festo didactic - pneumática

DIDACTIC Automação Pneumática 1

Automação Pneumática

DIDACTIC Automação Pneumática 2

Mecânica

Boa força Ótimas velocidades

Ótima precisão

Ótima força

Baixas velocidades

Boa precisão

Hidráulica

Pneumática

Força limitada

Boas velocidades

Precisão limitada

Comando/Controle

Elétrica

Comparação qualitativa: força, velocidade e precisão

DIDACTIC Automação Pneumática 3

Energia Hidráulica Elétrica Pneumática Transmissão Limitada e muito bem rápida e Limitada e lenta cara longas distâncias Dist. econômica Até aprox. 100m Pratic. s/ limites Até aprox. 1000m Vel. de trans- Aprox. 50 mm/s Aprox. 300.000 Aprox. 2 m/s missão km/s Rotações Limitado Boas Até 500.000 rpm Força Bem alto Alto Baixo Proteção contra Excelente Não tão boa Excelente sobrecarga

Comparação quantitativa

DIDACTIC Automação Pneumática 4

Compressibilidade: Capacidade de reduzir o espaço de uma certa quantidade de ar.

Vi F Vf

Expansibilidade: Capacidade de retornar ao seu volume inicial. Difusibilidade: Capacidade de misturar-se homogeneamente com quaisquer outros gases.

Inodoro Incolor

Insípido

Oxygen

20,70%

Nitrogen

77,00%

Water

1,30%Carbondioxid

0,03%

Argon

0,90%

Various

0,07%

Propriedades físicas do ar

DIDACTIC Automação Pneumática 5

Sendo: p = Pressão - Pa F = Força - N A = Área - m2

É a relação entre a força dividida pela área onde está sendo aplicada.

p = F

A ----

F O R Ç A

ÁREA

Pressão (p)

DIDACTIC Automação Pneumática 6

Nível variável da Pressão Atmosférica 101kPa

Faixa de depressão

Faixa de Sobre-pressão

Pressão absoluta kPa

+ Pe

0

- Pe

Gráfico das pressões

DIDACTIC Automação Pneumática 7

Simbologia

Compressores – Pistão ou êmbolo

DIDACTIC Automação Pneumática 8

• Suporta pressões acima de 10 bar

• Contamina o ar com óleo • Compressão pulsante • Baixo custo

Simbologia Simbologia

Compressores – Duplo pistão

DIDACTIC Automação Pneumática 9

• Isento de contaminação • Não atinge altas pressões • Compressão pulsante

• Baixa vazão

• Pequenas aplicações

Simbologia

Compressores – Pistão com membrana

DIDACTIC Automação Pneumática 10

• Isento de lubrificação • Não atinge altas pressões • Compressão contínua

• Pode ser utilizado como bomba de vácuo

Simbologia

Compressores – Palhetas

DIDACTIC Automação Pneumática 11

• Isento de lubrificação • Alta vazão • Baixa manutenção • Custo elevado • Grande aplicação na indústria

• Compressão contínua

Simbologia

Compressores – Duplo parafuso

DIDACTIC Automação Pneumática 12

Escolha de compressores

DIDACTIC Automação Pneumática 13

Circuito aberto

Circuito fechado (anel)

Circuito combinado (válvulas de fechamento)

Redes de ar comprimido

DIDACTIC Automação Pneumática 14

Tubulações de Ar Comprimido (Anéis)

DIDACTIC Automação Pneumática 15

Tubulações de Ar Comprimido (Drenos)

DIDACTIC Automação Pneumática 16

1. Compressor 2. Resfriador posterior ar/ar 3. Separador de condensados 4. Reservatório 5. Purgador automático 6. Pré-filtro coalescente 7. Secador 8. Purgador automático eletrônico

9. Pré-filtro coalescente grau x 10. Pré-filtro coalescente grau y 11. Pré-filtro coalescente grau z 12. Separador de água e óleo

Rede de ar Comprimido

DIDACTIC Automação Pneumática 17

Simbologia Estabilização da rede de ar comprimido

Elimina as oscilações

Garantia de reserva Refrigera o ar (por sua grande superfície)

Separa parte da umidade contida no ar por condensação

Reservatório

DIDACTIC Automação Pneumática 18

Simbologia

Condensado

Dreno

Separador

Ar Seco

Ar Úmido

Pré-Resfriador

Resfriador Principal

Freon

Compressor Refrigeração

By-Pass

• Resfria o ar

• Necessita de energia externa

• Reduz a umidade pela condensação do ar

• Muito utilizado na indústria metalúrgica

Secadores - Secagem por resfriamento

DIDACTIC Automação Pneumática 19

Ar Seco

Ar Úmido Purgador

• Processo químico

• Não necessita de energia externa

• Instalação e manutenção simples

• Utiliza-se geralmente Cloreto de Cálcio

Simbologia

Secadores - Secagem por absorção

DIDACTIC Automação Pneumática 20

• Elemento secante regenerável • Manutenção simples

• Não é preciso parar o fornecimento para regenerar o elemento secante • Utiliza-se geralmente Sílica-Gel

Simbologia

Secadores - Secagem por adsorção

DIDACTIC Automação Pneumática 21

Produção, preparação e distribuição do ar

DIDACTIC Automação Pneumática 22

Simbologia detalhada

A vazão total em m3/hora é determinante para o tamanho da unidade. Uma demanda (consumo) de ar grande demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos.

Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelos fabricantes.

A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura não deve ser maior que 500C (corpos de material sintético).

Simbologia simplificada

Preparação final – Unidade de conservação

DIDACTIC Automação Pneumática 23

Os sistemas pneumáticos evoluem para não comprometer o meio ambiente.

=

Filtro-regulador

com lubrificador Lubrificador Filtro-Regulador

Já existem vários produtos que trabalham sem lubrificação.

Simbologia detalhada

Preparação final – Filtro/regulador

DIDACTIC Automação Pneumática 24

Pré-filtro

Água, pó 40 ... 5 µm

Carbono ativo

Odores Água, pó > 50 µm

Cyclone separador Estéril

Bactérias, vírus

Micro filtro

àgua, pó, óleo 0.01 µm

Tipos de filtros

DIDACTIC Automação Pneumática 25

Simbologia

• A função do filtro é reter as partículas de impurezas, bem como a água condensada.

Copo do filtro

Saída do ar

Placa defletora

Condensado

Parafuso purgador

Filtro sinterizado Elemento filtrante

Filtro de impurezas

DIDACTIC Automação Pneumática 26

Simbologia

Purgador automático

DIDACTIC Automação Pneumática 27

Simbologia

Válvula reguladora de pressão

DIDACTIC Automação Pneumática 28

Simbologia

Câmara de gotejamento

Válvula de retenção

Tubo ascendente

Óleo

Parafuso de regulagem Parafuso de

abastecimento

Canal de alimentação

Lubrificador de ar comprimido

DIDACTIC Automação Pneumática 29

Simbologia

Manômetros

DIDACTIC Automação Pneumática 30

Atuadores

Lineares

Giro Limitado

Rotativos

Motores Simples Ação

Dupla Ação

Outros

Garras

Músculo

Antigiro

Elementos de trabalho

DIDACTIC Automação Pneumática 31

Diâmetro: 6 a 320 mm Curso: 1 mm a 2000 mm Força: 2 a 50.000 Newtons Vel. de avanço: 0,02 a 1m/s Aplicações:

Fixação Expulsão Extração Prensagem de peças entre outras

Simbologia

Atuadores – Simples ação

DIDACTIC Automação Pneumática 32

Simbologia

Atuadores – Simples ação

DIDACTIC Automação Pneumática 33

Simbologia

Atuadores – Simples ação (com membrana)

DIDACTIC Automação Pneumática 34

Simbologia

Atuadores – Dupla ação

DIDACTIC Automação Pneumática 35

Simbologia

Atuadores – Dupla ação (amortecimento por buchas)

DIDACTIC Automação Pneumática 36

Simbologia

Atuadores – Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)

DIDACTIC Automação Pneumática 37

Parafuso de regulagem

Êmbolo de amortecimento

Atuadores – Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)

Simbologia

DIDACTIC Automação Pneumática 38

Simbologia

Atuadores – Dupla ação (haste passante)

DIDACTIC Automação Pneumática 39

Simbologia

Atuadores – Dupla ação (múltiplas posições)

DIDACTIC Automação Pneumática 40

Simbologia

Atuadores – Dupla ação (tandem)

DIDACTIC Automação Pneumática 41

Simbologia

Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento mecânico

DIDACTIC Automação Pneumática 42

Simbologia

Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento mecânico

FFF

DIDACTIC Automação Pneumática 43

Simbologia

Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento magnético

DIDACTIC Automação Pneumática 44

Êmbolo Retangular Êmbolo Oblongo Êmbolo Oval

Atuadores – Anti-giro

DIDACTIC Automação Pneumática 45

Paralela Angular 3 Pontos Radial

Atuadores – Garras pneumáticas

DIDACTIC Automação Pneumática 46

Simbologia •Alta velocidade (até 2000 mm/s) •Diâmetro de 10, 20 e 40 mm •Comprimento de 40 até 9000 mm •Possibilita contração (curso) de 15% até 25% do comprimento •Freqüência de até 90 Hz

Atuadores – Músculo pneumático

DIDACTIC Automação Pneumática 47

Simbologia

Atuadores – Rotativo (giro limitado)

DIDACTIC Automação Pneumática 48

Simbologia

Atuadores – Rotativo (giro limitado)

DIDACTIC Automação Pneumática 49

Simbologia

Atuadores – Rotativo (pinhão cremalheira)

DIDACTIC Automação Pneumática 50

Os motores de palhetas podem atingir rotações entre 3000 e 8500 rpm com potências que vão de 0,1 à 24 cv, à pressão normal.

Simbologia

Atuadores – Motor de palhetas

DIDACTIC Automação Pneumática 51

Cálculos

Simples ação

Dupla ação

Atuadores – Cálculos

DIDACTIC Automação Pneumática 52

Fa

Fa

Fa

Fa

Fm

p

D

p = pressão de trabalho (bar) Fm = força da mola (kgf) Fa = força de atrito (kgf) D = diâmetro do êmbolo (cm) d = diâmetro da haste (cm) A = área do êmbolo (cm2) a = área da haste (cm2) Fav = força de avanço teórica (kgf) Frt = força de retorno teórica (kgf)

Cálculo da forca nos cilindros – simples ação

)%203:(

.

4

. 2

ava

maavav

av

FF

FFFF

ApF

DA

real

DIDACTIC Automação Pneumática 53

Fa

Fa

Fa

Fa

p p

D d

a = área da haste

)%203:(

.

4

. 2

ava

aavav

av

FF

FFF

ApF

DA

real

artrt

rt

FFF

aApF

da

real

).(

4

. 2

Cálculo da forca nos cilindros – dupla ação

DIDACTIC Automação Pneumática 54

Válvulas

Direcionais

Pressão

Bloqueio

Fluxo

Combinadas

Válvulas

DIDACTIC Automação Pneumática 55

Quadrado representa posição

Setas indicam a direção e sentido do fluxo do ar

T’s representam bloqueios das vias

Número de posições da válvula

As conexões de entrada e saída são representadas por traços externos. Estes, indicam o número de vias.

Construção do símbolo de válvulas (norma DIN/ISO 1219)

DIDACTIC Automação Pneumática 56

Musculares Mecânicos Pneumáticos

Geral

Botão

Alavanca

Pedal

Came

Rolete

Gatilho

Mola

Piloto Positivo

Decréscimo de pressão

Acionamentos e seus símbolos

DIDACTIC Automação Pneumática 57

Tipos de acionamentos

DIDACTIC Automação Pneumática 58

(1) (1)

(2) (2) Simbologia

2

1

(A)

(P)

Válvulas direcionais - 2/2 vias NF acionamento por came retorno por mola

DIDACTIC Automação Pneumática 59

Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Válvulas direcionais - 3/2 vias NA acionamento por came retorno por mola

DIDACTIC Automação Pneumática 60

Simbologia

(A)

(P) (R)

2

1 3

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por came retorno por mola

DIDACTIC Automação Pneumática 61

Simbologia

(A)

(P) (R)

2

1 3

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por came retorno por mola

DIDACTIC Automação Pneumática 62

Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por simples piloto

DIDACTIC Automação Pneumática 63

Simbologia

2

1 3

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento botão retorno por mola

DIDACTIC Automação Pneumática 64

Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por rolete servopilotada

DIDACTIC Automação Pneumática 65

Simbologia

4 2

1 3

Válvulas direcionais - 4/2 vias acionamento por duplo piloto

DIDACTIC Automação Pneumática 66

Simbologia

4 2

5

1

3

(A)

(P) (R) (S)

(B)

1

12(Y) 14(Z)

Válvulas direcionais - 5/2 vias acionamento por duplo piloto

DIDACTIC Automação Pneumática 67

Simbologia

4 2

5

1

3

(A)

(P) (R) (S)

(B)

1

12(Y) 14(Z)

Válvulas direcionais - 5/2 vias acionamento por duplo piloto

DIDACTIC Automação Pneumática 68

Simbologia

Válvulas de bloqueio – válvula de retenção

DIDACTIC Automação Pneumática 69

Válvulas de bloqueio – Retenção pilotada

Simbologia 1

2

21

DIDACTIC Automação Pneumática 70

Válvulas de bloqueio – Alternadora (OU)

Simbologia

12 14

2

DIDACTIC Automação Pneumática 71

Válvulas de bloqueio – Simultaneidade (E)

Simbologia

12 14

2

DIDACTIC Automação Pneumática 72

Simbologia

1

2

3

(A)

(R)

(P)

Válvulas de bloqueio – Escape rápido

DIDACTIC Automação Pneumática 73

R

Simbologia

1(P)

3(R)

Válvulas de pressão – Limitadora de pressão

DIDACTIC Automação Pneumática 74

P

R A

Simbologia

2

1 3

Válvulas de pressão – Reguladora de pressão

DIDACTIC Automação Pneumática 75

Simbologia

Válvulas de fluxo – Reguladora de fluxo bidirecional

DIDACTIC Automação Pneumática 76

Válvulas de fluxo – Reguladora de fluxo unidirecional

Simbologia

DIDACTIC Automação Pneumática 77

Simbologia 100%

2

1

12

3

Válvulas combinadas – Temporizadora NF

DIDACTIC Automação Pneumática 78

Válvulas combinadas – Temporizadora NA

R P

Simbologia 100%

2

1

10

3

DIDACTIC Automação Pneumática 79

Simbologia

(Z)12

2(A)

3(R) 1(P)

2

12 1

3

(Z) (P)

(A)

(R)

Válvulas combinadas – Seqüência

DIDACTIC Automação Pneumática 80

Válvulas combinadas – Corte de sinal

DIDACTIC Automação Pneumática 81

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