, 12 ou 14.

A força necessária para comutar a válvula é pequena, considerando-se que, ao contrário das válvulas de sede, não é preciso superar a pressão do ar comprimido agindo no sentido contrário ao do acionamento.

Neste tipo de válvula, são possíveis todas as formas de acionamento: manual, elétrico e pneumático. O mesmo é válido também para o retorno à posição inicial.

O curso de acionamento é consideravelmente mais longo que o das válvulas de assento, assim como os tempos de comutação.

Nas válvulas de cursor, a folga do carretel em relação à carcaça não deve ultrapassar 0,005mm. Uma folga maior provocaria grandes vazamentos internos.

Geralmente, as folgas entre o carretel e a carcaça são vedadas com anéis do tipo "O-Ring" ou com guarnições tipo copo.

Válvula de cursor longitudinal plana ou comutadora. Esse outro tipo de válvula direcional de cursor longitudinal tem um carretel deslizante que movimenta uma corrediça suplementar. A corrediça, responsável por fazer a comutação entre os pórticos e vedar as passagens, ajusta-se à carcaça da válvula, tanto pela pressão do ar atuante como pelo efeito de uma mola auxiliar, obtendo uma boa vedação ao deslizar.

As câmaras de ar são vedadas por anéis do tipo "O-Ring" montados no carretel deslizante.

A válvula apresentada, a seguir, possui 4/2 vias com acionamento por duplo piloto. Trata-se de outra válvula de impulso, ou do tipo memória, que não possui molas de retorno à posição inicial.

Pressurizando-se o pórtico de pilotagem 12, o carretel da válvula é empurrado para a esquerda, levando consigo a corrediça. Nessa posição, o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 é direcionado para a via de trabalho 2, ao mesmo tempo em que a via de trabalho 4 descarrega para a atmosfera pelo pórtico 3 de escape de ar.



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Válvula direcional de 4/2 vias, duplo piloto

Quando o pórtico de pilotagem 14 é pressurizado, o carretel da válvula é empurrado para a direita, levando consigo, mais uma vez, a corrediça. Nessa outra posição, o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 é direcionado para a via de trabalho 4 e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico 3.

Como não há molas de retorno, mesmo que os pórticos de pilotagem sejam despressurizados, a válvula se mantém na última posição para a qual foi pilotada.

Válvula de cursor giratório ou de disco. As válvulas de cursor giratório, geralmente, são construídas para acionamento manual ou pedal, pela dificuldade em adaptar-se outro tipo de acionamento a elas. São, na maioria dos casos, de 3 posições de comando, podendo ter 3, 4 ou cinco vias.

A figura, a seguir, apresenta uma válvula direcional de cursor giratório de 4/3 vias com centro aberto e acionamento por alavanca manual com trava nas três posições.



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Válvula direcional de 4/3 vias, centro fechado, com acionamento por alavanca com trava

Acionando-se a alavanca no sentido horário, a válvula é comandada para a posição paralela. Nessa posição, o ar comprimido entra pelo pórtico 1 e é direcionado para a via de trabalho 4. Ao mesmo tempo, o ar da via de trabalho 2 flui para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Girando-se a alavanca no sentido oposto, a válvula é comandada para a posição cruzada. Agora, o ar do pórtico de entrada de pressão 1 passa a ser direcionado para a via de trabalho 2, enquanto que a via de trabalho 4 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Posicionando-se a alavanca da válvula na posição central, o pórtico 1 de entrada de pressão é bloqueado e o ar das duas vias de trabalho, 2 e 4, flui livremente para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.



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Combinação entre válvula de sede e de cursor. O tipo de construção de válvula direcional, apresentado a seguir, possui a característica de pequeno esforço de acionamento das válvulas de cursor, combinada a de boa vedação das válvulas de sede.

A válvula da figura a seguir, embora apresente características de construção diferentes das vistas até aqui, é capaz de executar as mesmas funções da válvula de carretel deslizante, já estudada anteriormente. Trata-se de uma válvula de 5/2 vias, com acionamento por duplo piloto, que não possui molas de retorno, a qual memoriza a última posição de comando mesmo que cesse o acionamento.

Emitindo-se um sinal de pressão de ar no pórtico de pilotagem 12, o cursor é empurrado para a esquerda. Nessa posição, o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 é direcionado para a via de trabalho 2, passando ao redor do cursor. Ao mesmo tempo, o ar da via de trabalho 4 é desviado para a atmosfera pelo pórtico de escape 5.

Mesmo cessando o sinal do piloto 12, o cursor permanece na posição, mantendo 1 para 2 e 4 para 5, considerando-se que não há mola de retorno à posição inicial. Dessa forma, a válvula memoriza o último sinal de pilotagem, mudando de posição somente quando for emitido outro sinal de pressão no pórtico de pilotagem 14.



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Quando o pórtico de pilotagem 14 é pressurizado, o cursor é empurrado para a direita, invertendo o fluxo de ar nas vias de trabalho. Nessa posição, o ar comprimido que entra pelo pórtico 1 é direcionado para a via de trabalho 4, ao mesmo tempo em que o ar da via de trabalho 2 é descarregado par a atmosfera, através do pórtico de escape 3.

Da mesma forma, mesmo que cesse o sinal do piloto 14, o cursor permanece na posição, mantendo 1 para 4 e 2 para 3, considerando-se que não há mola de retorno à posição inicial.



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A válvula direcional, apresentada a seguir, também combina as características das válvulas de sede com as de cursor. Trata-se de uma válvula de 3/2 vias com acionamento por pressão piloto e retorno por mola.

Devido as suas características de construção, essa válvula pode trabalhar de forma normalmente fechada (NF), abrindo ao ser acionada, ou normalmente aberta (NA), fechando ao ser pilotada. Para isto, basta inverter as conexões de entrada de pressão 1 e de escape de ar 3, como mostra a figura a seguir.

3/2 vias NF 3/2 vias NA



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Trabalhando como NF, enquanto a linha de pilotagem 12 não for pressurizada, o pórtico de entrada de pressão 1 permanece bloqueado e a via de trabalho 2 em exaustão para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3. Pressurizando-se a linha de pilotagem 12, abre-se a passagem de ar comprimido de 1 para 2 e bloqueia-se o escape de ar 3. Despressurizando-se novamente a linha de pilotagem 12, a mola de retorno reposiciona a válvula na sua condição inicial NF.

Com as conexões 1 e 3 invertidas, operando como NA, enquanto a linha de pilotagem 10 não for pressurizada, o ar flui livremente do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2, enquanto que o pórtico de escape de ar 3 permanece fechado. Pressurizando-se a linha de pilotagem 10, bloqueia-se a entrada de pressão 1 e libera-se a via de trabalho 2 para a atmosfera, através do pórtico 3. Despressurizando-se novamente a linha de pilotagem 10, a mola de retorno reposiciona a válvula na sua condição inicial NA.

É importante destacar que nem todo tipo de válvula direcional permite essa inversão de suas conexões de alimentação e escape de ar para poder operar de forma NA ou NF. Depende de suas características de construção.

Serão apresentadas, a seguir, as configurações de válvulas direcionais mais utilizadas em sistemas pneumáticos, com várias combinações diferentes de métodos de acionamento:



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Válvula direcional de 3/2 vias NF, com acionamento por pressão piloto e retorno por mola

Enquanto a linha de pilotagem 12 não for pressurizada, as molas mantêm a válvula em sua posição inicial NF: o pórtico de pressão 1 está bloqueado e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Pressurizando-se a linha de pilotagem 12, o carretel é empurrado para baixo, contra as molas, abrindo a passagem de ar de 1 para 2 e fechando o pórtico 3 de escape de ar para a atmosfera.

As características de construção dessa válvula, assim como as da anterior, permitem que ela opere normalmente aberta, bastando, para isso, inverter as conexões de entrada de pressão 1 e de escape de ar 3, como mostra a figura a seguir.



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Válvula direcional de 3/2 vias NA, com acionamento por pressão piloto e retorno por mola

Enquanto a linha de pilotagem 10 não for pressurizada, as molas mantêm a válvula em sua posição inicial NA: o ar comprimido flui livremente do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2 e o escape de ar 3 permanece fechado.

Pressurizando-se a linha de pilotagem 10, o carretel é empurrado para baixo, contra as molas, bloqueando a entrada de pressão 1 e abrindo a via de trabalho 2 para a atmosfera, através do pórtico de escape de ar 3.



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Válvula direcional de 4/2 vias, com acionamento por pressão piloto e retorno por mola

Nessa outra válvula, enquanto a linha de pilotagem 14 não for pressurizada, as molas mantêm os carretéis empurrados para cima, com a válvula em sua posição cruzada inicial. O ar comprimido flui do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2, ao mesmo tempo em que a via de trabalho 4 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Pressurizando-se a linha de pilotagem 14, os carretéis são empurrados para baixo, contra as molas, acionando a válvula na posição paralela. Nessa posição, o ar comprimido passa a fluir do pórtico 1 para a via de trabalho 4, enquanto que a 2 agora é aliviada para a atmosfera pelo pórtico de exaustão 3.

Válvula direcional de 5/2 vias do tipo memória, com acionamento por duplo piloto pneumáticoEssa é uma válvula de impulso, de cursor deslizante, que não possui molas de retorno. Uma vez acionada, ela permanece na posição mesmo que cesse o acionamento.



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Pressurizando-se a linha de pilotagem 12, o carretel deslizante é empurrado para a direita, direcionando o ar comprimido da linha de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2, bem como descarregando a via de trabalho 4 para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 5, enquanto a exaustão 3 permanece isolada.

Mesmo que a linha de pilotagem 12 seja despressurizada, como não há mola na extremidade direita do carretel, este permanece na posição, mantendo 1 para 2 e 4 para 5, com o pórtico de escape de ar 3 fechado.

Na outra posição, pressurizando-se a linha de pilotagem 14, o carretel deslizante é empurrado para a esquerda, direcionando o ar comprimido da linha de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 4, assim como descarregando a via de trabalho 2 para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3, enquanto a exaustão 5 permanece bloqueada.

Aqui também, mesmo que a linha de pilotagem 14 seja despressurizada, como também não há mola na extremidade esquerda do carretel, este permanece na posição, mantendo 1 para 4 e 2 para 3, com o pórtico de escape de ar 5 isolado.



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Válvula direcional de 3/2 vias NF, com acionamento elétrico por solenóide e retorno por mola Essa válvula tem o funcionamento semelhante ao de outras já estudadas até aqui. A diferença está no tipo de acionamento utilizado. Trata-se de uma válvula acionada eletricamente por meio de solenóide, método utilizado com muita freqüência na automatização de sistemas pneumáticos.

Enquanto a bobina do solenóide não for energizada, a mola mantém o carretel da válvula apoiado em sua sede inferior e a válvula em sua posição inicial NF: o pórtico de pressão 1 está bloqueado e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de exaustão 3.

Quando o solenóide é energizado, é gerado um campo magnético no interior da válvula que atrai o carretel para cima, contra a força da mola, apoiando o mesmo em sua sede superior. Nessa posição, abre-se a passagem de ar de 1 para 2 e bloqueia-se o pórtico 3 de escape para a atmosfera.

Enquanto o solenóide for mantido energizado, o campo magnético mantém a válvula aberta. Uma vez desligado o solenóide, a mola retorna a válvula para a sua posição inicial NF.



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Os solenóides mais utilizados em comandos eletropneumáticos são os de 24V, em corrente contínua. São encontrados, também, solenóides de 110V, 220V e 12V, sendo este último empregado com freqüência em sistemas automotivos.

Válvula direcional de 3/2 vias NF, acionada por rolete mecânico e servocomando, com retorno por mola Essa válvula tem como novidade o acionamento por rolete mecânico indireto e pilotagem pneumática. O rolete, quando acionado, abre uma passagem interna de ar que pilota a válvula, empurrando o carretel para baixo, contra a força da mola.

O ar comprimido entra pelo pórtico de pressão 1, alimentando a válvula e o servopiloto situado abaixo da haste do rolete, através de um orifício interno de pilotagem.

Enquanto o rolete não for acionado, as molas mantêm a válvula em sua posição inicial NF: a pressão está bloqueada e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Quando o rolete mecânico é acionado, uma haste desloca o assento de vedação da sede do servopiloto, abrindo uma passagem interna de ar do pórtico de pressão 1 para



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superfície superior da membrana de pilotagem, a qual empurra o carretel para baixo, contra a força da mola, abrindo a válvula. Nessa posição, o ar comprimido passa a fluir do pórtico 1 para a via de trabalho 2, enquanto o escape de ar 3 é fechado.

As características de construção dessa válvula permitem que ela opere, também, na condição normal aberta. Para isso, além de se inverter as conexões de entrada de pressão 1 e de escape de ar 3, como já foi visto, deve-se desmontar o cabeçote superior da válvula e montá-lo a 180° para que o servopiloto passe a ser alimentado pela novo pórtico de pressão, como mostra a figura a seguir.

Válvula direcional de 3/2 vias NA, acionada por rolete mecânico e servocomando, com retorno por mola

Agora, com os pórticos de pressão 1 e de exaustão 3 invertidos, assim como o cabeçote superior da válvula, o ar comprimido alimenta o servopiloto e passa livremente do pórtico de pressão 1 para a via de trabalho 2, enquanto o rolete mecânico não for acionado. Nessa posição, o pórtico de escape de ar 3 permanece fechado.

Quando o rolete mecânico é acionado, a haste desloca o assento de vedação da sede do servopiloto, abrindo a passagem interna de ar do pórtico de pressão 1 para



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superfície superior da membrana de pilotagem, a qual empurra o carretel para baixo, contra a força da mola, fechando a válvula. Nessa posição, o pórtico de entrada de pressão 1 é bloqueado e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Válvula direcional de 4/2 vias, acionada por rolete mecânico e servocomando, com retorno por mola A válvula apresentada, a seguir, possui as mesmas características de acionamento da válvula anterior: rolete mecânico indireto e pilotagem pneumática.

Na posição cruzada inicial, enquanto o rolete mecânico não for acionado, o ar comprimido flui do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 4, ao mesmo tempo em que a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Quando o rolete mecânico é acionado, a haste desloca o assento de vedação da sede do servopiloto, abrindo a passagem interna de ar do pórtico de pressão 1 para superfície superior da membrana de pilotagem, a qual empurra o carretel para baixo, contra a força da mola, levando a válvula para a posição paralela. Nessa posição, o ar comprimido passa a fluir de 1 para 4 e de 2 para 3.



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Válvula direcional de 4/2 vias, acionada eletricamente por solenóide e servocomando, com retorno por mola

Com o solenóide desligado, as molas mantêm a válvula em sua posição cruzada inicial. O ar comprimido flui do pórtico 1 para o 2 e a via de trabalho 4 descarrega para a atmosfera por 3.

Quando o solenóide é energizado, abre-se uma passagem de ar da linha de pressão para pilotagem dos carretéis, empurrando-os para baixo e levando a válvula para a sua posição paralela. Nessa posição, inverte-se o fluxo de ar direcionando 1 para 4 e 2 para 3, enquanto o solenóide permanecer energizado.

Nas válvulas direcionais servocomandadas, como o acionamento é feito pela pressão do ar comprimido e não pelo acionador principal, as forças de acionamento são bastante reduzidas, o que permite utilizar solenóides de pequeno porte, os quais, além de economizar energia, ocupam pouco espaço e reduzem o peso do equipamento.



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Válvula direcional de 4/2 vias, acionada eletricamente por duplo solenóide e duplo servocomando

Essa válvula é de impulso ou do tipo memória, ou seja, não possui retorno por molas. Seu acionamento é elétrico por dois solenóides e dois servopilotos, um para cada posição.

O duplo servocomando apresenta a vantagem de proteger os solenóides caso ocorra alguma falha no comando, que provoque a energização dos dois ao mesmo tempo.



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Este tipo de falha, embora pouco comum, pode provocar a queima dos solenóides em válvulas de acionamento direto, sem servocomando. Nessa válvula, como não há mola de reposição, não é necessário manter o solenóide energizado para garantir a posição da válvula por um período longo de tempo. Com um pulso breve a válvula se posiciona e mantém a posição mesmo que o solenóide seja desligado.

Válvulas de fechamento As válvulas de fechamento são direcionais simples que abrem e fecham a passagem do fluxo de ar comprimido e, geralmente, são acionadas manualmente.

Tipos de válvulas de fechamento

As válvulas de fechamento mais comumente utilizadas são as do tipo gaveta e de esfera, com acionamento rápido a 90°.

Geralmente, são empregadas nas redes de distribuição como registros de abertura e fechamento da alimentação de ar comprimido para máquinas e equipamentos pneumáticos.

Válvulas de bloqueio

As válvulas de bloqueio, embora muitos as considerem como sendo um grupo diferenciado de válvulas, têm a função de controlar a direção do fluxo de ar



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comprimido. Nesse sentido, podemos considerá-las como pertencentes ao grupo das válvulas direcionais.

São quatro as válvulas de bloqueio: válvula de retenção; válvula alternadora (elemento OU); válvula de simultaneidade (elemento E); válvula de escape rápido.

Válvula de retenção A válvula de retenção permite a passagem livre do ar comprimido em uma determinada direção e impede o fluxo do ar no sentido oposto.

No sentido do pórtico 1 para o 2, a pressão do ar comprimido vence com facilidade a força da mola, empurra o carretel interno da válvula para a direita e flui livremente em direção ao pórtico de saída 2.

Ao contrário, se o ar comprimido tentar fluir no sentido oposto, de 2 para 1, além da mola que mantém a superfície cônica do carretel apoiada em sua sede, a própria pressão do ar auxilia a mola a bloquear a válvula, impedindo o fluxo de 2 para 1.

Existem válvulas de retenção que não possuem mola. Geralmente, são montadas na posição vertical pois, o fechamento da válvula é feito pela ação da gravidade.



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Outra derivação desse tipo de válvula é a de retenção pilotada, apresentada na figura a seguir.

A válvula de retenção pilotada comporta-se como uma retenção comum, permitindo o fluxo livre do pórtico 1 para o 2 e impedindo a passagem do ar de 2 para 1, enquanto não for pressurizada a linha de pilotagem 21.

Quando a linha de pilotagem 21 é pressurizada, o carretel interno da válvula é empurrado para baixo, contra a força da mola, mantendo livre a passagem do ar nos dois sentidos de fluxo.

Válvula alternadora (elemento ou) A válvula alternadora é também conhecida como elemento OU, tendo em vista a sua capacidade de exercer a função lógica OU.

Essa válvula tem dois pórticos de entrada de pressão 1 (x e y) e um pórtico de saída 2 (A).



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Se o pórtico 1 (y) for pressurizado, a esfera de vedação se desloca para a esquerda, impedindo que o fluxo de ar saia em 1 (x) e direcionando o fluxo para a saída 2.

Da mesma forma, se o pórtico 1 (x) for pressurizado, a esfera de vedação se desloca para a direita, impedindo que o fluxo de ar saia em 1 (y) e direcionando o fluxo para a saída 2.

Dessa forma, podemos dizer que: para que tenhamos pressão de ar na saída 2 (A), basta pressurizarmos o pórtico de entrada de pressão 1 (x) OU 1 (y); daí a denominação "elemento OU".

A válvula alternadora é também conhecida como válvula seletora de pressão máxima, considerando-se que se pressurizarmos os pórticos de entrada 1 (x) e 1 (y) ao mesmo tempo, com pressões diferentes, saíra em 2 sempre a pressão maior. Se as pressões forem iguais, sairá em 2 a que chegar primeiro.

O elemento OU é utilizado, por exemplo, quando necessitamos comandar um atuador pneumático de dois locais diferentes e distantes entre si.

Válvula de simultaniedade (elemento e) A válvula de simultaneidade é conhecida também como elemento E, considerando-se a sua capacidade de exercer a função lógica E.



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Assim como na válvula anterior, essa também tem dois pórticos de entrada de pressão 1 (x e y) e um pórtico de saída 2 (A).

Se o pórtico 1 (x) for pressurizado, o carretel se movimenta para a direita, apoia a junta de vedação esquerda em sua sede e bloqueia a passagem do ar comprimido.

Da mesma forma, se o pórtico 1 (y) for pressurizado, o carretel se movimenta para a esquerda, apoia a junta de vedação direita em sua sede e bloqueia a passagem do ar comprimido.

Assim, se pressurizarmos somente um dos pórticos de entrada de pressão (x ou y), a válvula de simultaneidade não permite a passagem no ar para o pórtico 2, como acontecia na válvula anterior.

Para que tenhamos ar no pórtico de saída 2, obrigatoriamente temos que pressurizar os dois pórticos de entrada de ar 1, ao mesmo tempo ou simultaneamente; daí o nome "válvula de simultaneidade".



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Dessa forma, podemos dizer que: para que tenhamos pressão de ar na saída 2 (A), temos que pressurizar os pórticos de entrada de pressão 1 (x) E 1 (y) ao mesmo tempo; daí a denominação "elemento E".

A válvula de simultaneidade é também conhecida como válvula seletora de pressão mínima pois se pressurizarmos os pórticos de entrada 1 (x) e 1 (y) com pressões diferentes, saíra em 2 sempre a pressão menor. Se as pressões forem iguais, sairá em 2 a que chegar depois.

O elemento E é utilizado, por exemplo, em comandos bimanuais para prensas, onde o atuador somente entra em movimento quando o operador acionar as duas válvulas simultaneamente, garantindo que suas mãos estejam fora da área de trabalho da máquina.

Válvula de escape rápido A válvula de escape rápido possui uma entrada de pressão 1, uma via de trabalho 2 e um pórtico de escape de ar para a atmosfera 3.

Quando o fluxo do ar entra pelo pórtico 1, a junta de vedação é empurrada para a direita, pela própria força do ar, e apoiada na sua sede do lado direito, o que impede a saída do mesmo pelo pórtico de exaustão 3. Os lábios da junta de vedação flexionam e permitem a passagem do ar para a via de saída 2.



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Se, ao contrário, o fluxo de ar entra pelo pórtico 2, a junta de vedação é empurrada para a esquerda e apoiada na sua sede do lado esquerdo, o que impede a saída do mesmo pelo pórtico 1, forçando-o a exaurir para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Outro tipo de construção de válvula de escape rápido, com silenciador no pórtico de exaustão 3:

A válvula de escape rápido é empregada quando se deseja evitar que o ar comprimido tenha que fluir por todo o sistema antes de ser descarregado para a atmosfera. Reduzindo o atrito de saída do ar, os atuadores podem se movimentar com maior velocidade. Dessa forma, a válvula de escape rápido deve ser montada o mais próximo possível do atuador.

Geralmente, a válvula de escape rápido é conectada diretamente nos pórticos de alimentação de ar dos atuadores pneumáticos.



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Válvulas reguladoras de fluxo

A velocidade dos movimentos dos atuadores pneumáticos deve poder ser controlada de acordo com o trabalho a ser realizado.

As válvulas reguladoras de fluxo, também conhecidas como válvulas controladoras de vazão, ajustam a quantidade de ar comprimido que flui para os atuadores. Regulando a quantidade de ar, estaremos ajustando a velocidade de um atuador.

Mais ar = Maior velocidade Menos ar = Menor velocidade

As válvulas reguladoras de fluxo podem ser: fixa; variável; bidirecional; unidirecional.

As válvulas fixas ou redutoras de fluxo não permitem regulagem e são conhecidas na prática como válvulas de estrangulamento ou giclês.

Válvulas de estrangulamento fixas bidirecionais

Essas válvulas redutoras de fluxo, além de ser fixas, são bidirecionais pois estrangulam o fluxo do ar comprimido nos dois sentidos de direção.

As válvulas variáveis, ao contrário, permitem a regulagem da quantidade de ar comprimido que passa por elas. São como verdadeiras torneiras que possibilitam ajustes precisos do estrangulamento.



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Válvula reguladora de fluxo variável unidirecional

Quando houver a necessidade de se controlar o fluxo do ar comprimido apenas em um sentido de direção, utiliza-se uma válvula variável unidirecional, apresentada na figura a seguir.

A válvula reguladora de fluxo unidirecional é, na verdade, uma combinação de duas válvulas, ligadas em paralelo e montadas dentro de uma única carcaça: uma reguladora de fluxo variável e uma válvula de retenção.

Válvula reguladora de fluxo variável unidirecional

Na maioria das válvulas reguladoras de fluxo unidirecionais, encontradas no mercado, se o ar comprimido estiver fluindo no sentido do pórtico 1 para o 2, ele terá que passar pelo estrangulamento regulável da válvula. Apertando-se o parafuso de regulagem, a haste cônica da válvula desce e reduz a abertura de passagem do ar, o qual deverá



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fluir em menor quantidade. Soltando-se o parafuso, a haste sobe e aumenta a abertura de passagem do ar, permitindo que ele flua em maior quantidade.

Entretanto, se o ar comprimido estiver fluindo no sentido contrário, do pórtico 2 para o 1, a membrana de vedação é flexionada para cima, pela própria pressão exercida pelo ar, abrindo totalmente a passagem interna da válvula, o que permitirá ao ar fluir livremente, independentemente do ajuste efetuado no parafuso de regulagem da válvula.

Em outras palavras, a quantidade de ar é controlada apenas no sentido do pórtico 1 para o 2. No sentido contrário, de 2 para 1, o fluxo é totalmente liberado pela válvula de retenção, cuja função, nesse caso, é exercida pela membrana de vedação.

Válvulas controladoras de pressão

As válvulas controladoras ou reguladoras de pressão têm por finalidade ajustar a pressão do ar comprimido de acordo com a força de trabalho exigida pela máquina ou equipamento pneumático. Quanto maior for a pressão de trabalho, maior será a força exercida pelos atuadores pneumáticos.

Em sistemas pneumáticos, existem três tipos de válvulas controladoras de pressão: válvula limitadora de pressão ou válvula de segurança; válvula redutora de pressão ou regulador de pressão; válvula de seqüência.

A válvula limitadora de pressão, utilizada principalmente como válvula de segurança, foi estudada em detalhes no assunto Armazenamento e distribuição do ar comprimido. Sua função é limitar a pressão do ar a um valor máximo aceitável para um sistema pneumático.

A válvula redutora de pressão, por sua vez, também conhecida como regulador de pressão, tem a função de reduzir a pressão máxima do ar comprimido, servido na rede de distribuição, para valores compatíveis com as necessidades específicas de cada máquina ou equipamento pneumático, conforme foi apresentado no assunto Preparação do ar comprimido para o trabalho.



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A válvula de seqüência apresenta as mesmas características de construção e os mesmos princípios de funcionamento da válvula de segurança. Trata-se de uma válvula limitadora de pressão, normalmente fechada, que abre quando a pressão do ar comprimido ultrapassa seu valor de regulagem.

Na verdade, a diferença entre a válvula de seqüência e a de segurança está no pórtico de saída. Na válvula de segurança, a saída nada mais é do que um pórtico de escape de ar para a atmosfera. Na válvula de seqüência, a saída é conectada a uma linha secundária para que o ar comprimido possa ser aproveitado na execução de outro trabalho, em seqüência ao que já foi realizado.

Assim, uma segunda operação pneumática pode ser realizada somente quando a primeira tiver terminado, dando seqüência ao processo de trabalho.

A válvula de seqüência, apresentada a seguir, é, na verdade, uma válvula direcional de 3/2 vias NF, pilotada por ar comprimido e reposicionada por uma mola regulável.



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Enquanto a pressão na linha de pilotagem 12 for inferior à tensão regulada na mola, a válvula permanece na sua posição inicial, normalmente fechada, bloqueando o pórtico de entrada de pressão 1 e permitindo o escape do ar da via de trabalho 2 para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Quando a pressão da linha de pilotagem 12 for maior que a tensão ajustada na mola, a válvula é pilotada para a sua outra posição, abrindo a passagem do ar comprimido do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2 e fechando o pórtico 3 de escape de ar.

A válvula de seqüência, apresentada a seguir, é do tipo pré-operada. Trata-se de mais uma combinação de válvulas montadas dentro de uma só carcaça: uma válvula direcional de 3/2 vias NF e uma válvula limitadora de pressão.

A válvula limitadora de pressão é montada na linha de pilotagem da válvula direcional de 3/2 vias NF, que passa a ter uma mola de retorno convencional ao invés de regulável.

Quanto ao funcionamento, é idêntico ao da válvula de seqüência anterior: enquanto a pressão na linha de pilotagem 12 for inferior à tensão regulada na mola da limitadora, a



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direcional permanece na sua posição inicial, normalmente fechada, bloqueando o pórtico 1 e permitindo o escape do ar de 2 para a atmosfera pelo pórtico 3.

Quando a pressão da linha de pilotagem 12 for maior que a tensão ajustada na mola da limitadora, esta abre e pilota a direcional para a sua outra posição, abrindo a passagem do ar comprimido de 1 para 2 e fechando o pórtico 3.

A vantagem da válvula de seqüência pré-operada, em relação a anterior, está na redução do tempo de resposta da válvula quando é pilotada.

Combinações de válvulas

Com o intuito de reduzir o espaço, diminuir os pontos de possíveis vazamentos e baratear custos, entre outras vantagens, os fabricantes de componentes pneumáticos integram, em uma só carcaça, duas ou mais válvulas combinadas para exercerem funções específicas.

Como exemplo de combinação de válvulas, estudamos nas páginas anteriores duas delas: a válvula reguladora de fluxo unidirecional, que combinava um estrangulamento variável com uma válvula de retenção, ambas ligadas em paralelo; e a válvula de seqüência pré-operada, com uma direcional de 3/2 vias e uma limitadora de pressão montadas em uma única carcaça.

Vejamos outros exemplos de combinações de válvulas:

Válvula temporizadora NF O temporizador pneumático NF, também conhecido como válvula de retardo, possui uma válvula direcional de 3/2 vias NF, uma reguladora de fluxo unidirecional e um pequeno reservatório de ar, combinados em uma só carcaça.

A válvula direcional é pilotada por ar e reposicionada por mola. Em sua linha de pilotagem encontra-se a válvula reguladora de fluxo que controla a quantidade de ar a ser utilizado para pilotar a direcional. Uma pequena câmara de ar, entre as duas válvulas, é utilizada como reservatório para dar sensibilidade ao ajuste do tempo de pilotagem.



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Enquanto a linha de pilotagem 12 não for pressurizada, o temporizador permanece na sua posição inicial NF: o pórtico de entrada de pressão 1 permanece bloqueado e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Quando a linha de pilotagem 12 é pressurizada, o ar comprimido tem que passar pelo estrangulamento regulável da válvula reguladora de fluxo, encher o reservatório do temporizador e somente então conseguir pilotar a válvula direcional de 3/2 vias NF para a sua posição aberta. Dessa forma, ao contrário de uma válvula convencional que instantaneamente inverte de posição ao ser pilotada, no temporizador ocorre um atraso regulável entre o momento em que a linha de pilotagem é pressurizada e a inversão da válvula direcional propriamente dita.

Quanto maior for o fechamento da reguladora de fluxo, maior será o retardo na pilotagem da direcional. Ao contrário, se a reguladora de fluxo estiver totalmente aberta, o temporizador passa a funcionar como uma válvula direcional convencional, invertendo imediatamente de posição ao ser pilotado.



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Depois de pilotado, já na sua posição aberta, o ar comprimido poderá fluir do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2, enquanto que o pórtico de escape de ar 3 é bloqueado. Despressurizando-se a linha de pilotagem 12, o temporizador volta imediatamente a sua posição inicial, considerando-se que o ar acumulado no reservatório sai livremente pela retenção da reguladora de fluxo, independentemente da regulagem do estrangulamento, permitindo que a mola efetue o retorno instantâneo da válvula direcional para a posição NF.

Nesse temporizador, portanto, o retardo ocorre somente durante a pilotagem. O retorno à posição inicial é imediato.

Válvula temporizadora NA O temporizador pneumático NA possui as mesmas características de construção e de funcionamento do NF apresentado: uma válvula direcional, uma reguladora de fluxo unidirecional e um reservatório de ar, combinados em uma só carcaça. A diferença está na utilização de uma direcional de 3/2 vias NA no lugar da NF.



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Enquanto a linha de pilotagem 10 não for pressurizada, o temporizador permanece na sua posição inicial NA: o ar comprimido pode fluir do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2 e o pórtico de escape de ar 3 permanece fechado.

Quando a linha de pilotagem 10 é pressurizada, o ar comprimido tem que passar pelo estrangulamento regulável da válvula reguladora de fluxo, encher o reservatório do temporizador e somente então conseguir pilotar a válvula direcional de 3/2 vias NA para a sua posição fechada. Da mesma forma como foi visto anteriormente, ocorre um atraso controlado entre o momento em que a linha de pilotagem é pressurizada e a inversão da válvula direcional propriamente dita.

Depois de pilotado, o pórtico de entrada de pressão 1 é fechado e que a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Despressurizando-se a linha de pilotagem 10, o temporizador volta imediatamente a sua posição inicial NA.

Mais uma vez, o retardo ocorre somente durante a pilotagem. O retorno à posição inicial é imediato.

Geralmente, os temporizadores pneumáticos mais comumente utilizados possibilitam a regulagem do tempo de retardo na faixa de 0 a 30 segundos.

Contadores pneumáticos Os contadores pneumáticos possuem um sistema mecânico, acionado por pulsos de pilotagem pneumática, que efetua a contagem de sinais pneumáticos intermitentes.

São utilizados, geralmente, na contagem de ciclos de trabalho de máquinas e equipamentos pneumáticos.

Há dois tipos de contadores pneumáticos: contador totalizador; contador predeterminador.

O contador totalizador possui, geralmente, 6 dígitos de indicação, com capacidade de contagem de 0 a 999.999.



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Contador totalizador

Toda vez que o pórtico de contagem z é pressurizado, o sistema mecânico soma 1 à contagem. Sua reposição ao zero pode ser feita manualmente ou por meio de impulso pneumático no pórtico de reset y.

Já o contador predeterminador possui uma válvula direcional de 3/2 vias NF, acionada por um sistema de contagem mecânico de 5 dígitos, pilotado por pulsos pneumáticos.

Além de efetuar a contagem, esse tipo de contador abre a válvula de 3/2 vias NF quando a soma dos sinais pneumáticos intermitentes atingir o valor programado. Assim, pode-se utilizar o ar que sai dessa válvula para efetuar um comando pneumático, como por exemplo, desligar a máquina ao se atingir o total programado de peças produzidas.

Toda vez que o pórtico de pilotagem 12 é pressurizado, o sistema mecânico soma 1 à contagem.

Enquanto a somatória não atingir a contagem programada, a válvula direcional de 3/2 vias permanece na sua posição inicial NF, mantendo o pórtico de entrada de pressão 1 fechado e descarregando a via de trabalho 2 para a atmosfera, através do pórtico de escape de ar 3.



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Contador predeterminador

Ao atingir a contagem programada a válvula direcional é pilotada, abrindo a passagem do ar de 1 para 2 e fechando o escape de ar 3.

A reposição da contagem ao valor zero (reset) pode ser feita manualmente ou por meio de impulso pneumático no pórtico de pilotagem 10.

Sensores pneumáticos de proximidade

Os sensores pneumáticos de proximidade são, normalmente, válvulas direcionais de 3/2 vias NF utilizadas na emissão de sinais de partida e parada em comandos pneumáticos. São os componentes responsáveis em avisar o sistema automático que uma operação já terminou e que outra deve ser iniciada.

Os sensores pneumáticos classificam-se em dois grupos: sensores de proximidade com contato físico; sensores de proximidade sem contato físico.

Os sensores pneumáticos de proximidade, com contato físico, são acionados mecanicamente por meio de hastes apalpadoras, roletes mecânicos ou gatilhos, já estudados no assunto intitulado "válvulas direcionais".



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Já os sensores pneumáticos de proximidade, sem contato físico, podem ser acionados magneticamente ou pneumaticamente, por pressão diferencial ou detecção de baixa pressão.

Sensor pneumático magnético Os sensores pneumáticos magnéticos são válvulas direcionais de 3/2 vias NF, acionadas por atração magnética e com retorno por mola. São amplamente empregados na indicação de posição de cilindros pneumáticos com êmbolo magnético ou sistemas mecânicos que disponham de imãs para ativação do sensor.

Normalmente, os sensores magnéticos são montados diretamente do lado externo da camisa dos cilindros pneumáticos, cujo êmbolos possuam um imã permanente fixado entre as juntas de vedação.



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O sensor magnético possui uma lingüeta de comutação que mantém bloqueada a passagem do ar comprimido.

Enquanto não houver sensibilização magnética, o pórtico de entrada de pressão 1 permanece fechado e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Ao se aproximar um campo magnético, a lingüeta de comutação é atraída, permitindo a passagem do ar do pórtico de entrada de pressão 1 para a via de trabalho 2 e bloqueando o pórtico de escape de ar 3.



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Devido principalmente às suas dimensões reduzidas e, consequentemente, baixas vazões, os sensores pneumáticos magnéticos devem ser empregados como elementos de sinal para pilotar outras válvulas. Não é recomendada sua utilização no comando direto de atuadores pneumáticos.

Sensor pneumático de reflexão O sensor pneumático de reflexão possui um bico emissor anular, que expulsa um jato de ar constante e controlado para o ambiente, e um bocal receptor central, ambos incorporados em um único corpo. A pressão do jato de ar contínuo emitido é ajustada na faixa entre 0,1 e 0,2 bar, daí a razão desse tipo de sensor ser também conhecido como sensor de baixa pressão.

Há, também, uma válvula reguladora de fluxo interna, incorporada ao conjunto, a qual permite ajustar a sensibilidade do sensor.



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O ar comprimido, calibrado a uma pressão entre 0,1 e 0,2 bar, entra pelo pórtico 1 do sensor, flui pelo seu corpo e sai para o ambiente em forma de jato anular contínuo, através do bico emissor. Uma pequena parte desse ar flui também pela válvula reguladora de fluxo, em direção ao bocal receptor. Pelo princípio Venturi, o fluxo de ar que escapa pelo bico emissor provoca uma depressão que aspira também o ar do bocal receptor, mantendo o pórtico de saída 2 do sensor sem pressão.

Quando um objeto se aproxima do sensor, provocando uma perturbação na continuidade do jato de ar que escapa pelo bico anular, a depressão no bocal receptor é substituída por uma sobrepressão. Com isso, parte do jato de ar do bico emissor entra pelo bocal receptor, une-se ao ar que passa pela válvula reguladora de fluxo e flui em direção ao pórtico de saída 2 do sensor. Esse sinal de saída, também de baixa pressão, é então amplificado e utilizado para pilotar as válvulas que comandam os movimentos dos atuadores pneumáticos.

Os sensores pneumáticos de reflexão, em geral, detectam a presença de objetos a uma distância entre 1 e 6mm, sem a necessidade de contato físico. Alguns modelos podem ser sensibilizados em até 20mm de distância entre o sensor e a peça.



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Além disso, os sensores pneumáticos de reflexão não são suscetíveis à sujeira excessiva, ondas sonoras, escuridão e objetos translúcidos ou magnéticos, fatores que interferem no funcionamento de muitos tipos de sensores.

Amplificadores de pressão Como vimos, os sensores de reflexão, assim como outros tipos de sensores pneumáticos de baixa pressão como barreira de ar e tubo sensor, emitem sinais de pressão na faixa entre 0,1 e 0,2bar. Esses sinais de baixa pressão não são suficientes nem mesmo para pilotar uma válvula direcional do tipo memória, cuja pressão mínima de trabalho é, geralmente, de 2bar. Dessa forma, para que se possa utilizar sensores pneumáticos de baixa pressão é necessário aumentar seus sinais de saída, empregando amplificadores de pressão.

Os amplificadores de pressão nada mais são do que válvulas direcionais pilotadas pneumaticamente, cujos pórticos de pilotagem são extremamente sensíveis, capazes de operar com sinais de pressão na ordem de 0,1 a 0,2bar, compatíveis com as saídas dos sensores de baixa pressão.

Há dois tipos de amplificador de pressão: simples ou de ação direta; servocomandado ou de ação indireta.

Nos amplificadores simples ou de ação direta, uma membrana com superfície de grandes proporções aciona o carretel de uma válvula direcional, conforme apresentado na figura a seguir.

Nesse caso, trata-se de uma válvula direcional de 3/2 vias NF, pilotada pneumaticamente à baixa pressão e reposicionada por mola.



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Enquanto não existir sinal proveniente do sensor, na linha de pilotagem 12, a válvula direcional permanece na sua posição inicial NF: o pórtico de entrada de pressão 1 está fechado e a via de trabalho 2 descarrega para a atmosfera pelo pórtico de escape de ar 3.

Quando o sensor emite um sinal na linha de pilotagem 12, a membrana é acionada e leva consigo o carretel da válvula para cima, contra a força da mola. Dessa forma, abre-se a passagem do ar comprimido do pórtico de entrada 1 para a via de trabalho 2, ao mesmo tempo em que o pórtico de escape de ar 3 é fechado.

Já nos amplificadores de ação indireta ou servocomandados, a membrana abre uma passagem de ar da própria linha de alimentação para pilotar o carretel.



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Esquemas pneumáticos de comando

As máquinas e equipamentos pneumáticos, aplicados em larga escala na automatização dos processos industriais de produção, têm seus movimentos efetuados por meio de atuadores comandados e controlados por combinações de válvulas que, interligadas por meio de tubulações rígidas ou flexíveis, formam o circuito pneumático capaz de realizar as funções e o trabalho desejados.

Os circuitos pneumáticos são representados por esquemas de comando onde todos os componentes utilizados no sistema são representados pelos seus respectivos símbolos normalizados.

Nos circuitos pneumáticos, os componentes são distribuídos em quatro grupos distintos de elementos, de acordo com a função de cada um:



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Elementos de trabalho São todos os atuadores, tais como: cilindros lineares e giratórios, motores, garras e elementos de vácuo. Em circuitos pneumáticos seqüenciais, com mais de um elemento de trabalho, os atuadores são identificados por letras maiúsculas A, B, C, D, E, ..., de acordo com a ordem de movimentos.

Elementos de comando São as válvulas direcionais que comandam diretamente os atuadores, invertendo seus sentidos de movimento.

Elementos de sinais São as válvulas direcionais de acionamento manual ou mecânico, fins de curso e sensores que pilotam as válvulas de comando principal.

Elementos auxiliares São classificados em dois tipos: - os componentes responsáveis pela preparação do ar para todo o circuito

pneumático, tais como filtros, reguladores de pressão, manômetros, lubrificadores e unidades de conservação;

- os componentes que influenciam nas forças e velocidades de movimento dos atuadores, tais como válvulas reguladoras de fluxo, controladoras de pressão e escapes rápidos.



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Denominação dos componentes pneumáticos

Cada componente pneumático integrante do circuito é identificado, no esquema de comando, por meio de números. Através dos números de identificação é possível determinar a função que cada um dos componentes exerce dentro do circuito e o grupo ao qual ele pertence.

A identificação é feita com dois números separados por um ponto.

Elementos de trabalho Os atuadores pneumáticos deverão receber, como primeiro número, os algarismos 1, 2, 3, 4, ..., em ordem crescente, de acordo com a quantidade de atuadores presentes no circuito e sua respectiva seqüência de acionamento. O segundo número, por sua vez, deverá ser sempre o algarismo 0.

Assim, por exemplo, numa máquina que possua 4 atuadores, os mesmos serão identificados como 1.0, 2.0, 3.0 e 4.0, sendo 1.0 o primeiro atuador a se movimentar e 4.0 o último.

Elementos de comando As válvulas de comando principal deverão receber, como primeiro algarismo, o mesmo número do atuador que elas estiverem comandando. O segundo número, por sua vez, deverá ser sempre o algarismo 1.

Dessa forma, a válvula que comanda os movimentos do cilindro 1.0 deverá ser identificada com o número 1.1, a que comanda o cilindro 2.0 deverá ser a 2.1 e assim por diante.



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Elementos de sinais Os componentes pertencentes às linhas de pilotagem da válvula de comando, que influenciam o movimento de avanço do atuador, deverão receber, como primeiro algarismo, o mesmo número do atuador que eles estiverem influenciando. O segundo número, por sua vez, deverá ser sempre um número par, em ordem crescente de baixo para cima no esquema de comando, de acordo com o número de componentes presentes na linha de pilotagem, com exceção do algarismo 0 que é exclusivo do atuador.

Já os componentes pertencentes às linhas de pilotagem da válvula de comando, que influenciam o movimento de retorno do atuador, deverão receber também, como primeiro algarismo, o mesmo número do atuador que eles estiverem influenciando. O segundo número, entretanto, deverá ser sempre um número impar, também em ordem crescente de baixo para cima no esquema de comando, de acordo com o número de componentes presentes na linha de pilotagem, com exceção do algarismo 1 que é exclusivo da válvula de comando principal.

Assim, por exemplo, uma válvula acionada por botão que pilota o comando principal 3.1 para que o cilindro 3.0 avance, deverá ser identificada com o número 3.2, se ela for a primeira válvula de passagem do ar na linha de pilotagem. Se for a segunda será 3.4, a terceira 3.6 e assim por diante.

Outra válvula, agora do tipo fim de curso acionada por rolete mecânico, que pilota o comando principal 2.1 para que o cilindro 2.0 retorne, deverá ser identificada com o número 2.3, se ela for a primeira válvula de passagem do ar na linha de pilotagem. Se for a segunda será 2.5, a terceira 2.7 e assim por diante.

Elementos auxiliares Os componentes pneumáticos instalados na linha de alimentação de ar deverão receber, como primeiro número, sempre o algarismo 0. O segundo número, por sua vez, deverá ser os algarismos 1, 2, 3, 4, ..., em ordem crescente, de acordo com a quantidade de elementos presentes no circuito.



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Os componentes instalados entre a válvula de comando principal e o atuador, que interferem nas forças e ou velocidades do mesmo, deverão receber o número completo do atuador e mais um terceiro algarismo o qual deverá ser par se a influência for no avanço ou impar se for no retorno, também em ordem crescente de baixo para cima no esquema de comando, de acordo com o número de componentes existentes.

Dessa forma, uma válvula reguladora de fluxo que controla a velocidade de avanço do cilindro 5.0 deverá ser identificada com o número 5.02. Por outro lado, se essa válvula estiver controlando a velocidade de retorno do mesmo cilindro, será identificada como 5.01.

Outros exemplos dessa denominação de componentes em esquemas de comando serão abordados, a seguir, quando estudaremos os principais circuitos básicos e suas respectivas funções dentro de um sistema pneumático. O funcionamento de cada um deles poderá ser comprovado por meio de ensaios, realizados nos painéis simuladores do laboratório de Pneumática.



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Circuitos pneumáticos básicos

Ensaio 1: Comando direto de um cilindro de ação simples com retorno por mola, por meio de uma válvula direcional de 3/2 vias com acionamento manual.

Acionando-se o botão S1, a haste do cilindro avança comprimindo a mola. Soltando-se o botão S1, a mola retorna o cilindro a sua posição inicial.



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Ensaio 2: Comando direto de um cilindro de ação dupla, por meio de uma válvula direcional de 5/2 vias acionada manualmente com trava.

Acionando-se o botão S1, a haste do cilindro avança. Soltando-se o botão S1, o cilindro permanece avançado pois a válvula de comando 1.2 possui um detente que a mantém travada na posição acionada. O cilindro somente retorna a sua posição inicial se o botão S1 for acionado no sentido contrário.



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Ensaio 3: Comando de um elemento gerador de vácuo.

Girando-se o botão S1 para a direita, a válvula de comando 1.2 abre a passagem do ar comprimido em direção à entrada do gerador de vácuo, permanecendo travada na posição, mesmo que o botão S1 seja liberado.

Com o ar comprimido fluindo através do elemento gerador, forma-se um vácuo no pórtico U, que ligado a uma ventosa, pode ser utilizado na fixação e transporte de peças, em braços manipuladores.

Girando-se o botão S1 para a esquerda, a válvula de comando 1.2 retorna a sua posição inicial, interrompendo a alimentação de ar comprimido para o elemento gerador e eliminando o vácuo no pórtico U.



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Ensaio 4: Controle de velocidade de avanço de um cilindro de ação simples com retorno por mola.

Acionando-se o botão S1, a haste do cilindro avança com velocidade controlada pois a válvula reguladora de fluxo 1.02 controla o volume de ar comprimido que entra na câmara traseira do cilindro. Soltando-se o botão S1, a mola retorna o cilindro a sua posição inicial. No retorno, a velocidade é normal, pois o ar que sai da câmara traseira do cilindro pode fluir livremente através da retenção incorporada na válvula reguladora de fluxo.



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Ensaio 5: Controle da velocidade de retorno de um cilindro de ação simples com retorno por mola.

Nesse caso, com a válvula reguladora de fluxo montada ao contrário, controlando o ar que sai da câmara traseira do cilindro, acionando-se o botão S1, a haste do cilindro avança com velocidade normal, pois o ar comprimido pode fluir livremente através da retenção. Porém, soltando-se o botão S1, a mola retorna o cilindro a sua posição inicial com velocidade controlada pela válvula reguladora de fluxo 1.01, que restringe a saída do ar da câmara traseira do cilindro para a atmosfera.



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Ensaio 6: Controle das velocidades de avanço e de retorno de um cilindro de ação simples com retorno por mola.

Com duas válvulas reguladoras de fluxo unidirecionais, ligadas em série e montadas opostas entre si, acionando-se o botão S1, o ar comprimido passa restringido na válvula 1.02 e a haste do cilindro avança com velocidade controlada. Durante o movimento de avanço, a válvula 1.01 não interfere na velocidade do cilindro, pois o ar pode fluir livremente através de sua retenção.

Soltando-se o botão S1, a haste do cilindro retorna e o ar acumulado na sua câmara traseira tem sua saída restringida pela válvula 1.01, o que controla a velocidade de retorno do cilindro. Nesse caso, a válvula 1.02 não interfere na velocidade de retorno do cilindro, pois o ar também pode fluir livremente através de sua retenção.



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Ensaio 7: Controle das velocidades de avanço e de retorno de um cilindro de ação dupla.a. Controle de entrada:

No controle de entrada, as válvulas reguladoras de fluxo são montadas controlando a vazão do ar comprimido que vai entrar nas câmaras do cilindro, tanto no avanço como no retorno. Sendo assim, a válvula 1.02, montada na linha da câmara traseira do cilindro, controla a velocidade de avanço da haste, enquanto que a válvula 1.01, montada na linha da câmara dianteira, regula a velocidade de retorno.



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b. Controle de saída:

Já no controle de saída, as válvulas reguladoras de fluxo são montadas controlando a vazão do ar que sai das câmaras do cilindro, tanto no avanço como no retorno. Sendo assim, a válvula 1.02, agora montada na linha da câmara dianteira do cilindro, controla a velocidade de avanço da haste, enquanto que a válvula 1.01, montada agora na linha da câmara traseira, regula a velocidade de retorno.



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Ensaio 8: Comando de um cilindro de ação simples com retorno por mola de dois locais diferentes entre si.

Nesse caso, acionando-se o botão S1 ou o S2, a haste do cilindro avança comprimindo a mola. A válvula alternadora 1.6, também conhecida como elemento OU, permite que o cilindro possa ser comandado de dois locais diferentes, dirigindo o fluxo do ar comprimido, proveniente da válvula que foi acionada, para a câmara traseira do cilindro e, ao mesmo tempo, impedindo sua descarga para a atmosfera através dos pórticos 2 e 3 da outra válvula que permanece desacionada.

Para que ocorra o retorno do cilindro, os botões S1 e S2 devem estar desacionados.



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Ensaio 9: Comando bi-manual de um cilindro de ação simples com retorno por mola.

Nesse caso, a haste do cilindro avança somente quando os dois botões S1 e S2 forem acionados ao mesmo tempo ou simultaneamente. A válvula de simultaneidade 1.6, também conhecida como elemento E, garante que se apenas um botão de comando for acionado, o cilindro não avança, recurso muito utilizado no comando de movimentos que podem oferecer riscos de acidentes para o operador. Dessa forma, o avanço do cilindro só ocorrerá por meio de um comando bi-manual, ou seja, somente quando os dois botões de comando estiverem acionados.

Para que ocorra o retorno do cilindro, basta soltar qualquer um dos botões, S1 ou S2.



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Ensaio 10: Retorno rápido de um cilindro de ação simples a sua posição inicial.

Quando um cilindro de ação simples com retorno por mola deve retornar rapidamente a sua posição inicial, com uma velocidade acima do normal, devemos reduzir o atrito de saída do ar acumulado na sua câmara traseira. Isso se consegue por meio da utilização de uma válvula de escape rápido.

Quando o botão S1 da válvula de comando for acionado, o ar comprimido flui para a câmara traseira do cilindro, através da válvula de escape rápido 1.01, fazendo com que a haste do cilindro avance normalmente.

Soltando-se o botão S1, o ar acumulado na câmara traseira do cilindro flui rapidamente para a atmosfera, através da válvula de escape rápido 1.01, sem ter que passar por toda a tubulação e pela válvula de comando. Dessa forma, reduzindo-se o atrito de saída do ar para a atmosfera, a mola do cilindro retorna a haste com maior velocidade.



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Para maior eficiência da válvula de escape rápido, esta deverá ser montada o mais próximo possível do cilindro.

Ensaio 11: Avanço rápido de um cilindro de ação dupla.

Quando a haste de um cilindro de ação dupla deve avançar rapidamente, com uma velocidade acima do normal, devemos reduzir o atrito de saída do ar acumulado na sua câmara dianteira, dando condições para que o ar comprimido introduzido na câmara traseira possa avançar o cilindro com maior velocidade. Isso se consegue por meio da utilização de uma válvula de escape rápido, montada o mais próximo possível do pórtico de retorno do cilindro.

Quando o botão S1 da válvula de comando for acionado, o ar comprimido flui para a câmara traseira do cilindro, fazendo com que a haste do cilindro avance. O ar acumulado na câmara dianteira flui rapidamente para a atmosfera, através da válvula de escape rápido 1.02, sem ter que passar por toda a tubulação e pela válvula de



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comando. Dessa forma, reduzindo-se o atrito de saída do ar para a atmosfera, a haste do cilindro avança com maior velocidade.

Acionando-se o botão S1 no sentido contrário, o ar a haste do cilindro retorna normalmente pois a válvula de escape rápido 1.02 não interfere no movimento de retorno.

Ensaio 12: Comando indireto de um cilindro de ação simples com retorno por mola.

Nesse caso, a válvula 1.2, acionada pelo operador, não comanda mais os movimentos do cilindro. Trata-se agora de uma válvula piloto, normalmente de acionamento leve e de pequeno porte, cuja função é apenas emitir um sinal para a válvula principal 1.1, a qual deverá comandar todos os movimentos o atuador.

Acionando-se o botão S1 da válvula piloto 1.2, esta emite um sinal pneumático que inverte a posição da válvula de comando principal 1.1, fazendo com que a haste do cilindro avance.



225

Soltando-se o botão S1, o sinal de pilotagem da válvula de comando principal 1.1 é interrompido, a válvula 1.1 volta a sua posição inicial e a haste do cilindro retorna.

Ensaio 13: Comando indireto de um cilindro de ação dupla por meio de uma válvula do tipo memória.

Acionando-se o botão S1, a válvula de comando principal 1.1 é pilotada para a direita, fazendo com que a haste do cilindro avance. Como se trata de uma válvula de impulso, com a característica de memorizar o último comando, mesmo que o botão S1 seja desacionado interrompendo o sinal de pilotagem, a válvula principal 1.1 permanece acionada para a direita, fazendo com que a haste do cilindro continue avançando.

Acionando-se o botão S2, a válvula de comando principal 1.1 é pilotada para a esquerda, fazendo com que a haste do cilindro retorne. Mais uma vez a função de memória pode ser observada ,pois mesmo que o botão S2 seja desacionado interrompendo o sinal de pilotagem, a válvula principal 1.1 permanece acionada para a esquerda e a haste do cilindro prossegue no seu movimento de retorno.



226

Ensaio 14: Comando de avanço de um cilindro de ação dupla de dois locais diferentes com retorno automático à posição inicial.

Acionando-se o botão S1 ou o S2, a válvula de comando principal 1.1 é pilotada para a direita e a haste do cilindro avança. Mesmo que o botão de comando que iniciou o movimento seja desacionado, a característica de memorização do último acionamento da válvula 1.1 faz com que a haste do cilindro continue avançando.

Ao alcançar o final do curso de avanço, a haste do cilindro aciona o rolete mecânico da válvula 1.3 que pilota a válvula principal 1.1 para a esquerda, provocando o movimento de retorno automático do cilindro.

Quando a haste do cilindro começa a retornar, o rolete mecânico da válvula 1.3 é desacionado mas o cilindro prossegue no seu movimento de retorno, devido à característica de memorização da válvula de comando principal 1.1.



227

Ensaio 15: Retorno automático de um cilindro de ação dupla quando for atingida a pressão pré-programada em uma válvula de seqüência.

Acionando-se o botão S1, a válvula de comando principal 1.1 é pilotada para a direita, fazendo com que a haste do cilindro avance. Ao mesmo tempo, a linha de pilotagem da válvula de seqüência 1.3, ligada à câmara traseira do cilindro, também é alimentada com uma pressão inferior à tensão de sua mola, considerando-se que enquanto a haste do cilindro estiver em movimento a pressão na linha de avanço é pequena.

Quando a haste alcança o final do curso de avanço, a pressão na câmara traseira do cilindro aumenta e atinge o valor de regulagem da mola da válvula de seqüência 1.3, a qual pilota a válvula principal 1.1 para a esquerda, provocando o movimento de retorno imediato da haste do cilindro.



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Ensaio 16: Comando de um cilindro de ação dupla, com retorno automático e parada temporizada no final do curso de avanço.

A partida do movimento de avanço da haste do cilindro é produzida pelo botão S1 da válvula de sinal 1.2.

O temporizador 1.5 controla o tempo de parada da haste do cilindro, no final do curso de avanço.

A válvula de rolete 1.6 garante o retorno da haste do cilindro à posição inicial, mesmo que o operador mantenha o botão S1 acionado.

O temporizador 1.4 impede que um novo ciclo seja iniciado quando a haste do cilindro alcança o final do curso de retorno, se o operador mantiver o botão S1 acionado. Para uma nova partida, o operador deverá soltar o botão S1 e acioná-lo novamente.



229

Ensaio 17: Partida em ciclo único ou contínuo de um cilindro de ação dupla, com retorno automático, controle de velocidade e parada de emergência na posição inicial.

Toda vez que for acionado o botão de emergência S0, a haste do cilindro retorna a sua posição inicial, tenha ou não completado o ciclo de movimentos. Para uma nova partida, em ciclo único ou contínuo, o operador deverá destravar o botão de emergência S0.



230

Ensaio 18: Comando bi-manual de um cilindro de ação dupla, com retorno automático acionado por meio de sensor de reflexão pneumático.

A haste do cilindro avança somente quando os dois botões S1 e S2 forem acionados simultaneamente, ou com um intervalo de tempo inferior à regulagem do temporizador 1.12. Caso a diferença de tempo entre os acionamentos de S1 e S2 seja maior que o valor ajustado no temporizador, este bloqueia a passagem do ar, impedindo a pilotagem da válvula principal 1.1 para o avanço do cilindro.

Quando a haste do cilindro alcança o final do curso de avanço, o sensor de reflexão 1.7 emite um sinal pneumático de baixa pressão ao amplificador 1.5 que se encarrega de pilotar a válvula principal 1.1 para que ocorra o retorno automático da haste do cilindro.



231

Ensaio 19: Contagem do ciclo de movimentos de um cilindro sem haste, comandado por um circuito flip-flop, montado a partir de dois temporizadores.

Acionando-se o botão de partida S1, a válvula 0.3 alimenta os temporizadores e despressuriza o pórtico de reset Y do contador pneumático 0.5.

O temporizador NA pressuriza o piloto 12 do temporizador NF que, após um período de tempo previamente ajustado, abre e pilota a válvula de comando 1.1, fazendo com que a corrediça do cilindro sem haste se movimente para a direita.

Ao mesmo tempo, o piloto 10 do temporizador NA é pressurizado pelo temporizador NF.

Assim que a câmara esquerda do cilindro é pressurizada, para que a corrediça se movimente para a direita, é emitido um sinal no piloto Z do contador que registra o início do primeiro ciclo de movimentos do cilindro.



232

O temporizador NA é ajustado para comutar sua posição, somente quando a corrediça do cilindro encerrar o movimento para a direita. Dessa forma, quando a corrediça chegar do lado direito, o temporizador NA fecha e despressuriza o piloto 12 do temporizador NF, o qual retorna imediatamente a sua posição inicial, cortando a pilotagem da válvula de comando 1.1 e despressurizando o piloto 10 do temporizador NA.

Quando a pilotagem da válvula de comando 1.1 é interrompida, a câmara direita do cilindro é pressurizada e a corrediça começa a se movimentar para a esquerda.

O temporizador NF é ajustado para comutar sua posição, somente quando a corrediça do cilindro encerrar o movimento para a esquerda. Assim, quando a corrediça chegar do lado esquerdo, o temporizador NF abre, pressuriza outra vez o piloto 10 do temporizador NA e pilota novamente a válvula de comando 1.1, fazendo a corrediça do cilindro se movimentar pela segunda vez para a direita e, com isso, emitindo um segundo pulso de contagem para o contador.

Dessa maneira, a corrediça do cilindro executará tantos movimentos consecutivos, para a direita e para a esquerda, quantos foram predeterminados no contador. Uma vez alcançado o número de ciclos ajustado no contador, este pilotará a válvula 0.3 para a esquerda, cortando a alimentação de ar para os temporizadores, o que interromperá o ciclo de movimentos do cilindro. Com a válvula 0.3 pilotada para a esquerda, ocorre também a pressurização do reset Y do contador, o que permite zerar o display, preparando o contador para o início de uma nova contagem, caso o botão de partida S1 seja acionado novamente.

O contador também permite que seu display seja zerado manualmente, por meio do acionamento do seu botão de reset, o que não interrompe o ciclo de movimentos da corrediça do cilindro.

A interrupção do ciclo de movimentos do cilindro pode ocorrer a qualquer momento, mesmo que a contagem predeterminada no contador não tenha sido alcançada, acionando-se o botão de parada de emergência S0.



233

Ensaio 20: Seqüência de movimentos A+B+A-B- com comando dos passos por chaves fim de curso.

Acionando-se o botão de partida S1, a haste do cilindro A avança, primeiro passo da seqüência de movimentos do circuito.

Quando a haste do cilindro A alcança o final do curso de avanço, a chave fim de curso 2.2 é acionada e pilota o avanço da haste do cilindro B, segundo passo da seqüência de movimentos do circuito.



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Quando a haste do cilindro B chega no final do curso de avanço, a chave fim de curso 1.3 é acionada e pilota o retorno da haste do cilindro A, terceiro passo da seqüência de movimentos. Quando a haste do cilindro A alcança o final do curso de retorno, a chave fim de curso 2.3 é acionada e pilota o retorno da haste do cilindro B, quarto e último passo da seqüência de movimentos.

Quando a haste do cilindro B chega no final do curso de retorno, o ciclo de movimentos do circuito é finalizado.

Uma nova partida poderá ser comandada por meio de um novo acionamento do botão S1.

Ensaio 21: Seqüência de movimentos A+A-B+B- a. sobreposição de sinais evitada por meio de gatilho.


Quando a haste do cilindro A alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.2 é acionado e pilota o retorno da haste do mesmo cilindro, segundo passo da seqüência de movimentos.



235

Alguns milímetros antes da haste do cilindro A chegar ao final do curso de retorno, o gatilho da válvula 2.2 é acionado e pilota o avanço da haste do cilindro B, terceiro passo da seqüência de movimentos.

Quando a haste do cilindro B alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.3 é acionado e pilota o retorno da haste do mesmo cilindro, quarto e último passo da seqüência de movimentos.


O gatilho da válvula 2.2 evita que ocorra uma sobreposição de sinais que impediria o retorno da haste do cilindro B, quando o rolete mecânico da válvula 2.3 fosse acionado. Além disso, alimentando-se o circuito com ar comprimido, a haste do cilindro B iniciaria seu movimento de avanço, antes mesmo do botão de partida S1 ser acionado, o que interferiria no ciclo de movimentos do circuito.

b. sobreposição de sinais evitada por meio de temporizador.



236

Acionando-se o botão de partida S1, a haste do cilindro A avança, primeiro passo da seqüência de movimentos do circuito. Quando a haste do cilindro A alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.2 é acionado e pilota o retorno da haste do mesmo cilindro, segundo passo da seqüência de movimentos.

Quando a haste do cilindro A chega no final do curso de retorno, o rolete da válvula 2.2 é acionado e pilota o avanço da haste do cilindro B, terceiro passo da seqüência de movimentos. Ao mesmo tempo, a válvula 2.2 pressuriza o piloto do temporizador 2.4 que, antes da haste do cilindro B alcançar o final do curso de avanço, encerrando o terceiro passo da seqüência, bloqueia a passagem do ar para o piloto 14 da válvula de comando 2.1.

Quando a haste do cilindro B alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.3 é acionado e pilota o retorno da haste do mesmo cilindro, quarto e último passo da seqüência de movimentos que somente ocorre porque o temporizador 2.4 evita a sobreposição de sinal no piloto 14 da válvula de comando 2.1.


Ensaio 22: Seqüência de movimentos A+B+B-A-

a. sobreposição de sinais evitada por meio de gatilho.



237


Alguns milímetros antes da haste do cilindro A chegar ao final do curso de avanço, o gatilho da válvula 2.2 é acionado e pilota o avanço da haste do cilindro B, segundo passo da seqüência de movimentos.

Quando a haste do cilindro B alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.3 é acionado e pilota o retorno da haste do mesmo cilindro, terceiro passo da seqüência de movimentos.

O gatilho da válvula 2.2 evita que ocorra uma sobreposição de sinais que impediria o retorno da haste do cilindro B, quando o rolete mecânico da válvula 2.3 fosse acionado.

Alguns milímetros antes da haste do cilindro B chegar ao final do curso de retorno, o gatilho da válvula 1.3 é acionado e pilota o retorno da haste do cilindro A, quarto e último passo da seqüência de movimentos.




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O gatilho da válvula 1.3 evita que ocorra outra sobreposição de sinais que impediria uma nova partida, quando o botão S1 fosse acionado pelo operador.

b. sobreposição de sinais evitada por meio de temporizador.


Quando a haste do cilindro A alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.2 é acionado e pilota o avanço da haste do cilindro B, segundo passo da seqüência de movimentos. Ao mesmo tempo, a válvula 2.2 pressuriza o piloto do temporizador 2.4 que, antes da haste do cilindro B alcançar o final do curso de avanço, encerrando o segundo passo da seqüência, bloqueia a passagem do ar para o piloto 14 da válvula de comando 2.1.

Quando a haste do cilindro B alcança o final do curso de avanço, o rolete mecânico da válvula 2.3 é acionado e pilota o retorno da haste do mesmo cilindro, terceiro passo da seqüência de movimentos que somente ocorre porque o temporizador 2.4 evita a sobreposição de sinal no piloto 14 da válvula de comando 2.1.

Quando a haste do cilindro B chega no final do curso de retorno, o rolete da válvula 1.3 é acionado e pilota o retorno da haste do cilindro A, quarto e último passo da seqüência



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de movimentos. Ao mesmo tempo, a válvula 1.3 pressuriza o piloto do temporizador 1.5 que, antes da haste do cilindro A alcançar o final do curso de retorno, encerrando o ciclo de movimentos da seqüência, bloqueia a passagem do ar para o piloto 12 da válvula de comando 1.1.

Acionando-se novamente o botão S1, um novo ciclo de movimentos poderá ser executado pois o temporizador 1.5 evita a sobreposição de sinal no piloto 12 da válvula de comando 1.1, permitindo uma nova partida.



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Referências

AUTOMACIÓN MICROMECÂNICA S.A.I.C. Micro Automación - Catalogo General.++54.11.4206.6285. Release 1.0, jul. 1999.

CNI-SENAI; FIESP-SENAI. Tecnologia Eletropneumática. Por Ilo da Silva Moreira. Núcleo de Automação Hidráulica e Pneumática. Mídia Eletrônica. São Paulo, 1999.

CNI-SENAI; FIESP-SENAI. Tecnologia do Vácuo. Por Ilo da Silva Moreira. Núcleo de Automação Hidráulica e Pneumática. Mídia Eletrônica. São Paulo, 1999.

FESTO. Produtos 2005. Catálogo Eletrônico. 13023302 br/en/de, ago. 2005.

FESTO DIDACTIC; SENAI - DN. Módulo Instrucional de Introdução à Pneumática. CBS Coleção Básica SENAI. 2. ed. 1979.

IMI NORGREN HERION LTDA. Pneusoft - Interactive Software for Norgren Products. V4.2.

PARKER HANNIFIN IND.COM.LTDA. Tecnologia Pneumática Industrial, ago. 2002.

PARKER HANNIFIN IND.COM.LTDA. Tecnologia Eletropneumática Industrial, out. 2002.

SENAI-SP. Compressores - Instalação, funcionamento e manutenção. Por Ilo da Silva Moreira. São Paulo, 1991. (Série Tecnologia Industrial 2)

SENAI-SP. Técnicas de comando pneumático. Por Ilo da Silva Moreira. São Paulo, 1991. (Série Tecnologia Industrial 3)



242

SENAI-SP. Circuitos lógicos pneumáticos. Por Ilo da Silva Moreira. São Paulo, 1991. (Série Tecnologia Industrial 4)

VOGEL, Gerhard and MÜHLBERGER, Eugen. The amazing world of pneumatics.ISBN 3-8259-1912-9, 1st Edition - 2002.

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