Automação Pneumática

U N I V E R S I D A D E G A M A F I L H O GRADUAO 2011

AUTOMAO PNEUMTICA E ELETRO PNEUMTICA Graduao em Engenharia de Controle e Automao Industrial Estudo sobre a funcionamento, definio, tipos de equipamentos e circuitos utilizados em Sistemas Pneumticos e Eletro pneumticos.

William Paes da Silva

AO ALUNO Este material destinado aos alunos do curso de Engenharia de Controle e Automao industrial da Universidade Gama Filho. Esta apostila tem um grande contedo de informaes que com certeza vai ajudar ao aluno ver de uma forma diferente o ambiente que cerca a Automao Pneumtica e Eletropneumtica. Obviamente no sero abordados todos os tipos de processos industriais existentes, mas com certeza os mais utilizados e mais importantes tero destaque. Este material foi feito de forma que o aluno compreenda a lgica de desenvolvimento de um controle de processos automatizado. Tambm sero mencionados conceitos de instrumentao e metrologia industrial, j que estes conceitos ajudaro na adequao das variveis de processo. Os processos que sero estudados nesta apostila so: Controle de Nvel, de Temperatura, de Presso e de Vazo. A Universidade Gama Filho, mais especificamente a Coordenao de Engenharia de Controle e Automao Industrial, inova mais uma vez e abordar esta disciplina de uma forma objetiva, clara e coerente, com muita prtica de laboratrio. O grande desafio diminuir a lacuna existente entre o ensinamento terico e a experincia prtica.

William Paes da Silva

08 Fall

U N I V E R S I D A D E G A M A F I L H O GRADUAO 2011

Automao Pneumtica e Eletro pneumtica Pgina 3 de 160

NDICE

1. INTRODUO ................................................................................................................................. 12 1.1. PROPRIEDADES FSICAS DO AR ................................................................................................................ 12 1.1.1. Compressibilidade .............................................................................................................................. 12 1.1.2. Elasticidade ........................................................................................................................................... 13 1.1.3. Difusibilidade ....................................................................................................................................... 13 1.1.4. Expansibilidade ................................................................................................................................... 14 1.1.5. Variao da Presso Atmosfrica com Relao Altitude .............................................. 15 1.1.6. Medio da Presso Atmosfrica ................................................................................................. 15 1.1.7. Efeitos Combinados entre as 3 Variveis Fsicas do Gs ................................................... 16 1.1.8. Princpio de Pascal ............................................................................................................................. 17

2. IMPLANTAO .............................................................................................................................. 18 2.1. VANTAGENS ................................................................................................................................................ 18 2.2. LIMITAES ............................................................................................................................................ 19 3. ACIONAMENTOS E COMANDOS ................................................................................................ 19 3.1. COMANDO DIRETO ..................................................................................................................................... 19 3.2. COMANDO INDIRETO .................................................................................................................................. 20 4. TIPOS DE ACIONAMENTOS E COMANDOS ............................................................................ 20 4.1. ACIONAMENTOS MUSCULARES ................................................................................................................ 20 4.2. ACIONAMENTOS MECNICOS ................................................................................................................... 22

4.2.1. Posicionamento das Vlvulas com Acionamentos Mecnicos ....................................... 22 4.2.2. Acionamento por Pino ..................................................................................................................... 23 4.2.3. Acionamento por Rolete ................................................................................................................. 23 4.2.4. Gatilho (Rolete Escamotevel) .................................................................................................... 24 4.3. ACIONAMENTOS PNEUMTICOS .............................................................................................................. 25 4.3.1. Comando Direto por Alvio de Presso (Piloto Negativo) ............................................... 25 4.3.2. Comando Direto por Aplicao de Presso (Piloto Positivo) ......................................... 25 4.3.3. Comando Direto por Diferencial de reas .............................................................................. 26 4.3.3.1. Diafragma ........................................................................................................................................................................... 26 4.4. ACIONAMENTOS ELTRICOS ..................................................................................................................... 27 4.5. ACIONAMENTOS COMBINADOS ................................................................................................................ 27 4.5.1. Solenide e Piloto Interno .............................................................................................................. 27 4.5.2. Solenide e Piloto Externo ............................................................................................................. 28 4.5.3. Solenide e Piloto ou Boto .......................................................................................................... 29

5. ELEMENTOS AUXILIARES ........................................................................................................... 29 5.1. VLVULAS DE BLOQUEIO ............................................................................................................................ 30 5.1.1. Vlvula de Reteno com Mola ................................................................................................... 30 5.1.2. Vlvula de Reteno sem Mola .................................................................................................... 30 5.1.3. Vlvula de Escape Rpido .............................................................................................................. 31 5.1.4. Vlvula de Isolamento (Elemento OU) ..................................................................................... 32 5.1.5. Vlvula de Simultaneidade (Elemento E) ............................................................................... 33 5.2. VLVULAS DE CONTROLE DE FLUXO ....................................................................................................... 34 5.2.1. Vlvula de Controle de Fluxo Unidirecional .......................................................................... 35 5.2.1.1. Fluxo Controlado ............................................................................................................................................................. 35


5.2.1.2. Fluxo Livre .......................................................................................................................................................................... 35 5.3. VLVULAS DE CONTROLE DE PRESSO .................................................................................................. 37 5.3.1. Vlvula de Alvio ................................................................................................................................ 37

6. VLVULAS DIRECIONAIS ............................................................................................................ 37 6.1. IDENTIFICAO DAS VIAS PNEUMTICAS ............................................................................................... 38 6.1.1. Direo de Fluxo ................................................................................................................................ 38 6.1.2. Passagem Bloqueada ....................................................................................................................... 38 6.1.3. Escape Livre ......................................................................................................................................... 39 6.1.4. Escape com Conexo ........................................................................................................................ 39 6.2. NUMERAO DOS COMPONENTES PNEUMTICOS, NORMA ISO 121 ................................................ 41 6.2.1. Designao Numrica ...................................................................................................................... 41 6.2.2. Designao Alfabtica ...................................................................................................................... 41 6.3. VLVULAS 2/2 VIAS ................................................................................................................................... 42 6.4. VLVULAS 3/2 VIAS .................................................................................................................................. 43 6.5. VLVULAS 5/2 VIAS .................................................................................................................................. 46 6.6. VLVULAS 3/3 VIAS ................................................................................................................................... 48 6.7. VLVULAS 5/3 VIAS .................................................................................................................................. 49

7. ATUADORES PNEUMTICO ....................................................................................................... 51 7.1. CLASSIFICAO DOS CONVERSORES DE ENERGIA ................................................................................ 51 7.1.1. Lineares ................................................................................................................................................. 52 7.1.2. Rotativos ............................................................................................................................................... 52 7.1.3. Oscilantes .............................................................................................................................................. 52 7.2. TIPOS DE CILINDROS PNEUMTICOS ...................................................................................................... 52 7.2.1. Cilindros de Simples Ao ou Simples Efeito .......................................................................... 52 7.2.2. Cilindros de Dupla Ao ou Duplo Efeito ................................................................................. 54

8. MTODO INTUITIVO .................................................................................................................... 56 8.1. REPRESENTAO DOS MOVIMENTOS ..................................................................................................... 56 8.2. FORMAS DE REPRESENTAO .................................................................................................................. 57 8.2.1. Seqncia Cronolgica ..................................................................................................................... 57 8.2.2. Indicao em Forma de Tabela .................................................................................................... 57 8.2.3. Indicao Vetorial .............................................................................................................................. 57 8.2.4. Indicao Algbrica ........................................................................................................................... 58 8.3. DIAGRAMA DE MOVIMENTOS ................................................................................................................... 58 8.3.1. Diagrama Trajeto-Passo ................................................................................................................. 58 8.3.2. Diagrama Trajeto Tempo ........................................................................................................... 59 8.3.3. Diagrama de Comando .................................................................................................................... 60

9. CIRCUITOS PNEUMTICOS ........................................................................................................ 60 9.1. MTODO CASCATA ..................................................................................................................................... 77 9.2. MTODO PASSO-A-PASSO .......................................................................................................................... 85 10. ELETRO-PNEUMTICA ............................................................................................................. 91 10.1. PRINCIPAIS COMPONENTES UTILIZADOS ............................................................................................... 91

10.1.1. Rel ........................................................................................................................................................ 91 10.1.2. Botoeira .............................................................................................................................................. 93 10.1.3. Solenide ............................................................................................................................................ 93 10.1.4. Circuitos Eletro-Pneumticos .................................................................................................... 94

11. CIRCUITOS SEQUENCIAS ....................................................................................................... 111


11.1. MTODO INTUITIVO ................................................................................................................................ 111 11.2. MTODO CASCATA .................................................................................................................................. 118 11.3. MTODO PASSO-A-PASSO ...................................................................................................................... 130 12. SIMBOLOGIA DE COMPONENTES ...................................................................................... 143


LISTA DE FIGURAS FIGURA 1: COMPRESSIBILIDADE DO AR ........................................................................................................................................ 13 FIGURA 2: ELASTICIDADE DO AR .................................................................................................................................................... 13 FIGURA 3: DIFUSIBILIDADE DO AR ................................................................................................................................................. 14 FIGURA 4: EXPANSIBILIDADE DO AR ............................................................................................................................................. 14 FIGURA 5: PRESSO ATMOSFRICA ............................................................................................................................................... 15 FIGURA 6: EFEITO COMBINADO DE 3 VARIVEIS FSICAS .......................................................................................................... 15 FIGURA 7: PRINCPIO DE PASCAL ................................................................................................................................................... 17 FIGURA 8: ACIONAMENTOS MUSCULARES .................................................................................................................................... 21 FIGURA 9: ACIONAMENTOS MECNICOS ....................................................................................................................................... 22 FIGURA 10: ACIONAMENTO POR PINO .......................................................................................................................................... 23 FIGURA 11: ACIONAMENTO TIPO ROLETE ................................................................................................................................... 24 FIGURA 12: ACIONAMENTO TIPO GATILHO ................................................................................................................................. 24 FIGURA 13: COMANDO PILOTO NEGATIVO ................................................................................................................................... 25 FIGURA 14: COMANDO PILOTO POSITIVO .................................................................................................................................... 26 FIGURA 15: COMANDO POR DIAFRAGMA ..................................................................................................................................... 26 FIGURA 16: ACIONAMENTO COMBINADO ..................................................................................................................................... 28 FIGURA 17: ACIONAMENTO COMBINADO COM PILOTO EXTERNO ............................................................................................ 28 FIGURE 18: ACIONAMENTO COMBINADO COM BOTO ............................................................................................................... 29 FIGURA 19: VLVULA DE RETENO COM MOLA ........................................................................................................................ 30 FIGURA 20: VLVULA DE ESCAPE RPIDO ................................................................................................................................... 31 FIGURE 21: VLVULA DE ISOLAMENTO OU .............................................................................................................................. 32 FIGURA 22: EXEMPLO DE CIRCUITO COM ELEMENTO OU ......................................................................................................... 33 FIGURE 23: VLVULA DE SIMULTANEIDADE E ......................................................................................................................... 33 FIGURA 24: EXEMPLO DE CIRCUITO COM ELEMENTO E ............................................................................................................. 34 FIGURA 25: VLVULA CONTROLE DE FLUXO BIDIRECIONAL VARIVEL .................................................................................. 34 FIGURA 26: VLVULA DE FLUXO CONTROLADO .......................................................................................................................... 35 FIGURA 27: VLVULA DE FLUXO LIVRE ........................................................................................................................................ 36 FIGURA 28: EXEMPLO DE CIRCUITO COM CONTROLE DE FLUXO .............................................................................................. 36 FIGURA 29: VLVULA DE ALVIO ................................................................................................................................................... 37 FIGURA 30: DIREO DO FLUXO .................................................................................................................................................... 38 FIGURA 31: PASSAGEM BLOQUEADA ............................................................................................................................................. 38 FIGURA 32: ESCAPE LIVRE .............................................................................................................................................................. 39 FIGURA 33: ESCAPE COM CONEXO .............................................................................................................................................. 39 FIGURA 34: VLVULA DE 2 E 3 VIAS ............................................................................................................................................. 39 FIGURA 35: VLVULAS E VIAS ........................................................................................................................................................ 40 FIGURA 36: VLVULA 2/2 VIAS ACIONADA POR ROLETE ......................................................................................................... 42 FIGURA 37: VLVULA 2/2 VIAS ACIONADA POR PINO .............................................................................................................. 42 FIGURA 38: VLVULA 3/2 VIAS ACIONADA POR PILOTO .......................................................................................................... 43 FIGURA 39: VLVULA 3/2 VIAS ACIONADA POR SOLENIDE ................................................................................................... 44 FIGURA 40: VLVULA 3/2 VIAS ACIONADA POR SOLENIDE INDIRETO ................................................................................ 44 FIGURA 41: VLVULA 3/2 VIAS ACIONADA POR DUPLO PILOTOS ........................................................................................... 45 FIGURA 42: EXEMPLO DE CIRCUITO COM VLVULAS 3/2 VIAS ................................................................................................ 45 FIGURA 43: VLVULA 3/2 VIAS BOTO PULSO/MOLA ............................................................................................................. 46 FIGURA 44: VLVULA 5/2 VIAS ACIONADA COM DUPLO PILOTO ............................................................................................ 47 FIGURA 45: EXEMPLO DE CIRCUITO COM VLVULA 5/2 VIAS .................................................................................................. 47 FIGURA 46: VLVULA 5/2 VIAS DUPLO PILOTO ......................................................................................................................... 48 FIGURA 47: VLVULA DE CONTROLE DIRECIONAL 3/3 VIAS ACIONADA POR ALAVANCA ................................................... 49 FIGURA 48: VLVULA 5/3 VIAS DUPLA PILOTAGEM COM RETORNO POR MOLA .................................................................. 50 FIGURA 49: VLVULA 5/3 VIAS DUPLA PILOTAGEM COM TRAVA ........................................................................................... 50 FIGURA 50: ATUADORES PNEUMTICOS ...................................................................................................................................... 51 FIGURA 51: CILINDRO DE SIMPLES AO ..................................................................................................................................... 53


FIGURA 52: CILINDRO DE DUPLA AO ........................................................................................................................................ 54 FIGURA 53: CILINDRO DUPLA AO ............................................................................................................................................. 55 FIGURA 54: MTODO INTUITIVO ................................................................................................................................................... 56 FIGURA 55: INDICAO VETORIAL DOS MOVIMENTO DOS CILINDROS ..................................................................................... 57 FIGURA 56: INDICAO ALGBRICA .............................................................................................................................................. 58 FIGURA 57: DIAGRAMA TRAJETO-PASSO UM CILINDRO ............................................................................................................ 58 FIGURA 58: DIAGRAMA TRAJETO-PASSO DOIS CILINDROS ........................................................................................................ 59 FIGURA 59: DIAGRAMA TRAJETO-TEMPO .................................................................................................................................... 59 FIGURE 60: DIAGRAMA DE COMANDO ........................................................................................................................................... 60 FIGURA 61: CIRCUITO 1 ATUAO DE UM CILINDRO DE SIMPLES AO ............................................................................. 61 FIGURA 62: CIRCUITO 2 CIRCUITO DE PILOTAGEM DE UM CILINDRO DE SIMPLES AO .................................................. 61 FIGURA 63: CIRCUITO 3 - CICLO NICO DE UM CILINDRO DE SIMPLES AO VLVULA 3/2 VIAS .................................... 62 FIGURA 64: CIRCUITO 4 - CICLO NICO DE UM CILINDRO DE SIMPLES AO VLVULA 5/2 VIAS .................................... 63 FIGURE 65: CIRCUITO 5 - AVANO E RETORNO DE UM CILINDRO DE DUPLA AO .............................................................. 63 FIGURA 66: CIRCUITO 6 - AVANO E RETORNO DE UM CILINDRO DE DUPLA AO ............................................................. 64 FIGURA 67: CIRCUITO 7 UM CILINDRO DE DUPLA AO ACIONADO DE LUGARES DISTINTOS ........................................ 64 FIGURA 68: VLVULA OU ............................................................................................................................................................... 65 FIGURA 69: CIRCUITO 8 CICLO NICO DE UM CILINDRO DE DUPLA AO COMANDO INDIRETO .................................... 65 FIGURA 70: CIRCUITO 9 CIRCUITO INCORRETO DE CICLO CONTINUO SIMULADO VIA SOFTWARE .............................. 66 FIGURA 71: CIRCUITO 10 - CICLO ILIMITADO DE CILINDRO DE DUPLA AO ....................................................................... 67 FIGURA 72: CIRCUITO 11 - CICLO ILIMITADO DE CILINDRO DE DUPLA AO - SIMULADO VIA SOFTWARE .................... 67 FIGURA 73: CIRCUITO 13 CICLO CONTINUO O CILINDRO PERMANECE AVANA DURANTE 5S ........................................ 68 FIGURA 74: CIRCUITO 14 - CICLO CONTNUO COM BOTO DE EMERGNCIA ......................................................................... 69 FIGURA 75: CIRCUITO 15 - CICLO CONTNUO COM BOTO DE EMERGNCIA INCORRETO ................................................... 70 FIGURA 76: CIRCUITO 16 - CICLO CONTNUO COM BOTO DE EMERGNCIA - SIMULADO VIA SOFTWARE ...................... 70 FIGURA 77: VLVULA REGULADORA DE FLUXO .......................................................................................................................... 71 FIGURA 78: SMBOLO DE UMA VLVULA REGULADORA ............................................................................................................. 71 FIGURA 79: DIAGRAMA TRAJETO-PASSO DE DOIS CILINDROS .................................................................................................. 72 FIGURA 80: CIRCUITO 17 DIAGRAMA PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A 2 A ........................................ 73 FIGURA 81: CIRCUITO 18 DIAGRAMA PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A 1 A ........................................ 74 FIGURA 82: CIRCUITO 19 INICIO DA SOLUO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A 1 A - MTODO INTUITIVO .............. 75 FIGURA 83: CIRCUITO 20 - DIAGRAMA DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A 1 A - MTODO INTUITIVO .............................. 76 FIGURA 84: CIRCUITO 21 DIAGRAMA DA SEQNCIA 1 A + (2 A + 3 A +)2 A (1 A 3 A -) -MTODO INTUITIVO 77 FIGURA 85: CASCATA PNEUMTICA PARA DOIS SETORES USANDO UMA VLVULA 5/2 VIAS ............................................. 78 FIGURA 86: CASCATA PNEUMTICA PARA DOIS SETORES USANDO UMA VLVULA 4/2 VIAS .............................................. 78 FIGURA 87: CASCATA PNEUMTICA PRA TRS SETORES USANDO DUAS VLVULAS 5/2 VIAS ............................................ 79 FIGURA 88: CASCATA PNEUMTICA PARA QUATRO SETORES USANDO TRS VLVULAS 5/2 VIAS .................................... 79 FIGURA 89: CASCATA PNEUMTICA PARA QUATRO SETORES USANDO TRS VLVULAS 4/2 VIAS .................................... 80 FIGURA 90: CASCATA PNEUMTICA DE QUATRO SETORES - A ULTIMA VLVULA 5/2 QUE PILOTADA ......................... 80 FIGURA 91: CASCATA PARA QUATRO SETORES A PENLTIMA VLVULA PILOTADA .......................................................... 81 FIGURA 92: CASCATA PARA QUATRO SETORES A PRIMEIRA VLVULA PILOTADA .............................................................. 81 FIGURA 93: CASCATA PARA QUATRO SETORES A LINHA IV EST PRESSURIZADA ................................................................. 82 FIGURA 94: CIRCUITO 22 - DIAGRAMA PARA A CASCATA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A ............................................................... 82 FIGURA 95: CIRCUITO 23 - DIAGRAMA PARA A CASCATA 1 A + 2 A + 2 A - 3 A + 3 A - 1 A .......................................... 83 FIGURA 96: CIRCUITO 24 DIAGRAMA PARA A CASCATA 1 A + 2 A + 3 A +(3 A 2 A-) 1 A ...................................... 84 FIGURA 97: CIRCUITO 25 DIAGRAMA CASCATA PARA A SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A 1 A 1 A + 1 A .................. 85 FIGURA 98: CIRCUITO 26 PRIMEIRO PASSO NA MONTAGEM DO DIAGRAMA PASSO-A-PASSO DE 4 LINHAS ................. 86 FIGURA 99: CIRCUITO 27 - SEGUNDO PASSO NA MONTAGEM DO DIAGRAMA PASSO-A-PASSO DE 4 LINHAS ................... 87 FIGURA 100: CIRCUITO 28 - CIRCUITO PASSO-A-PASSO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A ..................................... 88 FIGURA 101: CIRCUITO 29 CIRCUITO PASSO-A-PASSO DA SEQNCIA 1 A + 1 A 2 A + 2 A ................................... 89 FIGURA 102: CIRCUITO 30 CIRCUITO PASSO-A-PASSO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A 1 A + 2 A 1 A ............. 90 FIGURA 103: REL K1 DESENERGIZADO COM 2 CONTATOS NA E 2 CONTATOS NF ............................................................ 91 FIGURA 104: REL K1 ENERGIZADO COM 2 CONTATOS NA E 2 CONTATOS NF ................................................................... 92 FIGURA 105: GIGA DE TESTE E SIMULAO DE RELS FESTO .............................................................................................. 92


FIGURA 106: GIGA DE TESTE E SIMULAO DE BOTOEIRAS FESTO ..................................................................................... 93 FIGURA 107: VLVULA 5/2 VIAS COM SOLENIDE SIMPLES ................................................................................................... 94 FIGURA 108: CIRCUITO ELETRO-PNEUMTICO .......................................................................................................................... 94 FIGURA 109: CONTATOS DE UM MESMO BOTO PULSO ............................................................................................................ 95 FIGURA 110: CIRCUITO ELETRO-PNEUMTICO COM BOTO COM TRAVA .............................................................................. 96 FIGURA 111: CIRCUITO ELETRO-PNEUMTICO COM SELO NO REL ...................................................................................... 96 FIGURE 112: SELO OU AUTO-RETENO DE K1 ......................................................................................................................... 97 FIGURE 113: CIRCUITO ELETRO-PNEUMTICO COM RETIRADA DE SELO .............................................................................. 97 FIGURE 114: CIRCUITO ELETRO-PNEUMTICO COM SEGUNDA OPO DE RETIRADA DE SELO ......................................... 98 FIGURA 115: CICLO NICO COM CILINDRO DE DUPLA AO .................................................................................................... 99 FIGURE 116: CICLO NICO COM CILINDRO DE DUPLA AO COM DUPLA PILOTAGEM ........................................................ 99 FIGURA 117: CICLO CONTNUO COM CILINDRO DE DUPLA AO ......................................................................................... 100 FIGURA 118: CICLO CONTNUO COM CILINDRO DUPLA AO COM DUPLA PILOTAGEM ................................................... 101 FIGURA 119: CICLO CONTNUO COM BOTO DE EMERGNCIA .............................................................................................. 102 FIGURA 120: CICLO CONTNUO COM CILINDRO DUPLA AO E VLVULA 5/2 VIAS ........................................................ 102 FIGURA 121: CICLO CONTNUO LIMITADO ................................................................................................................................ 103 FIGURA 122: CONTADOR DIGITAL .............................................................................................................................................. 104 FIGURA 123: CICLO CONTNUO COM VLVULA 3/2 VIAS ...................................................................................................... 104 FIGURA 124: REL TEMPORIZADOR .......................................................................................................................................... 105 FIGURA 125: CAIXAS DE RELS TEMPORIZADORES ................................................................................................................. 105 FIGURA 126: CILINDRO FICA AVANADO POR 5 SEGUNDOS .................................................................................................. 106 FIGURA 127: CICLO CONTNUO CILINDRO AVANA POR 5 SEGUNDOS COM VLVULA DE 3/2 VIAS ............................... 106 FIGURA 128: CICLO CONTNUO, CILINDRO AVANADO POR 5 SEGUNDOS COM DUPLA PILOTAGEM .............................. 107 FIGURA 129: CIRCUITO COM COMANDO BIMANUAL ................................................................................................................ 107 FIGURA 130: COMANDO BIMANUAL DE CILINDRO DE DUPLA AO .................................................................................... 108 FIGURA 131: CIRCUITO COM COMANDO BIMANUAL E BOTO MANUAL .............................................................................. 109 FIGURA 132: CIRCUITO COM COMANDO BIMANUAL COM BOTO DE EMERGNCIA COM VLVULA 5/2 VIAS .............. 110 FIGURA 133: CIRCUITO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A .......................................................................................... 111 FIGURE 134: CIRCUITO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A COM BOTO PULSADOR ............................................... 112 FIGURA 135: CIRCUITO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A SIMULADO VIA SOFTWARE .......................................... 113 FIGURA 136: CIRCUITO ELETRO-PNEUMATICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A .................................................. 114 FIGURA 137: CIRCUITO ELETRO-PNEUMTICO DA SEQNCIA A+B+A-B- ....................................................................... 115 FIGURA 138: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A ................................................... 116 FIGURA 139: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A .................................................. 117 FIGURA 140: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 1 A - 2 A -. CICLO CONTNUO .................. 118 FIGURA 141: CASCATA ELTRICA PARA DOIS SETORES .......................................................................................................... 119 FIGURA 142: CASCATA ELTRICA PARA TRS SETORES ......................................................................................................... 119 FIGURA 143: CASCATA ELTRICA PARA QUATRO SETORES .................................................................................................... 120 FIGURA 144: PRIMEIRO PASSO NA CONSTRUO - CASCATA DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A .......................... 121 FIGURA 145: CASCATA DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A ........................................................................................... 122 FIGURA 146: SIMULAO DO CIRCUITO CASCATA DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A ............................................. 124 FIGURA 147: SIMULAO DO CIRCUITO CASCATA DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A . SEGUNDO PASSO ............. 125 FIGURA 148: SIMULAO DO CIRCUITO CASCATA DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A -. TERCEIRO PASSO ............. 126 FIGURA 149: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 1 A - 2 A + 2 A .................................................. 127 FIGURA 150: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 1 A - 2 A + 2 A .................................................. 128 FIGURA 151: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 1 A - 2 A + 3 A + 3 A - 2 A ............................. 129 FIGURA 152: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A - 2 A + 2 A ............................. 130 FIGURE 153: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A .................................................. 131 FIGURE 154: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA ANTERIOR ......................................................................... 132 FIGURA 155: CIRCUITO COM TRS CILINDROS ......................................................................................................................... 134 FIGURA 156: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO PELO MTODO PASSO A PASSO ................................................................. 135 FIGURA 157: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO DA SEQNCIA USANDO VLVULAS DE SERVOCOMANDO SIMPLES ..... 136 FIGURA 158: CIRCUITO DA SEQNCIA 1 A + 2 A + 2 A - 1 A - 1 A + 1 A ..................................................................... 138 FIGURA 159: ALARME SONORO .................................................................................................................................................. 139


FIGURA 160: INDICADOR LUMINOSO ......................................................................................................................................... 139 FIGURA 161: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO COM ALARME SONORO, INDICADOR LUMINOSO E BOTO DE EMERGNCIA ....................................................................................................................................................................... 140 FIGURA 162: SENSOR INDUTIVO ................................................................................................................................................. 141 FIGURA 163: SENSOR CAPACITIVO ............................................................................................................................................. 141 FIGURA 164: SENSOR PTICO ..................................................................................................................................................... 142 FIGURA 165: CIRCUITO ELETRO PNEUMTICO COM SENSORES ............................................................................................ 142


LISTA DE TABELAS TABELA 1: VARIAO DA PRESSO ATMOSFRICA ..................................................................................................................... 15 TABELA 2: IDENTIFICAO DAS VIAS PNEUMTICAS ................................................................................................................. 39 TABELA 3: DESIGNAO NUMRICA ............................................................................................................................................. 41 TABELA 4: DESIGNAO ALFABTICA ........................................................................................................................................... 41 TABELA 5: MOVIMENTO DE CILINDROS EM FORMA DA TABELA ............................................................................................... 57 TABELA 6: DIAGRAMA DE MOVIMENTOS DE UM CILINDRO ....................................................................................................... 72


LISTA DE EQUAES EQUAO 1: LEI GERAL DOS GASES PERFEITOS .......................................................................................................................... 16 EQUAO 2: PRINCIPIO DE PASCAL ............................................................................................................................................... 17


1. INTRODUO A pneumtica a cincia que utiliza o ar como fluido que realiza um trabalho. Desta maneira, em Pneumtica Industrial, o que ocorre uma transformao da energia pneumtica em energia mecnica por meio de elementos de trabalho. Os principais elementos de trabalho so os cilindros, ou atuadores, e as vlvulas. O ar produzido por compressores, tratado por um componente chamado Lubrefil (Lubrificante, Filtro e Regulador de Presso) e distribudo por intermdio de redes pneumticas. No objetivo desta apostila tratar destes tpicos. Uma vez na rede, o ar direcionado pelas vlvulas para que os cilindros possam realizar seus movimentos lineares ou rotativos. As vlvulas que direcionam o ar para os cilindros so conhecidas como vlvulas direcionais. 1.1. PROPRIEDADES FSICAS DO AR Apesar de inspido, inodoro e incolor, percebemos o ar atravs dos ventos, avies e pssaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos tambm o seu impacto sobre o nosso corpo. Conclumos facilmente que o ar tem existncia real e concreta, ocupando lugar no espao.

1.1.1. Compressibilidade O ar, assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente, adquirindo seu formato, j que no tem forma prpria. Assim, podemos encerr-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma reduo de volume usando uma de suas propriedades - a compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito ao de uma fora exterior.


Figura 1: Compressibilidade do Ar

1.1.2. Elasticidade

Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (fora) responsvel pela reduo do volume.

Figura 2: Elasticidade do Ar

1.1.3. Difusibilidade Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que no esteja saturado.

Tecnologia Pneumtica Industrial

6 Parker Hannifin Ind. Com. Ltda.Jacare, SP - BrasilTraining

Elasticidade

Propriedade que possibilita ao ar voltar ao seu volu-me inicial uma vez extinto o efeito (fora) responsvelpela reduo do volume.

Compressibilidade

O ar, assim como todos os gases, tem a propriedadede ocupar todo o volume de qualquer recipiente, adqui-rindo seu formato, j que no tem forma prpria. Assim,podemos encerr-lo num recipiente com volumedeterminado e posteriormente provocar-lhe umareduo de volume usando uma de suas propriedades- a compressibilidade.Podemos concluir que o ar permite reduzir o seu volu-me quando sujeito ao de uma fora exterior.

Difusibilidade

Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homoge-neamente com qualquer meio gasoso que no estejasaturado.

Expansibilidade

Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmenteo volume de qualquer recipiente, adquirindo o seuformato.

Compressibilidade do Ar

Ar submetido a umvolume inicial V0

Ar submetido a umvolume inicial Vf

Vf < V0

Elasticidade do Ar



Vf > V0

Difusibilidade do Ar

Volumes contendoar e gases; vlvula

fechada

Vlvula aberta temos umamistura homognea

Expansibilidade do Ar

Possumos um recipiente contendo ar;a vlvula na situao 1 est fechada

Quando a vlvula aberta o ar expande,assumindo o formato dos recipientes;

porque no possui forma prpria

F1 2

1 2F

1 2

1

2



Elasticidade


Compressibilidade


Difusibilidade


Expansibilidade





Vf < V0

Elasticidade do Ar



Vf > V0



fechada






F1 2

1 2F

1 2

1

2


Figura 3: Difusibilidade do Ar

1.1.4. Expansibilidade Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato.

Figura 4: Expansibilidade do Ar



Elasticidade


Compressibilidade


Difusibilidade


Expansibilidade





Vf < V0

Elasticidade do Ar



Vf > V0



fechada






F1 2

1 2F

1 2

1

2



Elasticidade


Compressibilidade


Difusibilidade


Expansibilidade





Vf < V0

Elasticidade do Ar



Vf > V0



fechada






F1 2

1 2F

1 2

1

2


1.1.5. Variao da Presso Atmosfrica com Relao Altitude Tabela 1: Variao da Presso Atmosfrica

1.1.6. Medio da Presso Atmosfrica

Ns geralmente pensamos que o ar no tem peso. Mas, o oceano de ar cobrindo a terra exerce presso sobre ela. Torricelli, o inventor do barmetro, mostrou que a presso atmosfrica pode ser medida por uma coluna de mercrio. Enchendo-se um tubo com mercrio e invertendo-o em uma cuba cheia com mercrio, ele descobriu que a atmosfera padro, ao nvel do mar, suporta uma coluna de mercrio de 760 mm de altura.

Figura 5: Presso Atmosfrica



Pelo fato do ar ter peso, as camadas inferiores socomprimidas pelas camadas superiores. Assim ascamadas inferiores so mais densas que as superiores.Conclumos, portanto, que um volume de ar compri-mido mais pesado que o ar presso normal ou presso atmosfrica.Quando dizemos que um litro de ar pesa 1,293 X 10-3Kgf ao nvel do mar, isto significa que, em altitudesdiferentes, o peso tem valor diferente.

Presso Atmosfrica

Sabemos que o ar tem peso, portanto, vivemos sobesse peso.A atmosfera exerce sobre ns uma fora equivalenteao seu peso, mas no a sentimos, pois ela atua emtodos os sentidos e direes com a mesma intensidade.

A presso atmosfrica varia proporcionalmente alti-tude considerada. Esta variao pode ser notada.

A Presso Atmosfrica Atua em Todos osSentidos e Direes

Altitude Presso Altitude Pressom Kgf/cm2 m Kgf/cm20 1,033 1000 0,915

100 1,021 2000 0,810200 1,008 3000 0,715300 0,996 4000 0,629400 0,985 5000 0,552500 0,973 6000 0,481600 0,960 7000 0,419700 0,948 8000 0,363800 0,936 9000 0,313900 0,925 10000 0,270

Variao da Presso Atmosfricacom Relao Altitude

Medio da Presso AtmosfricaNs geralmente pensamos que o ar no tem peso.Mas, o oceano de ar cobrindo a terra exerce pressosobre ela.Torricelli, o inventor do barmetro, mostrou que apresso atmosfrica pode ser medida por uma colunade mercrio. Enchendo-se um tubo com mercrio einvertendo-o em uma cuba cheia com mercrio, eledescobriu que a atmosfera padro, ao nvel do mar,suporta uma coluna de mercrio de 760 mm de altura.

A presso atmosfrica ao nvel do mar mede ou equivalente a 760 mm de mercrio. Qualquer elevaoacima desse nvel deve medir evidentemente menosdo que isso. Num sistema hidrulico, as pressesacima da presso atmosfrica so medidas em kgf/cm2. As presses abaixo da presso atmosfrica somedidas em unidade de milmetros de mercrio.

0,710 kgf/cm2

1,033 kgf/cm2

1,067 kgf/cm2

76 cm

Presso Atmosfrica aoNvel do Mar

Barmetro



Pelo fato do ar ter peso, as camadas inferiores socomprimidas pelas camadas superiores. Assim ascamadas inferiores so mais densas que as superiores.Conclumos, portanto, que um volume de ar compri-mido mais pesado que o ar presso normal ou presso atmosfrica.Quando dizemos que um litro de ar pesa 1,293 X 10-3Kgf ao nvel do mar, isto significa que, em altitudesdiferentes, o peso tem valor diferente.

Presso Atmosfrica

Sabemos que o ar tem peso, portanto, vivemos sobesse peso.A atmosfera exerce sobre ns uma fora equivalenteao seu peso, mas no a sentimos, pois ela atua emtodos os sentidos e direes com a mesma intensidade.

A presso atmosfrica varia proporcionalmente alti-tude considerada. Esta variao pode ser notada.

A Presso Atmosfrica Atua em Todos osSentidos e Direes

Altitude Presso Altitude Pressom Kgf/cm2 m Kgf/cm20 1,033 1000 0,915

100 1,021 2000 0,810200 1,008 3000 0,715300 0,996 4000 0,629400 0,985 5000 0,552500 0,973 6000 0,481600 0,960 7000 0,419700 0,948 8000 0,363800 0,936 9000 0,313900 0,925 10000 0,270

Variao da Presso Atmosfricacom Relao Altitude

Medio da Presso AtmosfricaNs geralmente pensamos que o ar no tem peso.Mas, o oceano de ar cobrindo a terra exerce pressosobre ela.Torricelli, o inventor do barmetro, mostrou que apresso atmosfrica pode ser medida por uma colunade mercrio. Enchendo-se um tubo com mercrio einvertendo-o em uma cuba cheia com mercrio, eledescobriu que a atmosfera padro, ao nvel do mar,suporta uma coluna de mercrio de 760 mm de altura.

A presso atmosfrica ao nvel do mar mede ou equivalente a 760 mm de mercrio. Qualquer elevaoacima desse nvel deve medir evidentemente menosdo que isso. Num sistema hidrulico, as pressesacima da presso atmosfrica so medidas em kgf/cm2. As presses abaixo da presso atmosfrica somedidas em unidade de milmetros de mercrio.

0,710 kgf/cm2

1,033 kgf/cm2

1,067 kgf/cm2

76 cm

Presso Atmosfrica aoNvel do Mar

Barmetro



Parker Hannifin Ind. Com. Ltda.Jacare, SP - Brasil

9

Training

P1V1 = P2V2T1 T2

De acordo com esta relao so conhecidas as trsvariveis do gs. Por isso, se qualquer uma delas so-frer alterao, o efeito nas outras poder ser previsto.

Efeito Combinado entre as Trs Variveis Fsicas

Princpio de Pascal

Constata-se que o ar muito compressvel sob aode pequenas foras. Quando contido em um recipientefechado, o ar exerce uma presso igual sobre asparedes, em todos os sentidos.Por Blaise Pascal temos: "A presso exercida em umlquido confinado em forma esttica atua em todos ossentidos e direes, com a mesma intensidade,exercendo foras iguais em reas iguais".

Princpio de Blaise Pascal

1 - Suponhamos um recipiente cheio de um lquido, o qual praticamente incompressvel;

2 - Se aplicarmos uma fora de 10 Kgf num mbolo de 1 cm2de rea;

3 - O resultado ser uma presso de 10 Kgf/cm2 nas paredesdo recipiente.

p = FA

No S.I. F - Newton (Fora)P - Newton/m2 (Presso)A - m2 (rea)

No MKS* F - kgf (Fora)P - kgf/cm2 (Presso)A - cm2 (rea)

Temos que: 1 kgf = 9,8 N

Nota: Pascal no faz meno ao fator atrito, existentequando o lquido est em movimento, pois baseia-sena forma esttica e no nos lquidos em movimento.

Efeitos Combinados entre as 3 VariveisFsicas do Gs

Lei Geral dos Gases Perfeitos

As leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussacreferem-se a transformaes de estado, nas quais umadas variveis fsicas permanece constante.Geralmente, a transformao de um estado para outroenvolve um relacionamento entre todas, sendo assim,a relao generalizada expressa pela frmula:

T1V1

P1Mesma Temperatura:Volume Diminui - Presso Aumenta

T2V2

P2Mesmo Volume:Presso Aumenta - TemperaturaAumenta e Vice-Versa

T3V3

P3Mesma Presso:Volume Aumenta - TemperaturaAumenta e Vice-Versa

T4V4

P4



9

Training

P1V1 = P2V2T1 T2



Princpio de Pascal






p = FA








T1V1


T2V2


T3V3


T4V4

P4

A presso atmosfrica ao nvel do mar mede ou equivalente a 760 mm de mercrio. Qualquer elevao acima desse nvel deve medir evidentemente menos do que isso. Num sistema hidrulico, as presses acima da presso atmosfrica so medidas em kgf / cm2. As presses abaixo da presso atmosfrica so medidas em unidade de milmetros de mercrio. 1.1.7. Efeitos Combinados entre as 3 Variveis Fsicas do Gs


As leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussac referem-se a transformaes de estado, nas quais uma das variveis fsicas permanece constante. Geralmente, a transformao de um estado para outro envolve um relacionamento entre todas, sendo assim, a relao generalizada expressa pela frmula: Equao 1: Lei Geral dos Gases Perfeitos

!

P1V1T1

=P2V2T2

De acordo com esta relao so conhecidas as trs variveis do gs. Por isso, se qualquer uma delas sofrer alterao, o efeito nas outras poder ser previsto.

Figura 6: Efeito Combinado de 3 Variveis Fsicas


1.1.8. Princpio de Pascal

Constata-se que o ar muito compressvel sob ao de pequenas foras. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma presso igual sobre as paredes, em todos os sentidos. Por Blaise Pascal temos: "A presso exercida em um lquido confinado em forma esttica atua em todos os sentidos e direes, com a mesma intensidade, exercendo foras iguais em reas iguais".

Figura 7: Princpio de Pascal Equao 2: Principio de Pascal

!

P = FA No S.I. F - Newton N (Fora) P - Newton / rea N / m2 (Presso) A - m2 (rea) No MKS F - Kgf (Fora) P - Kgf / cm2 (Presso) A - cm2 (rea)



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Training

P1V1 = P2V2T1 T2



Princpio de Pascal






p = FA








T1V1


T2V2


T3V3


T4V4

P4


Temos que: 1 Kgf = 9,8 N Nota: Pascal no faz meno ao fator atrito, existente quando o lquido est em movimento, pois baseia-se na forma esttica e no nos lquidos em movimento. 2. IMPLANTAO 2.1. VANTAGENS

1) Incremento da produo com investimento relativamente pequeno. 2) Reduo dos custos operacionais. A rapidez nos movimentos pneumticos e a libertao do operrio (homem) de operaes repetitivas possibilitam o aumento do ritmo de trabalho, aumento de produtividade e, portanto, um menor custo operacional. 3) - Robustez dos componentes pneumticos. A robustez inerente aos controles pneumticos torna-os relativamente insensveis a vibraes e golpes, permitindo que aes mecnicas do prprio processo sirvam de sinal para as diversas sequncias de operao. So de fcil manuteno. 4)- Facilidade de implantao. Pequenas modificaes nas mquinas convencionais, aliadas disponibilidade de ar comprimido, so os requisitos necessrios para implantao dos controles pneumticos. 5) - Resistncia a ambientes hostis. Poeira, atmosfera corrosiva, oscilaes de temperatura, umidade, submerso em lquidos, raramente prejudicam os componentes pneumticos, quando projetados para essa finalidade. 6) - Simplicidade de manipulao. Os controles pneumticos no necessitam de operrios super especializados para sua manipulao. 7) - Segurana. Como os equipamentos pneumticos envolvem sempre presses moderadas, tornam-se seguros contra possveis acidentes, quer no pessoal, quer no prprio equipamento, alm de evitarem problemas de exploso. 8) - Reduo do nmero de acidentes. A fadiga um dos principais fatores que favorecem acidentes; a implantao de controles pneumticos reduz sua incidncia (liberao de operaes repetitivas).


2.2. LIMITAES 1) O ar comprimido necessita de uma boa preparao para realizar o trabalho proposto: remoo de impurezas, eliminao de umidade para evitar corroso nos equipamentos, engates ou trava- mentos e maiores desgastes nas partes mveis do sistema. 2) Os componentes pneumticos so normalmente projetados e utilizados a uma presso mxima de 1723,6 kPa. Portanto, as foras envolvidas so pequenas se comparadas a outros sistemas. Assim, no conveniente o uso de controles pneumticos em operao de extruso de metais. Provavelmente, o seu uso vantajoso para recolher ou transportar as barras extrudadas. 3) Velocidades muito baixas so difceis de ser obtidas com o ar comprimido devido s suas propriedades fsicas. Neste caso, recorre-se a sistemas mistos (hidrulicos e pneumticos). 4) O ar um fluido altamente compressvel, portanto, impossvel se obterem paradas intermedirias e velocidades uniformes. O ar comprimido um poluidor sonoro quando so efetuadas exaustes para a atmosfera. Esta poluio pode ser evitada com o uso de silenciado- res nos orifcios de escape. 3. ACIONAMENTOS E COMANDOS As vlvulas exigem um agente externo ou interno que desloque suas partes internas de uma posio para outra, ou seja, que altere as direes do fluxo, efetue os bloqueios e liberao de escapes. Os elementos responsveis por tais alteraes so os acionamentos, que podem ser classificados em: - Comando Direto - Comando Indireto 3.1. COMANDO DIRETO assim definido quando a fora de acionamento atua diretamente sobre qualquer mecanismo que cause a inverso da vlvula.


3.2. COMANDO INDIRETO assim definido quando a fora de acionamento atua sobre qualquer dispositivo intermedirio, o qual libera o comando principal que, por sua vez, responsvel pela inverso da vlvula. Estes acionamentos so tambm chamados de combinados, servo etc. 4. TIPOS DE ACIONAMENTOS E COMANDOS Os tipos de acionamentos so diversificados e podem ser: - Musculares - Mecnicos - Pneumticos - Eltricos - Combinados. Estes elementos so representados por smbolos normalizados e so escolhidos conforme a necessidade da aplicao da vlvula direcional. 4.1. ACIONAMENTOS MUSCULARES As vlvulas dotadas deste tipo de acionamento so conhecidas como vlvulas de painel. So acionamentos que indicam um circuito, findam uma cadeia de operaes, proporcionam condies de segurana e emergncia. A mudana da vlvula realizada geralmente pelo operador do sistema.Os principais tipos de acionamentos musculares so mostrados nas figuras abaixo.


Figura 8: Acionamentos Musculares



Boto

Simbologia

Alavanca

Pedal

Simbologia

Simbologia

Pino

Rolete

Gatilho ou Rolete Escamotevel

Simbologia

Simbologia

Simbologia

Posicionamento das Vlvulas comAcionamentos Mecnicos:

As vlvulas devem estar situadas o mais prximopossvel ou diretamente acopladas aos equipamentoscomandados (cilindros, motores etc.), para que astubulaes secundrias sejam bem curtas evitando,assim, consumos inteis de ar comprimido e perdasde presso, conferindo ao sistema um tempo deresposta reduzido.Para as vlvulas acionadas mecanicamente, indispen-svel efetuar um posicionamento adequado, garan-tindo um comando seguro e perfeito, mesmo depoisde muito tempo.

Acionamentos Musculares

As vlvulas dotadas deste tipo de acionamento soconhecidas como vlvulas de painel.So acionamentos que indicam um circuito, findamuma cadeia de operaes, proporcionam condiesde segurana e emergncia. A mudana da vlvula realizada geralmente pelo operador do sistema.Osprincipais tipos de acionamentos musculares somostrados nas figuras abaixo.

Acionamentos Mecnicos

Com a crescente introduo de sistemas automticos,as vlvulas acionadas por uma parte mvel da mquinaadquirem uma grande importncia. O comando davlvula conseguido atravs de um contato mecnicosobre o acionamento, colocado estrategicamente aolongo de um movimento qualquer, para permitir odesenrolar de sequncias operacionais. Comumente,as vlvulas com este tipo de acionamento recebem onome de vlvulas fim de curso.


4.2. ACIONAMENTOS MECNICOS Com a crescente introduo de sistemas automticos, as vlvulas acionadas por uma parte mvel da mquina adquirem uma grande importncia. O comando da vlvula conseguido atravs de um contato mecnico sobre o acionamento, colocado estrategicamente ao longo de um movimento qualquer, para permitir o desenrolar de sequncias operacionais. Comumente, as vlvulas com este tipo de acionamento recebem o nome de vlvulas fim de curso.

Figura 9: Acionamentos Mecnicos

4.2.1. Posicionamento das Vlvulas com Acionamentos Mecnicos

As vlvulas devem estar situadas o mais prximo possvel ou diretamente acopladas aos equipamentos comandados (cilindros, motores etc.), para que as tubulaes secundrias sejam bem curtas evitando, assim, consumos inteis de ar comprimido e perdas de presso, conferindo ao sistema um tempo de resposta reduzido.



Boto

Simbologia

Alavanca

Pedal

Simbologia

Simbologia

Pino

Rolete

Gatilho ou Rolete Escamotevel

Simbologia

Simbologia

Simbologia

Posicionamento das Vlvulas comAcionamentos Mecnicos:

As vlvulas devem estar situadas o mais prximopossvel ou diretamente acopladas aos equipamentoscomandados (cilindros, motores etc.), para que astubulaes secundrias sejam bem curtas evitando,assim, consumos inteis de ar comprimido e perdasde presso, conferindo ao sistema um tempo deresposta reduzido.Para as vlvulas acionadas mecanicamente, indispen-svel efetuar um posicionamento adequado, garan-tindo um comando seguro e perfeito, mesmo depoisde muito tempo.

Acionamentos Musculares

As vlvulas dotadas deste tipo de acionamento soconhecidas como vlvulas de painel.So acionamentos que indicam um circuito, findamuma cadeia de operaes, proporcionam condiesde segurana e emergncia. A mudana da vlvula realizada geralmente pelo operador do sistema.Osprincipais tipos de acionamentos musculares somostrados nas figuras abaixo.

Acionamentos Mecnicos

Com a crescente introduo de sistemas automticos,as vlvulas acionadas por uma parte mvel da mquinaadquirem uma grande importncia. O comando davlvula conseguido atravs de um contato mecnicosobre o acionamento, colocado estrategicamente aolongo de um movimento qualquer, para permitir odesenrolar de sequncias operacionais. Comumente,as vlvulas com este tipo de acionamento recebem onome de vlvulas fim de curso.


Para as vlvulas acionadas mecanicamente, indispensvel efetuar um posicionamento adequado, garantindo um comando seguro e perfeito, mesmo depois de muito tempo. 4.2.2. Acionamento por Pino Quando um mecanismo mvel dotado de movimento retilneo, sem possibilidades de ultrapassar um limite e ao fim do movimento deve acionar uma vlvula, o recomendado o acionamento por pino, que recebe um ataque frontal. Ao posicionar a vlvula, deve-se ter o cuidado de deixar uma folga, aps o curso de acionamento, com relao ao curso final do mecanismo, para evitar inutilizao da vlvula devido a inteis e violentas solicitaes mecnicas. Enquanto durar a ao sobre o pino, a vlvula permanece comutada (acionada).

Figura 10: Acionamento Por Pino

4.2.3. Acionamento por Rolete

Se a vlvula necessita ser acionada por um mecanismo com movimento rotativo, retilneo, com ou sem avano ulterior, aconselhvel utilizar o acionamento por rolete, para evitar atritos inteis e solicitaes danosas em relao s partes da vlvula. O rolete, quando posicionado no fim de curso, funciona como pino, mas recebe ataque lateral na maioria das vezes. Numa posio intermediria, receber comando toda vez que o mecanismo em movimento passar por cima, independentemente do sentido do movimento.



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Training

Acionamento por Pino

Quando um mecanismo mvel dotado de movimentoretilneo, sem possibilidades de ultrapassar um limitee ao fim do movimento deve acionar uma vlvula, orecomendado o acionamento por pino, que recebeum ataque frontal. Ao posicionar a vlvula, deve-seter o cuidado de deixar uma folga, aps o curso deacionamento, com relao ao curso final do mecanis-mo, para evitar inutilizao da vlvula devido a inteise violentas solicitaes mecnicas.Enquanto durar a ao sobre o pino, a vlvula perma-nece comutada (acionada).

Acionamento por Rolete

Se a vlvula necessita ser acionada por um mecanismocom movimento rotativo, retilneo, com ou sem avanoulterior, aconselhvel utilizar o acionamento porrolete, para evitar atritos inteis e solicitaes danosasem relao s partes da vlvula.O rolete, quando posicionado no fim de curso, funcionacomo pino, mas recebe ataque lateral na maioria dasvezes.Numa posio intermediria, receber comando todavez que o mecanismo em movimento passar por cima,independentemente do sentido do movimento.

Gatilho (Rolete Escamotevel)

Utilizado nas posies intermedirias ou fim de curso,onde podem ocorrer problemas de "contrapresso".O posicionamento no final de curso, com leve afasta-mento, evita que permanea constantemente aciona-do, como o pino e o rolete.Difere dos outros por permitir o acionamento da vlvulaem um sentido do movimento, emitindo um sinal pneu-mtico breve. Quando o mecanismo em movimentoatua sobre o acionamento causa um travamento,provocando o deslocamento das partes internas davlvula.No sentido oposto ao de comando, o mecanismo causaa rotao do acionamento, eliminando qualquer pos-sibilidade de comandar a vlvula.

importante ressaltar que a emisso do sinalpneumtico, sendo breve, no deve percorrer longasdistncias.A comutao da vlvula e a emisso do sinal estoem funo de sua construo, principalmente davelocidade com que acionada e do comprimento domecanismo que ir acion-la.

Acionamentos Pneumticos

As vlvulas equipadas com este tipo de acionamentoso comutadas pela ao do ar comprimido, provenien-te de um sinal preparado pelo circuito e emitido poroutra vlvula.Nos acionamentos pneumticos destacam-se:

Posicionamento do Acionamento Tipo Pino

Posicionamento do Acionamento Tipo Rolete

Posicionamento do Acionamento Tipo Gatilho

Comanda a Vlvula No Comanda a Vlvula


Figura 11: Acionamento Tipo Rolete

4.2.4. Gatilho (Rolete Escamotevel)

Utilizado nas posies intermedirias ou fim de curso, onde podem ocorrer problemas de "contrapresso". O posicionamento no final de curso, com leve afasta- mento, evita que permanea constantemente acionado, como o pino e o rolete. Difere dos outros por permitir o acionamento da vlvula em um sentido do movimento, emitindo um sinal pneumtico breve. Quando o mecanismo em movimento atua sobre o acionamento causa um travamento, provocando o deslocamento das partes internas da vlvula. No sentido oposto ao de comando, o mecanismo causa a rotao do acionamento, eliminando qualquer possibilidade de comandar a vlvula.

Figura 12: Acionamento Tipo Gatilho



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Training
















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importante ressaltar que a emisso do sinal pneumtico, sendo breve, no deve percorrer longas distncias. A comutao da vlvula e a emisso do sinal esto em funo de sua construo, principalmente da velocidade com que acionada e do comprimento do mecanismo que ir acion-la. 4.3. ACIONAMENTOS PNEUMTICOS As vlvulas equipadas com este tipo de acionamento so comutadas pela ao do ar comprimido, proveniente de um sinal preparado pelo circuito e emitido por outra vlvula. Nos acionamentos pneumticos destacam-se: 4.3.1. Comando Direto por Alvio de Presso (Piloto Negativo) Os pistes so pressurizados com o ar comprimido proveniente da alimentao. Um equilbrio de foras estabelecido na vlvula; ao se processar a despressurizao de um dos pistes, ocorre a inverso da vlvula.

Figura 13: Comando Piloto Negativo

4.3.2. Comando Direto por Aplicao de Presso (Piloto Positivo) Um impulso de presso, proveniente de um comando externo, aplicado diretamente sobre um pisto, acionando a vlvula.



Comando Direto por Alvio de Presso(Piloto Negativo)

- Os pistes so pressurizados com o ar comprimidoproveniente da alimentao. Um equilbrio de foras estabelecido na vlvula; ao se processar a despres-surizao de um dos pistes, ocorre a inverso davlvula.

Comando Direto por Aplicao de Presso(Piloto Positivo)

- Um impulso de presso, proveniente de um comandoexterno, aplicado diretamente sobre um pisto,acionando a vlvula.

Diafragma

A grande vantagem est na presso de comando;devido grande rea da membrana, pode trabalharcom baixas presses.O princpio de atuao bem semelhante ao de umpiloto positivo.Aplicaes frequentes: Substituio de sistemaseletrnicos e eltricos que so utilizados na automati-zao de fbricas de explosivos, produtos solventes,devido sensibilidade que apresentam no controle deprocessos.

Acionamentos Eltricos

A operao das vlvulas efetuada por meio de sinaiseltricos, provenientes de chaves fim de curso,pressostatos, temporizadores, etc.So de grande utilizao onde a rapidez dos sinais decomando o fator importante, quando os circuitos socomplicados e as distncias so longas entre o localemissor e o receptor.

Acionamentos Combinados

comum a utilizao da prpria energia do ar compri-mido para acionar as vlvulas. Podemos comunicar oar de alimentao da vlvula a um acionamento auxiliarque permite a ao do ar sobre o comando da vlvulaou corta a comunicao, deixando-a livre para aoperao de retorno. Os acionamentos tidos comocombinados so classificados tambm como ServoPiloto, Comando Prvio e Indireto. Isso se fundamentana aplicao de um acionamento (pr-comando) quecomanda a vlvula principal, responsvel pela execu-o da operao.Quando efetuada a alimentao da vlvula princi-pal, a que realizar o comando dos conversores de

Piloto Negativo

Simbologia

Piloto Positivo

Simbologia

Comando Direto por Diferencial de reas

A presso de comando atua em reas diferentes,possibilitando a existncia de um sinal prioritrio e outrosupressivo.

Diafragma

Simbologia

10

12

12

10


Figura 14: Comando Piloto Positivo

4.3.3. Comando Direto por Diferencial de reas A presso de comando atua em reas diferentes, possibilitando a existncia de um sinal prioritrio e outro supressivo. 4.3.3.1. Diafragma A grande vantagem est na presso de comando; devido grande rea da membrana, pode trabalhar com baixas presses. O princpio de atuao bem semelhante ao de um piloto positivo. Aplicaes frequentes: Substituio de sistemas eletrnicos e eltricos que so utilizados na automatizao de fbricas de explosivos, produtos solventes, devido sensibilidade que apresentam no controle de processos.

Figura 15: Comando Por Diafragma







Diafragma





comum a utilizao da prpria energia do ar compri-mido para acionar as vlvulas. Podemos comunicar oar de alimentao da vlvula a um acionamento auxiliarque permite a ao do ar sobre o comando da vlvulaou corta a comunicao, deixando-a livre para aoperao de retorno. Os acionamentos tidos comocombinados so classificados tambm como ServoPiloto, Comando Prvio e Indireto. Isso se fundamentana aplicao de um acionamento (pr-comando) quecomanda a vlvula principal, responsvel pela execu-o da operao.Quando efetuada a alimentao da vlvula princi-pal, a que realizar o comando dos conversores de

Piloto Negativo

Simbologia

Piloto Positivo

Simbologia

Comando Direto por Diferencial de reas

A presso de comando atua em reas diferentes,possibilitando a existncia de um sinal prioritrio e outrosupressivo.

Diafragma

Simbologia

10

12

12

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Diafragma





comum a utilizao da prpria energia do ar compri-mido para acionar as vlvulas. Podemos comunicar oar de alimentao da vlvula a um acionamento auxiliarque permite a ao do ar sobre o comando da vlvulaou corta a comunicao, deixando-a livre para aoperao de retorno. Os acionamentos tidos como

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