Curso de Pneumática Engenharia

• TECNOLOGIA MECÂNCIA APLICADA

Hidráulica & Pneumática 1

Introdução à Pneumática

Capítulo 1


O que é Automação

• Origem da palavra – Pneuma (do grego – Alma/sopro).

• Automação (do inglês Automation ), é um sistema automático de controle pelo qual os mecanismos verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções, sem a necessidade da interferência do homem.

• Existem diversas maneiras de explicar o que é pneumática , mas basicamente, observando as atuais aplicações, pneumática é a técnica de transformar a pressão e o deslocamento de ar em movimentos mecânicos

• Automação pneumática , é utilizar de componentes pneumáticos (movidos por ar comprimido), para criar sistemas automáticos que facilitarão/dispensarão o auxílio do homem em processos de produção.


Do Vapor à PneumáticaO Surgimento de uma nova Tecnologia

• A pneumática como conhecemos hoje surge nos anos 40, sendo uma adaptação da técnica do vapor.

• Mais segura, energia mais barata, construções mais simples e leves

steam machine newcomen.mp4

Principais Aplicações da Pneumática


• Atuação de válvulas de processo para vapor, água, produtos químicos, etc.• Movimentação de portas pesadas e/ou quentes• Siderurgia• Manipulações de peças e equipamentos nas industrias em geral• Industria de mineração• Industrias automobilística• Industrias Navais• Industrias Alimentícias• Industrias Químicas e farmacêuticas

e muito mais... A limitação está vinculada à criatividade do usuário.

• Principais Vantagens da Pneumática

• Quantidade ilimitada.• Simples construção dos elementos• Fácil armazenamento, transporte e regulagem.• Tecnologia limpa. Vazamentos eventuais não poluem o ambiente.• Alta velocidade dos atuadores devido a baixa viscosidade• Funcionamento seguro: - Mesmo em situações térmicas extremas. Não possui propriedades

explosivas. Seguro contra sobrecarga.• Variações de temperatura não influenciam nas características de funcionamento• Baixo custo dos elementos de automatização• Não necessita tropicalizar (-5 até 60 graus celcius).


• Não necessita tropicalizar (-5 até 60 graus celcius).

• Principais Desvantagens da Pneumática

• O ar comprimido é econômico entre 6 e 7 bar de pressão. (qto pago para manter a força a um custoeconômico).

• Ruído: o escape do ar é ruidoso, porém, atualmente os sistemas já estão mais confortáveis.• Preparação: Impurezas e umidade causam desgaste prematuro dos elementos pneumáticos.• Compressibilidade: Não é possível manter constante as velocidades dos atuadores.• Custo: o ar comprimido (de qualidade) é uma fonte de energia cara.

Teoria do Ar comprimido

Capítulo 2


Características principais do ar comprimido

• O compressor transforma a energia mecânica, através de um motor elétrico, em energia pneumática. Que por sua vez é transformado em movimento, atravéz dos atuadores pneumáticos


COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO

• Ar é o nome da mistura de gases presentes na atmosfera da Terra. O ar seco é composto(em massa) por 78% de Nitrogênio, 21% de Oxigênio, 0,97% de gases nobres como Argônio, Xenônio, Criptônio, Neônio, Radônio e Hélio e 0,03% de gás carbônico (dióxido de carbono). O ar pode ainda conter de 0 a 7% de vapor de enxofre. A composição do ar altera-se com a Latitude.

• O ar expirado (no processo da respiração dos animais) contém uma maior porcentagem de dióxido de carbono, tipicamente 4,5%.

• O ar atmosférico não é apenas uma mistura de gases, apresenta também partículas sólidas de sujeira.

• O ar não tem forma definida e se adapta facilmente a qualquer recipiente• O ar se deforma ao menor esforço aplicado sobre o mesmo• Estado físico da matéria:• Estado físico da matéria:

– SÓLIDO: Moléculas entrelaçadas sem espaço entre elas. Incompressível. Sua estrutura molecular é rígida.

– LÍQUIDO: Praticamente incompressível. Sua estrutura molecular apresenta fluidez.– GASOSO: Moléculas separadas e com tendência a separação. Muito compressível.


Propriedades dos Gases

Lei geral dos GasesMudança no estado do Gás

O estado do gás é definido por três condições:• Pressão• Volume• Volume• Temperatura

A Relação entre os três parâmetros é definida pelas leis:• Gay-Lussac• Boyle-Mariotte• Charles


Propriedade dos Gases

Lei dos Gases Perfeitos• Lei de Boyle – Mariotte

Se um volume de ar é comprimido à temperatura constante, há um aumento de pressão(Isotérmico: T = Constante)

• Lei de Gay LussacO Volume de ar em uma pressão constante é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta(Isobárica: P = Constante)

• Lei de CharlesAr pressurizado em um volume constante é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta(Isométrica: V = Constante)


PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR

• COMPRESSIBILIDADE: É a redução do volume da estrutura molecular. O AR, assim como todos os gases não tem forma definida e se adapta à qualquer recipiente, adquirindo seu formato. Assim podemos confiná-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume usando de suas propriedades.

• ELASTICIDADE: Propriedade que possibilita o ar retornar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução de seu volume. Deformação elástica, é o inverso da compressibilidade


PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR

• DIFUSIBILIDADE: Propriedade do ar que lhe permite misturar-se homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado.

• EXPANSIBILIDADE: Propriedade do ar que lhe possibilita ocupar totalmente o volume de qualquer recipiente,adquirindo seu formato


Variáveis do Ar comprimido

PRESSÃO VAZÃO/FLUXO

FORÇA VELOCIDADE


Propriedades dos gases - Pressão

• O ar tem massa. Com isso, todos os corpos que estejam na atmosfera terrestre estão sofrendo pressão atmosférica vinda de todos os cantos.Os corpos que estão em locais altos recebem menos pressão atmosférica que os corpos que estão a baixa altitude. Isso ocorre porque a coluna de ar de um local de grande altitude é menor que a de um local a baixa altitude.

A pressão (símbolo: P) é a força exercida por unidade de área .

P = F / A P = Kgf/cm²P = F / A P = Kgf/cm²

A unidade no SI para medir a pressão é o pascal (Pa), equivalente a uma força de 1 Newton por uma área de 1 metro quadrado. A pressão exercida pela atmosfera ao nível do mar corresponde a 101 325 Pa, e esse valor é normalmente associado a uma unidade chamada atmosfera padrão.

A pressão relativa define-se como a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica. O aparelho destinado a medir a pressão relativa é o manômetro . A pressão atmosférica mede-se com um barômetro .


Propriedades dos Gases - Pressão

• Pela ISO, a unidade de medida de pressão é Pascal:

1Pa = 1N/m²• Pascal é uma unidade de medida extremamente pequena, e para impedir que trabalhemos com

grandes números, a unidade MPa ou bar é utilizada.

1MPa = 10bar ~ 10kg/cm²


Propriedades dos gases - Vazão

• Vazão ou fluxo ou quantidade de ar é o volume de fluído deslocado em uma unidade de tempo.

• Na pneumática, a vazão interfere diretamente na velocidade dos atuadores pneumáticos

• Suas unidades de medidas podem ser:

m³/min Nl/min ft³/min1m³/min 1000l/min 35,31CFM

+ Vazão = + Velocidade- Vazão = - Velocidade



Relação entre Pressão e Fluxo

• A relação entre pressão e fluxo é a mais importante para a pneumática• Se não houver fluxo, a pressão em todo o sistema pneumático se manterá a mesma em todos os

pontos. Porém se houver fluxo de um ponto a outro, a pressão posterior será sempre mais baixa que a anterior. A diferença de pressão depende de três fatores:

– Pressão inicial– O volume de ar – A resistência ao fluxo na conexão

• Essa relação é representada pela lei do fluxo, similar a lei de Ohm, na eletricidade.

Queda de pressão = Fluxo x Área efetiva



Relação entre Pressão e Fluxo


Capítulo 3

Geração e distribuição do AR


1. Compressor

2. Resfriador posterior ar/ar

3. Separador de condensados

4. Reservatório

5. Purgador automático

6. Pré-filtro coalescente

Sistema Pneumático

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


Tratamento do Ar comprimido


Compressores

É o elemento que converte a energia mecânica, de um motor elétrico ou de combustão, na energiapotencial do ar comprimido.

Principais tipos de compressores:

• Compressores Recíprocos– Compressor de Pistão– Compressor de Diafragma

• Compressores Rotativos– Compressor de Parafuso– Compressor por Palhetas


Compressores Recíprocos

Compressor de Pistão

• Compressor de pistão de simples estágio– Quando o pistão faz o movimento de descer, é criado

um vácuo dentro da camisa do pistão, forçando o ar atmosférico preencher o volume interno da camisa do pistão. Quando o pistão faz o movimento de subir, o deslocamento do ar faz com que a válvula de retenção feche, forçando o ar a se dirigir para o reservatório de ar comprimido

Simbologia

ar comprimido.



Compressor de Pistão

• Compressor de Pistão de Duplo Estágio– O ar é tomado da atmosfera e passa por dois estágio de compressão. E entre

eles o ar é refrigerado, para eliminar o calor excessivo criado pelo atrito proveniente dos pistões.

– Suporta pressões acima de 10 bar– Contamina o ar com óleo– Compressão pulsante e baixo custo.

Simbologia

– Compressão pulsante e baixo custo.


PISTÃO.mp4


Compressor de Diafragma

• Seu funcionamento é similar ao do compressor de pistão, porém, o ar atmosférico não tem contato com as partes mecânicas do pistão, tão pouco com os componentes lubrificados de um compressor. Desta forma o ar comprimido gerado pelo compressor por diafragma é mais limpo que o do compressor de pistão.

• Este tipo de compressor é bastante utilizado na industria farmacêutica e alimentícia.• Isento de contaminação, não atinge altas pressões e ideal para dentista• Compressão pulsante, baixa vazão e pequenas aplicações

Simbologia

• Compressão pulsante, baixa vazão e pequenas aplicações


Compressores Rotativos

Compressor por Palheta

• A força centrípeta promoverá o deslocamento das palhetas, que irão sugar o ar atmosférico para dentro do compressor.

• O compressor por palheta tem como principal característica, ser um compressor com capacidade de gerar um grande volume de ar comprimido com baixa pressão.

• Isento de lubrificação, não atinge altas pressões e compressão contínua• Pode ser utilizado como bomba de vácuo.

Simbologia

• Pode ser utilizado como bomba de vácuo.


Compressores Rotativos

Compressor de Parafuso – O mais utilizado na indústria

• Através do movimento rotativo de dois parafusos, um côncavo e outro convexo, o ar é arrastado da atmosfera para dentro do compressor de ar. As principais características do compressor de parafuso são:

• Compressão contínua, alto rendimento e grande vazão.• Isento de óleo e pequeno diferencial de pressão• Baixa manutenção, custo elevado

Simbologia

• Baixa manutenção, custo elevado• Atinge de 9 a 12 bar (silencioso)

Hidráulica & Pneumática 27parafuso.mp4

Preparação/Tratamento de ar - Geração

• Aftercooler – Pós-resfriador O aftercooler tem a função de resfriar o ar que sai do compressor com alta temperatura e garantir que esta temperatura não ultrapasse 40ºC.O aftercooler não executa a função de secagem, e sim, o resfriamento do ar comprimido. O ar que sai do aftercooler possui 100% de umidade relativa.Deve ser utilizado para resfriar o ar que entra no secador de ar, de modo a aumentar a eficiência deste equipamentoa eficiência deste equipamento


Aftercooler Ar/Ar - HAA

O aftercooler ar/ar consiste em um sistema de tuboconhecido popularmente de “serpentina” através doqual o ar comprimido flui.

Contra este tubo, uma temperatura de saída do ar

Simbologia

Contra este tubo, uma temperatura de saída do ardo aftercooler ar/ar gira em torno de 15ºC acima datemperatura do ar utilizado para resfriamento (ar àtemperatura ambiente).

O ventilador direciona um fluxo de ar à temperaturaambiente, com a função de resfriar o arcomprimido.


Aftercooler Ar/Água - HAW

O aftercooler ar/água consiste em umacamisa de metal, dentro da qual o arcomprimido flui.

Também nesta camisa existe um tubo dentrodo qual circula um fluxo de água que é

Simbologia

do qual circula um fluxo de água que éutilizada para trocar calor com o arcomprimido.

A temperatura de saída do ar aftercoolerar/água gira em torno de 10ºC acima datemperatura do água utilizada pararesfriamento.


Secador de Ar

O secador de ar tem a função de eliminar a umidadedo ar comprimido. Deve ser sempre observada atemperatura máxima do ar comprimido de entrada doequipamento.

A principal característica do secador de ar

Simbologia

A principal característica do secador de arcomprimido é o ponto de orvalho, que é atemperatura mínima garantida pelo secador para nãoser encontrada água no sistema.

Os principais tipos de secadores disponíveis são osecador de refrigeração e o de adsorção.


Ponto de Orvalho A principal característica do secador de ar comprimido é o ponto de orvalho, que é a temperatura mínimagarantida pelo secador para não ser encontrada água no sistema.

É calculado em função da pressão atmosférica, umidade relativa do ar e temperatura ambiente.

Exemplo: Para uma temperatura ambiente de 25ºC e umidade relativa do ar igual a 75%, o ponto deorvalho será de 19,9ºC.


Secador de Ar (Refrigeração)

O secador de ar por refrigeração (IDF) resfria o ar atravésde uma queda real da temperatura do ar. Esta quedaprovoca condensação do vapor de água.

O ar entra em uma câmara de troca de calor que provocaa primeira queda na temperatura . Após isto o ar vai parauma segunda câmara, a câmara de resfriamento e sofre

Simbologia

uma espécie de choque térmico forte, entrando em contatocom um circuito de resfriamento por gás.

A água se condensa e é retirada por um dreno e o ar nasaída entra em contato com o ar de entrada e recuperauma parte da energia que se dissipa no resfriamento

O ponto de orvalho deste tipo de secador de ar gira emtorno de 5ºC


Secador de Ar (Adsorção) - ID

O secador de ar por adsorção (ID) retira a água do aratravés de um processo secagem sem queda detemperatura. São mais eficientes que os secadores derefrigeração.

Um elemento dessecante como sílica gel ou alumina ativadoretira a água do ar comprimido e retém esta umidade atéque entre em contato com um fluxo de ar seco, quando

Simbologia

que entre em contato com um fluxo de ar seco, quandolibera a umidade.

Este secador contém duas torres de secagem e sempre,enquanto uma das torres está secando o ar a outra estásendo regenerada. Para que os elementos sejamregenerados, entre 10 e 20% da vazão de entrada éutilizada.

O ponto de orvalho deste tipo de secador pode atingir – 30°


Secador de Adsorção ID

• Princípio de funcionamento

• Tamanhos– ID20 vazão 80L/min– ID30 vazão 155L/min– ID40 vazão 330L/min– ID60 Vazão 780L/min

• Roscas de alimentação de 1/4 a 3/4”• Roscas de alimentação de 1/4 a 3/4”• Inversão das torres a cada 150 segundos• Vazões de até 780L/min (entrada 975L/min)• Alimentação de 100 e 200Vca• Pressão de trabalho de 3 a 10bar• Possui um indicador de vida util do elemento

secante, utilizando um código por cores- Azul escuro ponto de orvalho de -30°- Azul claro ponto de orvalho de -18°- Rosa ponto de orvalho de -10°- Rosa Claro ponto de orvalho de -5°


Secador de Ar IDG

� Não requer eletricidade

� Leve e compacto

� Ecológico (livre de freon)

� Não há vibração

� Não possui partes móveis

� Indicador de ponto de orvalho na saída

Ar (oxigênio e nitrogênio)

Vapor

Membrana

OrificioEscape


Reservatório de Ar Comprimido - AT

O reservatório de ar tem a função de eliminar asoscilações na pressão fornecida pelo compressor econsumo.

O reservatório também auxilia na redução de temperaturado ar comprimido antes do secador de ar.

Os reservatórios de ar seguem , no Brasil, a norma NR-13(ABNT).(ABNT).

Segundo a NR-13 os itens obrigatórios em um reservatóriode ar comprimido são os seguintes :

1 ) Válvula de Alívio

2 ) Manômetro

3 ) Escotilha de Inspeção

4 ) Dreno para o condensado


Distribuição do Ar

• É a rede de ar comprimido que será responsável por conduzir o ar comprimido, tratado e livre de impurezas. Do ponto de geração até o ponto de utilização.

• Uma rede de ar comprimido pode ser construída com diversos tipos de materiais, dentre ele, aço, ferro, polímeros, cobre, etc.

• Há dois tipos de construção de uma rede de ar comprimido

– Rede em circuito Aberto– Rede em circuito Aberto– Rede em Anel.



• Rede em circuito Aberto:

• Rede em Anel:



• Circuito abertoPrimeiros consumidores comprometem os últimos.

• Circuito fechado (anel)


• Circuito fechado (anel)

• Circuito combinado (válvulas de fechamento)Mais perdas, mais vazamentos.


Rede externa pode trabalhar com

pressão diferente da pressão da rede

interna.

Redes em anéis


interna.


Inclinação 0,5 a 2% do Comprimento

Unidades de conservação

Prevenção e Drenagem para o Condensado

ArComprimido

Separador

Armazenagemde Condensados

DrenosAutomáticos

Tubulações de ar comprimido - Drenos


conservação(utilização)

Purgadores

Redes de Ar Comprimido

Elementos de uma rede de ar comprimido

• Filtro da Linha Principal

Consiste em um filtro de alta capacidade, instalado logo após o tratamento do ar comprimido, antes da rede de ar.desenvolvido para remover contaminação, óleo, água, vapor, particulados proveniente do óleo, água, vapor, particulados proveniente do desgaste dos compressores.

• Linhas Secundárias

São as linhas que alimentarão, com ar comprimido tratado, seco e livre de impurezas, as máquinas e equipamentos pneumáticos. As linhas secundárias podem ser de materias alternativos como PU ou Borracha.



• Drenos Automáticos

A Função do dreno é eliminar água e impurezas da rede de ar comprimido. No passado os drenos eram atuados manualmente, porém a negligência acarretava em sérios problemas nos sistemas pneumáticos.Hoje em dia são utilizados drenos automáticos que são responsáveis por escoar o condensado das redes de ar comprimido sem o auxílio do homem.escoar o condensado das redes de ar comprimido sem o auxílio do homem.

Basicamente são utilizados dois tipos de drenos automáticos:



• Dreno automático por flutuador AD/ADHUma válvula de abertura e fechamento é acionada através de uma bóia/flutuador. Quando o reservatório do dreno está cheio, o flutuador sobe, liberando a passagem da águaPara escoamento

• Dreno Automático Motorizado ADMSeu funcionamento é elétrico, e se assemelha ao funcionamento de um relógio. Quando o eixo completa o giro de 360°, um pino aciona uma válvula do tipo poppet, que irá liberar a passagem do condensado para escoamento.



• Seu dimensionamento depende de:– Consumo de ar da instalação– Distância a percorrer– Pressão de trabalho– Máxima queda de pressão admissível no sistema– Pontos de estrangulamento na rede– Velocidade do ar na tubulação



Tipos de conexão• Conexão por inserção

– O Tubo é preso à conexão através de uma porca, que quando apertada, pressiona o tubo contra o corpo da conexão, promovendo a vedação do sistema.

• Conexão instantânea – Este é o tipo mais utilizados em sistemas pneumáticos e

para vácuo. Um sistema de vedação interno ao corpo da para vácuo. Um sistema de vedação interno ao corpo da vedação promove uma vedação eficiente, dentro dos parametros de segurança das normas internacionais. Para soltar o tubo, basta pressionar o anel/anilha da saída da conexão

• Conexão instantânea com válvula de retenção incorpo rada– Basicamente o sistema de vedação é o mesmo, porém

internamente ao corpo da conexão, encontra-se um sistema de retenção, que impede que o ar comprido escape quando o tubo não estiver inserido na conexão.


Conexões série KQ2

- A junta de vedação dispensa à utilização de fita de teflon


Tubos e Conexões

Tubos e conexões são produtos importantíssimos para os sistemas pneumáticos, estandodiretamente relacionados à segurança de máquinas e dispositivos.Com a ruptura de qualquer componente, seja ele um tubo ou uma conexão, ocorrerá adespressurizarão do sistema, promovendo a perda de força, abertura ou queda por gravidade ematuadores pneumáticos.

Por isso tubos e conexões tem de atender rigorosas normas internacionais de segurança,dentre elas: ISO4387, ISO228-1, ISO14743, ISO8434-3 ...

As normas estão sempre ditando as dimensões das conexões e características de segurança, As normas estão sempre ditando as dimensões das conexões e características de segurança, bem como porcentagem de matéria prima reaproveitada que poderá ser utilizada na construçãodos produtos.

Cuidado!!!A porcentagem máxima de matéria prima reaproveitada, permitida por normas internacionais é

6%Esta quantidade está diretamente relacionada à flexibilidade e resistência para tubos de PU.Em alguns tubos esta porcentagem chega a 50% da matéria prima do tubo.Evite utilizar tubos e conexões de fornecedores que não possuam referências e tradiçãoTubos e conexões não são acessórios, são itens rela cionados à segurança em sistemaspneumáticos .


Conexões de Inox série KQG

• Corpo em aço inox 316• Vedações internas em FKM• Para ar comprimido, gases inertes

Água, Vapor e Vácuo

• Temperatura do fluído: - 5 à 150°C• Pressão de trabalho de 100kPa à 1.0MPa• Para roscas de M5 à 1/2” • Para roscas de M5 à 1/2” • Para tubos de 4 à 12mm


Conexões Resistentes a Respingos Incandescentes KR

• Para tubos de 4 a 16mm• Fluído de utilização, água ou ar• Pressão de prova – 30 bar• Temperatura de trabalho, de -5 a 60°C• Atende a norma UL-94 V0

Resistente a Respingos Incandescentes• Vários modelos de conexões, reduções, • Vários modelos de conexões, reduções,

uniões


Conexões Resistentes a Respingos IncandescentesKR


Tubos de Poliuretano série TU

• Matéria prima 100% virgem– Maior resistência– Maior flexibilidade

• Disponível nos diâmetros de 4 à 12mm • 29 cores disponíveis• Imune à Hidrólise (quebra de molécula pela água)

devido à uma resina de polyether incorporada à matéria prima• Inspeção à laser durante todo o processo de produção


Tubos de Fluororesina série TH

• Resistente ao calor, até 200°C• Matéria prima 100% virgem

– Maior resistência– Maior flexibilidade

• Disponível nos diâmetros de 4 à 12mm• 4 cores disponíveis


Capítulo 4

Tratamento de Ar


Tratamento do Ar

Qualidade do ArEntrada do compressor – Ar Atmosférico

- Gases Próprios de sua composição (N,O,H, etc...)- Pó fino do ambiente- Água (fase líquida)- Outros Gases e vapores

+ =


Tratamento do Ar

Qualidade do ArSaída do compressor – Ar atmosférico

- Gases Próprios de sua composição (N,O,H, etc...)- Pó fino do ambiente- Água (fase líquida)- Outros Gases e vapores- Contaminantes semi-líquidos- Óleo de Lubrificação do Compressor- Partículas do desgaste do compressor- Oxidação (Tubo Galvanizado)- Oxidação (Tubo Galvanizado)


Tratamento de Ar comprimido

• Uma das principais características da tecnologia pneumática é a simplicidade no manuseio e trabalho com os componentes.Porém essa simplicidade pode, muitas vezes, comprometer a integridade e correto funcionamento dos produtos.Muitas vezes a geração e tratamento de ar comprido é abandonada por anos, seja por negligência ou, como na maioria dos casos, falta de informação dos usuários.Em todos os catálogos de produtos pneumáticos, os fabricantes são sempre muito claros:

- Fluído de trabalho = AR COMPRIMIDO, LIMPO, SECO E LIVRE DE PARTICULAS SÓ LIDAS

“ E o não cumprimento desta informação resulta na perda da garantia do equipamento”. “ E o não cumprimento desta informação resulta na perda da garantia do equipamento”. Sem comentar nos problemas que a baixa qualidade do ar comprimido irá causar aos produtos, que muitas vezes podem estar instalados em processos danosos ao homem.


Pré-filtro Carbono ativoCyclone separador EstérilMicro filtro

Tipos de filtros

Tratamento de Ar comprimido


Água, pó40 ... 5 µm

OdoresÁgua, pó> 50 µm

Bactérias, vírusàgua, pó, óleo0.01 µm

Obs.: os estereis são usados em aparelhos hospitalares

Tratamento do Ar

Filtro de Ar - Standard


Tratamento do Ar


Séries de filtros para tramento de ar comprimidoPara eliminação de água, separação de sólidos e óle o e desodorização


Série de produtos para tratamento de ar comprimido

• A linha AM SMC para tratamento de ar comprimido é a mais completa do mercado, englobando produtos específicos para diversas aplicações, de acordo com a necessidade de tratamento de ar de cada processo. Tais como:

– Eliminador de Condensado AMG

– Filtros de linha principal AFF

– Separador de poeira/sujeira e névoa de óleo AM AMD AMH

– Adsorção de poeira/sujeira e névoa de óleo AME

– Removedores de Odor AMF


Unidade de preparação de Ar

Simbologia


... E que atendam a necessidade, conforme ISO 8573-1

Partículas Água ÓleoDimensão

máxima (µm)Concentração

máxima (mg/m³)Máx. Pto.

Orvalho (°C)Max.concentração

(mg/m³)1 0,1 0,1 -70 0,01

Grau de Qualidade

Tratando o ar comprimido


2 1 1 -40 0,13 5 5 -20 14 15 8 +3 55 40 10 +7 256 - - +10 -

Por exemplo: Ar comprimido de qualidade grau 1,4,2. Significa: Filtragem de apartículas até 0,1µm e 0,1 mg/m 3, ponto de orvalho pressurizado +3ºC , e filtragem de óleo até 0,1 mg/m 3.

- Grande variedade de acessórios

- Grau de filtragem padrão de 5µm (opções 40µm, 0,3µm e 0,01µm)

- Diversas possibilidades de montagem modular

- Manômetro embutido opcional

- Dreno automático opcional

Unidade de Preparação de Ar – F.R.L .

- Dreno automático opcional

- Fácil montagem/desmontagem

- Tamanho compacto

- Trava para a manopla do regulador opcional

- Válvula de fechamento com possibilidade de travamento com cadeado


Faixa de Sobre-pressão

Pressão absolutakPa

+ Pe

Gráfico das pressões

Simbologia

Nível variável da Pressão Atmosférica 101kPa


Faixa de depressão- Pe

• Faixa de depressão: tecnologia de vácuo (abaixo da pressão atmosférica).• No manometro temos pressão relativa,• Pressão absoluta: leitura do monometro + 1 atm.

Regulador de Pressão - AR

O Regulador de Pressão é um equipamentoindispensável para qualquer aplicação onde se utiliza oar comprimido como fonte de energia.

Suas funções básicas é a regulagem da pressão do arcomprimido a ser utilizado e sua estabilidade.

Simbologia


• Regulador de pressão com manômetro na manopla• Tamanhos – ARG20 ARG30 e ARG40• Roscas de ligação de 1/8 a 1/2 polegada• Redução de espaço físico• Ideal para montagem em portas de painéis de comando• Tecnologia e estética

Regulador de Pressão - ARG


Trava de Segurança para Regulador de Pressão

Equipamento para assegurar a pressão ideal parao funcionamento regular dos produtos e sistemasque tem o ar comprimido como energia poisimpossibilita a alteração da pressãoacidentalmente ou arbitrariamente por pessoasnão autorizadas conservando assim a vida útil dosnão autorizadas conservando assim a vida útil dosequipamentos.

Outra função importantíssima desta trava é asegurança física do operador, pois impede quepessoas não autorizadas alterem a regulagemevitando assim acidentes graves provenientes dequebras de peças por desgaste prematuro.


Regulador de Pressão de Precisão - IR

� O regulador de Pressão de Precisão é umequipamento indispensável para aplicações onde nãopode haver variação na pressão do ar comprimido.

� Suas funções básicas é a regulagem da pressão do arcomprimido a ser utilizado em equipamentos precisos(posicionadores precisos,equipamentos de teste e etc...)

� Montagem modular

� Opção de acionamento por piloto ( IR2120)� Opção de acionamento por piloto ( IR2120)

� Conexões de 1/8 a 1/2 ´´

� Range de ajuste:

� Até 2bar

� Até 4bar

� Até 8bar


Tratamento do Ar

Filtro-Regulador


Filtro Regulador AW• Função

– Eliminar o condensado e filtrar impurezas – Regular a pressão de rede para pressão de utilização

• Grau de filtragem – 5 micra• Tamanhos

– AW10 M5– AW20 1/8– AW30 3/8– AW40 1/2– AW60 1

• Pressão de funcionamento - de 0.1 a 1.0Mpa (1 a 10 bar)• Fluido – Ar comprimido• Temperatura de trabalho – de -5°C a 60°C• Tamanho reduzido• Montagem modular• Vazões de 150 a 4000 l/min• Utilização

– Desbloqueie o regulador antes de efetuar o ajusteUm indicador visual de cor laranja, indica que o equipamento está desbloqueado

– O ajuste deve ser efetuado sem o auxílio de ferramentaspara que esta não danifique o equipamento

– Substitua o filtro em um período máximo de 2 anosou quando a queda de pressão for de 1 bar


Lubrificador para Ar Comprimido - AL

O Lubrificador (AL) é utilizado para enviar o lubrificante até oscomponentes internos moveis equipamentos pneumáticosdiminuindo assim o atrito entre eles e tendo como conseqüênciao aumento do rendimento e sua vida útil.

Utilizar Lubrificantes somente em equipamentos que realmentenecessitam, e sempre usando instruções do fabricante domesmo.

Obs: O lubrificante além do custo é prejudicial ao meio ambiente.

Simbologia


Multiplicador de pressão série VBA



APLICAÇÂO

– Aumente a pressão de ar em até 4x, sem a utilização de alimentação elétrica– Para medidas de economia de energia (dispensa novas instalações de compressores)



• Quando utilizar?– Quando determinados equipamentos precisam de uma pressão maior que a da fábrica– Quando o limite inferior da pressão do equipamento tem de ser assegurado devido à

flutuação e ou redução da pressão de linha da fábrica– Quando o atuador não tem força suficiente por alguma razão, mas não é possível substituí-

lo por um cilindro de diâmetro maior devido às limitações de espaço– Apesar das condições adversas de pressão do consumidor final, tem de ser utilizado um

equipamento que consiga garantir uma grande potência de saída– Quando se pretende utilizar um cilindro de diâmetro reduzido porém com força elevada.


Válvula Manual 3/2 vias com Trava de Segurança - V HS

Válvula utilizada para a despressurização segura de sistemas pneumáticos.

Este equipamento é indispensável na aplicação de sistemas automatizados que visa a segurança dos que visa a segurança dos equipamentos de manipulação e operadores.


Válvulas de despressurização e Soft – Start - AV

Esta válvula pressuriza o sistema pneumático deforma progressiva quando acionada. Possuipossibilidade de regulagem nesta velocidade deentrada e quando desativada eletricamente, o arcomprimido é exaurido rapidamente do sistema.

Hoje, muitos equipamentos estão utilizando estaválvula para uma qualidade melhor de seusválvula para uma qualidade melhor de seusprocessos visando a longevidade das partesmecânicas dos equipamentos, pois esta válvulaimpede o movimento brusco característico quandose liga um sistema pneumático.


Características Técnicas

• Bitolas de 1/4 a 1´´• Tensões de acionamento

– 12Vcc– 24Vcc– 110Vca

Válvulas de despressurização e Soft – Start - AV

– 220Vca (100 e 200Vca 50/60Hz)• Certificação TüV – Corpo certificado da CE• Pressão de trabalho 0.2 a 1.0Mpa ( 2 a 10 bar)


• Acionamento muscular por botão tipo cogumelo/trava( Despressurização rápida do sistema pneumático)

• Desenho compacto e modular• Baixa potencia de consumo – 1.8W• Conforme a norma O.S.H.A. para bloqueio e sinalização

(Occupational Safety and Health Administration)

• Pressão de trabalho – de 0.2 a 1 Mpa

Válvulas de despressurização e Soft – Start - AVL

• Vazões de 200 a 1800l/min• Conexões de 1/4 a 1´´


Equipamentos para instrumentação

Transdutores de fluxo

Reguladores de pressão proporcional


Transdutores de fluxo PF2W/PF2A

• Medidor / indicador de fluxo(variável do ar comprimido responsável pela velocidade dos atuadores pneumáticos)

• Transforma um sinal programado de fluxoem sinal elétrico

• Interface amigável de fácil e rápida programação• Sinal de saída digital e/ou analógico• Melhor opção custo/benefício do mercado• Medição “In Line” do fluxo, sem desperdício

do ar comprimido (Rotâmetro)do ar comprimido (Rotâmetro)


Transdutores de fluxo PF2W/PF2A

PF2W/PF2A Rotâmetro

XX


Reguladores de pressão proporcional ITV

• Controle de regulagem de pressão mediante a uma variação analógica

• Possui sensor para calibração• Classe de proteção IP65• Display de LED – fácil visualização• Não possui consumo de ar em condições de equilíbrio• Interface amigável de fácil e rápida programação• Melhor custo/benefício do mercado• Saída analógica ou digital• Dimensões reduzidas• Comunicação com protocolo DEVICENET ou CClink• Montagem em bloco manifold para até 8 válvulas• Opção para controle de vácuo• Alta velocidade de resposta: menos de 0.1 segundo• Alta estabilidade


Principio de funcionamento displayTensão de alimentação

Sinal de entradaCircuito

de controle

Sinal de saída

Válvula de pressão Válvula de exaustão

Exaustão

Pressostato

Reguladores de pressão proporcional ITV

Pressostato

Câmara pilotoDiafragma

Válvula de exaustão

Válvula de pressão

Exaustão

Pressão primáriaPressão

secundáriaregulada


Transdutores de pressão/vácuo ISE30/ZSE30

• Medidor/indicador de pressão(variável do ar comprimidoresponsável pela força dos atuadores pneumáticos)

• Transforma o sinal de pressão ou vácuo em sinal elétrico• Design compacto – facilita instalação• Função de manômetro/vacuômetro• Display de 2 cores que pode ser programado de acordo

com a aplicação• Interface amigável de fácil e rápida programação• Saída digital ou analógica• Para ar comprimido, gases inertes e gases não

inflamáveis• Classe de proteção IP40


Pressostatos/Vacuostatos ISE30/ZSE30


A diferença entre Transdutor e Pressostato

• O pressostato é um interruptor acionado por pressão, onde a pressão aciona um embolo, e este aciona um contato eletro-mecânico, como nos relés.

• NA linha de produtos da SMC, temos como pressostato o IS1000 e o ISE1. São equipamentos, na maioria das vezes mais robustos, podendo estar instalados em ambientes agressivos. Porém, são muito limitados. O pressostato não gera nenhum tipo de sinal, não transforma nenhum tipo de sinal, o sinal emitido pelo pressostato deve ser gerado por um elemento externo, como uma fonte.

• O pressostato também é cego com relação ao sinal enviado por ele. Não havendo nenhum tipo • O pressostato também é cego com relação ao sinal enviado por ele. Não havendo nenhum tipo de monitoração do sinal que é enviado.


Transdutor de pressão ISE80Um transdutor , é um dispositivo que transforma um tipo de energia noutro tipo de energia, utilizando para issoum elemento sensor que recebe os dados e os transforma. Por exemplo, o sensor pode traduzir informaçãonão elétrica (velocidade, posição, pressão, vazão) em informação elétrica (corrente, tensão, resistência).

O ISE é um transdutor de pressão, transformando a energia/informação de pressão, em sinal elétrico.

• Medidor/indicador de pressão/vácuo• Possibilidade de conexões orientadas vertical ou horizontal• Opção de conexões VCR ou Swagelock• Conexões e encapsulamento do sensor em aço inox

Sensor – aço inox 630

• Exemplos de transdutores:

– Auto-falante– Cápsula fonocaptora– Célula foto-elétrica– Captador

HORIZONTAL VERTICAL


Sensor – aço inox 630Conexão - aço inox 304

• Para pressões de até 20bar (ISE-80H)• Display de duas cores• Parametrização em apenas 3 passos• Grau de proteção IP65• Fluídos aplicados

Água / Óleo hidráulico (JIS-K2213)Óleo de silicone (JIS-K2213)Lubrificante (JIS-K6301)Fluor-carbono / Argônio / AmôniaDióxido de carbonoDreno de ar contaminadoNitrogênio

– Captador– Dínamo– Lâmpada– Microfone– Motores

Capítulo 6

Válvulas Direcionais



As válvulas direcionais são responsáveis pelo direcionamento

do fluxo de ar para a condição de trabalho do sistema pneumático. São as válvulas direcionais que irão determinar se um atuador irá avançar ou retornar, girar no sentido horário ou anti-horário.As válvulas direcionais também podem ser utilizadas para acionar outras válvulas, de acordo com as condições do circuito acionar outras válvulas, de acordo com as condições do circuito de comando do sistema pneumático.São classificadas pelo número de vias, número de posições, tipo de acionamento, característica construtiva e bitola.


Posições :Representadas por retângulos indica a quantidade de posições que a válvula pode assumir, passagem do fluxo para a saída A ou B da válvula

Vias :

Duas posições Três posiçõesPosição de repouso

Vias :Representadas por pontos de toque em cada posição, sendo:- Pontos de pressão , utilização e escape de ar de uma válvulaAs vias, são os caminhos por onde passará o fluxo de ar comprimido


Duas vias Três vias



Nomenclatura das vias de trabalho de válvulas pneum áticas:


Tipos de Vedação

Quanto ao tipo de vedação as válvulas podem ser:

- VÁLVULAS COM VEDAÇÃO METÁLICA:

A vedação é feita entre duas peças de aço inoxidável com folga de 0,03mm. Possui um consumo de ar interno normal na ordem de 1 l/min. A durabilidade

destas válvulas pode atingir os 200 milhões de ciclos .destas válvulas pode atingir os 200 milhões de ciclos .

- VÁLVULAS COM VEDAÇÃO EM BORRACHA:

A vedação é feita por anéis de borracha. Devido ao desgaste a durabilidade este tipo de válvula é menor, porém pode alcançar os 50 milhões de ciclos .


Válvulas de Vedação em Borracha


Válvulas de Vedação Metálica



Tipos de acionamento

• A válvula direcional pode ter quatro tipos de acionamento– Acionamento Muscular: é todo acionamento que o operador irá acionar– Acionamento Mecânico: é todo acionamento que a máquina/dispositivo irá

acionaracionar– Acionamento Elétrico: é o acionamento por uma bobina/solenóide – corrente

elétrica– Acionamento Pneumático: é o acionamento por ar comprimido - piloto





• Acionamento Mecânico

SimbologiaSimbologiaSimbologia




• Acionamento Muscular

Simbologia Simbologia SimbologiaSimbologiaSimbologia


Válvulas de acionamento muscular e mecânico – VM200

Diversos tipos de acionamentos mecânicos e muscularesOpções de 3 ou 2 vias e duas posiçõesConstrução tipo poppet (assento)Conexões de 1/4Para ar comprimido e gases inertesVazão de 890/min à 6 bar de pressãoTemperatura de trabalho: de -5 à 60°CIsento de lubrificação


Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Diversos tipos de acionamentos mecânicos e muscularesVálvula de 5 vias e duas posiçõesOpção de servo-acionamento (piloto-externo)Construção tipo carretel Conexões de 1/8Para ar comprimido e gases inertesVazão de 594l/min à 6 bar de pressãoTemperatura de trabalho: de -5 à 60°CIsento de lubrificação



Diversos tipos de acionamentos mecânicos Construção RobustaVálvula de 3 vias e duas posiçõesConstrução tipo carretel Conexões de 1/8Para ar comprimido e gases inertesVazão de 360l/min à 6 bar de pressãoTemperatura de trabalho: de -5 à 60°CIsento de lubrificação


Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Simbologia

(A)

(P) (R)

2

1 3


CONEXÃO DE PILOTAGEM

2(A)

Válvulas de acionamento piloto pneumático


O acionamento da válvula é feito através da conexão de pilotagem. Quando o piloto é acionado, o carretel se movimenta e a pressão é direcionada para a via desejada.

Simbologia1 3(P) (R)

O acionamento da válvula é feito através da conexão de pilotagem. Quando o piloto é acionado, o carretel se movimenta e a pressão é direcionada para a via desejada.

CONEXÕES DE PILOTAGEM

Simbologia

4 2

51

3

(A)

(P)(R) (S)

(B)

1

12(Y)14(Z)

Simbologia

4 2

51

3

(A)

(P)(R) (S)

(B)

1

12(Y)14(Z)

Válvulas de acionamento piloto pneumático

CONEXÕES DE PILOTAGEM




• Acionamento Elétrico – Direto ( Solenóide )• Maior força para acionar o êmbolo e maior consumo de energia elétrica




• Acionamento Elétrico (Indireto) Servo-acionamento ( Solenóide )• O acionamento da válvula é feito por meio de um sinal elétrico que gera um campo eletromagnético

e é auxiliado por um piloto pneumático interno para reduzir o consumo de energia elétrica.




• Acionamento Elétrico (Indireto) Servo-acionamento, com piloto externo ( Solenóide )


Tipos de Montagem e Ligação Elétrica

• Corpo Roscado – Para montagem direta• Montagem em Base – Com ligações elétricas individuais• Montagem em Base – Com ligações elétricas Plug-in


Válvula Direcional de Corpo Roscado VFS

• Diversas Configurações– 5/2 vias, 5/3 vias – simples ou duplo solenóide

• Vida útil de 100 milhões de ciclos• Para roscas de 1/8” a 1” • Vazões de 491 a 9815 L/min• Maior vazão do mercado• Tempo de resposta 10ms• Montagem individual ou em bloco• Montagem individual ou em bloco

• Diversos acessórios para bloco de montagem– Espaçador de alimentação individual– Placa reguladora de pressão– Placa reguladora de vazão– Silenciador desoleador– Diversas possibilidades de interligações elétricas e comunicação

• Pressão de trabalho de 1,5 a 10 bar (concorrente – 2,5 a 10bar)• Potência de consumo – 1,8W (mercado concorrente – de 4,5 a 11W)


Válvulas para Montagem em Base EVS7 -VQ7-VFS

As válvulas para montagem em base deve ser montadas em bases individuais (sub plate) ou em “manifold’s” ou “ilhas de válvulas”.Ligação elétrica individual, pontual.Vedação metálica = Vida útil de 100 milhões de ciclosVedação de borracha = Vida útil de 50 milhões de ciclos


• Válvula direcional de 5/2, 5/3 e 3/2 vias• Vida útil de 50 milhões de ciclos• Diversas possibilidades de montagem individual ou em

manifolfd• Potência de consumo: 0,35W• Versão POWER SAVING CIRCUIT

Potência de consumo: 0,1W• Vazões de até 2500 Nl/min

Válvulas para Montagem em Base SY

• Vazões de até 2500 Nl/min• Possibilidade de conexões incorporadas à Válvula• Diversos tipos de acionamentos elétricos e pneumáticos• Pode trabalhar isenta de lubrificação


Válvulas para Montagem Plug-in SY-V FS

A montagem em base ligações plug-in dispensa asligações elétricas individuais das válvulas. O manifoldrecebe uma única ligação elétrica de entrada e adistribuição para as válvulas é feita por dentro dobloco, através de fiação ou de conectores elétricos.


Válvulas de processo Série VX

• As válvulas de processo estão entre as séries de produtos SMC com o maior range de opções e variações disponíveis, isso para podermos atender a diversidade de aplicações e fluídos disponíveis

• As aplicações com fluídos diversos requerem alguns cuidados que são irrelevantes para a pneumática. Entre esses cuidados podemos destacar:

– Compatibilidade química dos materiais com o fluído– Compatibilidade química dos materiais com o fluído– Temperatura e classe de isolamento necessária para a

aplicação– E para algumas construções de válvulas devemos observar o

diferencial de pressão entre a entrada e a saída

• Ao especificar uma válvula de processo, antes mesmo de verificar as condições de pressão e vazão, deve-se atentar a compatibilidade química dos materiais de vedação com o fluído de trabalho.


• Principais características técnicas– Conexões de ¼” e 3/8” (outros modelos atingem até 3”)– Diversas possibilidades de vedação

• NBR• FKM• PTFE• EPDM


• EPDM

– Diversas classes de isolamento– Classe de proteção IP65– Vazões de 2.400L/min– Tensões de alimentação

• 12e 24Vcc• 48, 100, 200, 110, 220, 230 e 240 Vca


• Em sua especificação, a SMC utiliza a nomenclatura técnica dos materiais das vedações. Por exemplo:


• A classe de isolamento se refere à temperatura máxima de trabalho dos fluídos a serem direcionados.

• Este isolamento não tem nenhuma relação com a classe de proteção IP. Está conforme a NBR 7094, relacionando-se com o limite máximo de temperatura que o isolante da parte elétrica é capaz de operar sem sofrer danos.


Válvulas de processo Série VXConstrução


• NBR – Borracha Nitrílica– Aplicação: O NBR é usado em aplicações onde, para além de boas propriedades mecânicas e/ou boa

resistência à fadiga dinâmica, é também exigida boa resistência ao inchamento em óleo e/ou em gasolina, boa resistência ao envelhecimento por calor e à abrasão. É utilizado na indústria em geral, indústria automobilística e no setor dos óleos minerais.

– O NBR é tipicamente usado em “o-rings” estáticos, membranas, foles, tubos e mangueiras quer para aplicações hidráulicas ou pneumáticas quer para transporte de hidrocarbonetos alifáticos (propano e butano), correias transportadoras, material de fricção, cobertura de rolos para diversos fins especialmente para as indústrias de pintura e têxtil e solas para calçado de segurança. Também é bastante usado na indústria alimentícia.

Válvulas de processo Série VXCaracterísticas das vedações

indústria alimentícia.– boa resistência química;

- aos hidrocarbonetos alifáticos como por exemplo, propano, butano e benzina;- aos líquidos hidráulicos dificilmente inflamáveis do tipo HCF;- ao óleo e massa mineral;- à água;- a muitos ácidos diluídos, bases e solução salina à temperatura ambiente.

– média resistência química;- aos combustíveis com alto teor aromático;- aos líquidos hidráulicos do grupo HFA dificilmente inflamáveis e do grupo HFB.

– fraca resistência química;- aos hidrocarbonetos aromáticos, por exemplo, benzeno;- aos hidrocarbonetos clorados, por exemplo, tricloroetileno;- a solventes polares, por exemplo, acetona.


• FKM – Fluorelastômero – Borracha fluorada para aplica ções agressivas (Viton)

– Elastômeros sintéticos fluorados para aplicações em temperaturas elevadas e ambientes quimicamente agressivos. Sua composição e peso molecular são cuidadosamente controlados para combinar fácil processamento com propriedades mecânicas, resistência a combustíveis, solventes e estabilidade térmica.

FKM


FKM(copolímeros e terpolímeros contendo 65-71% de flúor)

• Excelente resistência química• Excelente resistência à temperatura• Baixa deformação permanente

– Indicado para altas temperaturas e solventes de combustíveisAlta resistência a produtos químicos em geral


• EPDM – Borracha de Etileno – Propileno e Dieno– Aplicação: O EPDM é usado na indústria automóvel (tubos, cablagens, mangueiras para

radiadores, perfis para vedação de vidros e de portas), na indústria de caixilharia e em muitas outras utilizações onde o fundamental seja uma boa resistência ao ozônio e à intempérie. Outras aplicações típicas onde o EPDM é muito usado são: membranas de borracha para telhados, distribuição de água potável (quente e/ou fria), paredes laterais de pneus, vedantes diversos, cabos, “dock fenders”, correias transportadoras, coberturas de rolos e isoladores.


– Resistência química: destacamos a resistência à água quente e ao vapor, ao líquido de travões à base de glicol, a muitos ácidos orgânicos e inorgânicos diluídos, a soluções salinas, ao óleo de silicone e a soluções de carbonato de cálcio e de carbonato de potássio.

– Todavia o EPDM não é resistente aos hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e clorados.


• PTFE – Politetrafluoretileno – Fluorpolímero conhecid o como Teflon

– É um plástico com uma grande versatilidade de uso, e muito usado em vários seguimentos da indústria. Oferece uma excelente combinação de propriedades químicas, elétricas, mecânicas, térmicas e de antiaderência; apresenta baixo coeficiente de atrito. Possui inércia química maior que qualquer outro material conhecido. Sua superfície antiaderente contribui para que não transmita odores nem sabor dos corpos no qual entra em contato. Nenhum outro material adere a sua superfície, sendo necessário tratamento químico para a realização de colagem. Com o mais baixo coeficiente de atrito entre os materiais sólidos conhecidos, e excelente isolamento elétrico,


sólidos conhecidos, e excelente isolamento elétrico,

– Não sofre fenômenos de envelhecimento nem mesmo em contato com o ar e outros produtos.

– Principais Propriedades: O PTFE possui o mais baixo coeficiente de atrito dentre todos os materiais sólidos. Não há diferença entre seu coeficiente de atrito estático e dinâmico. O PTFE tem excelente resistência à temperatura, resiste a 260°C em trabalho contínuo, e a 300°C por períodos limitados. Absorção de água: menos de 0,005%, Não queima, Não tem sabor nem cheiro. Não e afetado pôr radiações ultravioletas


• ....

Válvulas de processo Série VCH

• Comutação por servo-acionamento• Pressão de trabalho de até 50bar • Potência de consumo: 5W• Temperatura de trabalho: de -5 a 50°C• Corpo em Latão• Fluído de trabalho: Pra ar comprimido e gases inertes• Classe de proteção: IP65 (gotejamento e poeira)• Para roscas G de 3/4 e 1´´• Tensão de alimentação de 12 e 24Vcc• Conector DIN• Classe de isolamento B (130°C) • Material da vedação: Elastómero de poliuretano


Válvulas de processo Série VCH

Válvula de retenção Válvula de 2/2 vias Normal aberta ou fechada

Válvula de 3/2 vias

Blocos com múltiplas válvulas


Válvulas 2/2 e 3/2 vias.

Válvulas de Processo


Capítulo 7

Válvulas Auxiliares


Válvulas Auxiliares

• Válvulas Auxiliares são as válvulas que estarão aux iliando e complementando as seqüência de comando de máquinas e dispositivos, não interferindo da seqüência de funcionamento dos equipamentos, mas de terminando condições de segurança, velocidade, repetibilidade, temporiza ção, etc.

• Exemplos de Válvulas auxiliares– Válvula para comando Bimanual (simultaneidade) – Válvula para comando Bimanual (simultaneidade) – Válvulas Lógicas – “OU” “E”– Válvulas Temporizadoras– Válvulas reguladoras de fluxo– Válvulas de retenção– Válvulas de escape rápido


Válvula de Retenção AK

• Bloqueia o fluxo de ar comprimido em um dos sentido s(Comparado ao funcionamento de um diodo na eletrôni ca)

• Vazões de 400 a 12.000 L/min• Opções com conexões incorporadas

– Tubos de 4 a 12mm de diâmetro

• Corpo em polímero ou metálico


Conexão com Regulador de Fluxo série AS

• Conexões incorporadas• Montagem em linha ou L• Possibilidade de corpo Metálico (Ideal para ambient es de solda)

Ideal para montagem em conexões série KR• Tamanhos de M3 a 1/2 “• Função Regulador de Fluxo Unidirecional• Pressão máxima de operação – 10bar• Temperatura de trabalho, de -5 a 60°C


Válvula de economia de energiaVálvula de economia de energiaVálvula de economia de energiaVálvula de economia de energia ASR / ASQASR / ASQASR / ASQASR / ASQ


Válvula de economia de energia ASR / ASQ

• Redução de até 40% no consumo de ar.• Reduz o consumo de ar reduzindo a pressão do curso de retorno do atuador• Para roscas de 1/4 a 1/2´´ e conexões rápidas para tubos de 6 a 12mm

• ASR– Regulador de pressão com válvula de retenção e regulador de fluxo integrados– Utilizado para reduzir a pressão do curso de retorno do atuador, reduzindo o consumo de

pressão– A pressão pode ser fixa (2bar) ou ajustável (de 1 a 3bar)

• ASQ– Regulador de fluxo – Regulagem da velocidade de avanço e de retorno do atuador no

mesmo elemento– Função de válvula de alimentação e escape rápido– Consegue um controle de velocidade consistente, evitando movimentos oscilantes

repentinos


Válvula de economia de energia ASR / ASQ

Curso de avanço

Curso de retorno

Válvula de pressão Válvula de vazão

Regulador com válvula de retenção + Regulador de fluxo

Válvula de alimentação e escape rápido +Regulador de fluxo

(Regulagem de entrada e saída)


Válvula “OU” VR1210

• Função alternadora , alternada o sinal de saída, entre os dois sinais de entrada

• Possibilidade de conexões incorporadas• Diversos tamanhos


Válvula “E” VR1211F

• Válvula de soma de sinais, simultaneidade• O sinal da saída só é acionado quando

houver pressão nas duas entradas• Conexões incorporadas• Corpo em tecno-polímero• No caso de pressões diferentes na entrada

A pressão de saída será a pressão mais baixa

Simbologia

12 142


Válvula de Escape Rápido AQ

• Utilizada para aumentar as velocidades dos atuadores pneumáticos

• O volume de ar do atuador é expelido diretamente nos cabeçotes dos atuadores

• Diversas bitolas e tipos construtivos• Opção com conexões incorporadas• Opção com corpo metálico• Opção com silenciador incorporado


Bloco Bimanual de Segurança VR51

• Conforme Norma EN574• Totalmente Pneumática• Tempo entre sinais de entrada – 0.5 segundos• Conexões instantâneas incorporada• Segurança Total• Melhor opção custo/benefício do mercado


Válvula de Temporização VR2110

• Tempo de temporização, de 0,5 a 60seg• Substitui o relé temporizador• Temperatura de trabalho, de -5 a 60°C• Fluido de trabalho, ar comprimido• Conexão, 1/8• Possibilidade ser utilizada como NA ou NF Simbologia

100%

2

1

12

3


RP

Simbologia

100%

2

1

10

3

Capítulo 5

Atuadores Pneumáticos



• São os equipamentos que irão transformar o ar comprimido em deslocamento, energia mecânica.

• Através dos atuadores pneumáticos, é possível conseguir movimentos retilíneos giratórios e angulares.


• Cilindros de ação simplesNos atuadores de ação simples, o ar comprimido executa uma única tarefa, um único movimento, o de avanço ou o de retorno.Quando interrompemos o fluxo de ar para o cilindro pneumático, uma mola se encarrega de reposicionar o atuador à sua posição inicial.Dessa forma, classificamos os atuadores de duas formas:

Cilindro de ação simples – Retorno por mola


Cilindro de ação simples – Retorno por molaCilindro de ação simples – Avanço por mola

Simbologia


• Cilindros de ação duplaNos atuadores de ação dupla, o ar comprimido é responsável pelos dois movimentos do atuador, o de avanço e o de retorno. Os atuadores de ação dupla podem ser construídos seguindo diversas normas internacionais, dentre elas as normas ISO-6431, ISO-6432, DIN-24562, dentre outras, essas são as principais.Os atuadores/cilindros pneumáticos também podem ser construídos com algumas características especiais, como haste passante, sistema anti-giro, guias lineares, compactos, sem haste... Dentre outros, visando atender as reais necessidades do usuário.


usuário.

Simbologia


Forças de atuadores Pneumáticos

• O cálculo para determinar a força de um atuador pneumático está entre os mais simples da pneumática, porém é preciso prestar atenção em alguns detalhes.

• A fórmula de força é pressão multiplicada por área do embolo, logo: F = P x A - %atrito

– Força: Kgf– Pressão: bar– Área: cm² – (este é um dos primeiros detalhes, os atuadores pneumáticos são classificados pelo

diâmetro do êmbolo, e não pela sua área. É preciso efetuar o cálculo de área antes de iniciar o cálculo de força.

• O Resultado será a força teórica. Para força real, devemos considerar os atritos que são consideravelmente descartados, uma vez que sempre devemos considerar um fator de segurança. Entretanto, o coeficiente de atrito varia de 5 a 20% conforme o fabricante.

• Nos atuadores lineares convencionais, a força de avanço é sempre maior que a força de retorno, pois devemos descontar a área da haste na face de retorno do embolo do atuador

Simbologia



Atuadores Pneumáticos – Descrição das Partes

Raspador da Haste

Bucha de amortecimento

CamisaVedação do amortecimento

Anel MagnéticoVedação do Embolo

Anel guia do Embolo

Simbologia

Haste

Cabeçote

Dianteiro Cabeçote

Traseiro

Conexão

de avanço

Conexão

de retorno

Tirantes

Embolo

Anel guia da Haste


Detalhe do Amortecimento de final de curso

• Como o próprio nome já indica, a função do amortecimento de final de curso é eliminar o impacto do embolo com a parede interna dos cabeçotes dos atuadores, no momento que este chega ao final do curso do cilindro

Observamos o funcionamento do Amortecimento de final de curso


Detalhe da Detecção Magnética

• O êmbolo do atuador pneumático pode estar equipado com um magnético, que tem a função de promover o acionamento de sensores que podem ser instalados no corpo do cilindro.

O que é um sensor?


Informações Técnicas

Sensores Magnéticos D - M9


Sensores de contato

• Normalmente não requerem alimentação – Contato seco• Podem suportar correntes mais elevadas, além da capacidade de melhor

tolerar transientes da rede de alimentação • Geralmente são de fácil entendimento e diagnosticação.• Corrente de fuga não é um problema.


Sensores Sem Contato

• Não é necessário contato físico

• Não possui partes moveis,evitando travamentos, desgaste ou quebras

• Normalmente operam com maior rapidez

• Maior flexibilidade quanto a aplicações


Sensores Sem Contato

Os sensores de proximidade, assim como as chaves fim de curso, são elementos emissores de sinais elétricos os quais são posicionados no decorrer do percurso de cabeçotes móveis de máquinas e equipamentos industriais, bem como das haste de cilindros hidráulicos e ou pneumáticos. O acionamento dos sensores, entretanto, não dependem de contato físico com as partes móveis dos equipamentos, basta apenas que estas partes aproximem-se dos sensores a uma distância que varia de acordo com o tipo de sensor utilizado.

Tipos de Sensores Sem Contato� Magnéticos

� Campo Magnético� Fotoelétricos

� Luz� Sensores de proximidade indutivos

� Peças metálicas� Sensores de proximidade capacitivos

� Qualquer tipo de material� Ultra-suníticos

� Som

Tipos de Sensores Sem Contato


Sensores Magnéticos

• Os sensores utilizados para identificar as posições dos embolos magnéticos dos atuadores pneumáticos, são os sensores magnéticos, acionados por campo magnéticos.

• Existem dois tipos de sensores magnéticos:• Reed Switch

– Chave de leitura– Tipo contato seco– Tipo contato seco– Não há polarização na ligação elétrica– Apenas dois fios de ligação – Entrada de sinal e emissão de sinal

Observação: O Sensor funciona sem polarização, porém em alguns modelos, quando o sensor estiver com a polarização invertida, o led indicador de contato fechado, não irá acender, não prejudicando na emissão do sinal do sensor

• Solid State– Estado Sólido– Baseado na configuração do transistor (PNP NPN)– Precisa estar polarizado corretamente para funcionar– Três Fios ( Coletor, Base e Emissor )


Sensores Magnéticos – Estado Sólido D-M9Modelo de Montagem direta

• A corrente de carga é reduzida (de 2.5 para 40mA)• Sem chumbo• Atende a norma internacional UL (modelo 2844)

Underwriter Lab. – For Safety – Normas de segurança

• A Flexibilidade é superior 1.5 vezes, se comparadocom o modelo convencional SMC

• Cabo flexível é uma característica Standar• Cabo flexível é uma característica Standar• Montagem em Linha (reto) ou perpendicular (L)• LED Bicolor – A posição ideal de acionamento

é indicada com variação de cor do LED(Modelo D-M9 * W)


Cilindros Normalizados ISO 6432

• Série C85• Construído conforme norma internacional

– ISO 6432• Camisa em INOX• Diâmetros de 08 a 25mm• Curso de até 1000mm• Menos atrito / Maior vida útil• Amortecimento de final de curso• Isento de lubrificação• Isento de lubrificação• Opção de haste antigiro• Montagem cabeçote recravado• Grande variedade de acessórios• Diversas possibilidades de montagens• Maior velocidade• Economia de energia• Maior vida útil, 8.000 KM

Simbologia


Padrão de mercado

SMC

• Série CP95• Construídos conforme normas internacionais

– VDMA 24562– ISO 6431

• Camisa Perfilada• Diâmetros de 32 a 100mm• Curso de até 1500mm• Menos atrito / Maior vida útil• Amortecimento de final de curso


• Amortecimento de final de curso• Isento de lubrificação• Opção de haste antigiro• Montagem por tirante• Grande variedade de acessórios• Diversas possibilidades de montagens• Maior velocidade• Economia de energia• Maior vida útil, 8.000 KM

Simbologia


Padrão de mercado

SMC

� Série C95� Maior Vida Útil do Mercado� Padrão ISO 6431.� Disponível nos diâmetros: Ø32, 40, 50, 63,80, 100, 125, 160, 200, 250mm.� Grande Capacidade de Carga - Mínima



� Grande Capacidade de Carga - Mínimadeflexão da haste.� Mínimo atrito (menor área de contato dasvedações).

�� Característica de todos os cilindrosSMC.

Padrão de mercado

SMC


Possibilidades de fixação dos atuadores pneumáticos

FlangeFixação Roscada

Cantoneira

Basculante Traseiro

Basculante Intermediário

Fixação Traseira Fixação

Dianteira

Ponteira Oscilante




Cilindros Heavy Duty CS1

Ø180, 200, 250 e 300mm� Complemento da série CS2 (menores diâmetros)� Disponível nos diâmetros 125, 140 e 160mm como cilindrohidropneumático

� Com amortecimento pneumático (padrão de série)

� Grande diversidade de opcionais� Para cargas até 4.900 Kgf� Para cargas até 4.900 Kgf� Curso máximo de 2.400 mm� Sanfona de proteção na haste� Especial alta temperatura� Raspador reforçado� Raspador metálico� Haste passante� Sensores magnéticos� Ajuste de curso� Haste em aço inoxidável� Aplicação pneumática ou hidráulica� etc...


Ø125, 140 e 160mm

� Fácil ajuste do amortecimento pneumático� Aumento de vida útil do atuador e de todo o sistema� Ajuste da válvula de amortecimento com 5 voltas (padrão é 3,5)

� Válvula de amortecimento embutida no cabeçote� Prevenção contra avarias causadas por choques� Válvula na mesma face da conexão (mais espaço p/ montagens)

Cilindros Heavy Duty CS2

� Redução do peso em até 55% se comparado à série anterior (CS1)

CS1BN125CS1BN125--100 15.6kg100 15.6kg55% mais leve55% mais leve

CS2B125CS2B125--100 7.0kg100 7.0kg

montagens)


Atuador com identificador de curso série CE-1

• Resolução de 0.01mm• Interligado ào multicontador CEU5, permite

enviar sinais de saída, monitorando o posicionamento do atuador.• Diâmetros de 12 à 63mm• Curso de até600mm• Ideal para:

– Máquinas de inspeção de peças– Medições– Medições– Inspeção de furos– Confirmações de processos


CE APL.mp4

Cilindro básico CG1 com guia linear MGGCilindro básico CG1 com guia linear MGGCilindro básico CG1 com guia linear MGGCilindro básico CG1 com guia linear MGG

• Aumenta a resistência do cilindro contra esforçoslaterais na ponta da haste

• Transforma um cilindro comum em anti-giro• Para cilindros com diâmetros de 20 a 100mm• Possibilidade de amortecimento hidráulico de final de curso• Fácil e rápido sistema de lubrificação• Cursos padronizados de 75 a 1300mm (concorrência 500mm)• Guias por rolamento ou bronze• Desenho do corpo facilita a instalação de conexões e sensores


Cilindro básico CG1 com guia linear MGGCilindro básico CG1 com guia linear MGGCilindro básico CG1 com guia linear MGGCilindro básico CG1 com guia linear MGG

• Exemplo de aplicação


Cilindro Compacto Guiado MGP


• A prova de Água– Ideal para utilizar com máquinas-ferramenta

exposta a líquidos refrigerantes• Série sala limpa

– Aplicável em ambientes de sala limpa.Ideal para utilizar em linhas transportadoras parasemi-condutores, cristal líquido, indústria alimentícia

Cilindro Compacto Guiado MGP

semi-condutores, cristal líquido, indústria alimentíciaFarmacêutica, e de componentes eletrônicos

• Diâmetro de 20 a 100mm• Curso de até 400mm• A solução mais compacta do mercado• Fácil posicionamento.


mgp apl.mp4


Variantes Construtivas

• Cilindro CompactoEste tipo de construção, foi desenvolvida, visando a utilização de atuadores pneumáticos com tamanho físico reduzido. O cilindro compacto, não possuí cabeçotes de fechamento e seu embolo é mais estreito que os êmbolos de atuadores convencionais.

Simbologia


Atuadores Compactos

• Existem algumas normas para construção de cilindros compactos, dentre elas:– Cetop– Unitop– RU-P6– RU-P7– ISO-21287

• Dentre todas as normas, os cilindros compactos conforme a ISO é o mais compacto• Uma norma internacional para construção de cilindros é responsável por todo dimensional do

atuador, não tratando das condições de vedação, assim como também não trata de matéria prima. prima.

• Desde que respeitando o dimensional da norma, a matéria prima utilizada para construção do cilindro pode ser desde alumínio, latão, polímeros...


Cilindro compacto C55

ISO-21287 UNITOP RU-P6/P7

XX

Simbologia


Cilindro compacto C55

• Diâmetros de 20 a 63mm• Conforme norma ISO 21287• Curso padronizados de 5 a 150mm• Tamanho reduzido• Pressão de trabalho: 0.5 á 10bar• Isento de lubrificação • Opções• Opções

– Sistema anti-giro– Haste passante– Ação simples ou dupla– Rosca da Haste, macho ou fêmea

Simbologia


Cilindro compacto CQ2

• Diâmetros de 12 a 200mm• Curso padronizados de 10 a 300mm• Tamanho reduzido• Pressão de trabalho: 1 á 10bar • Opções

– Sistema anti-giro– Haste passante– Haste passante– Ação simples ou dupla– Rosca da Haste, macho ou fêmea– Bloqueador de Haste– Amortecimento regulável

Simbologia


Cilindro sem haste MY3A/3B


my3 APL.mp4

• Cilindro Sem HasteNeste tipo de construção de atuadores de ação dupla, não há uma haste que se movimenta e sim um carrinho preso ao corpo do cilindro

Simbologia

Cilindro sem haste


• Design diferenciado – maior resistência à cargas de torção• Opcional de rótula de compensação Mecânica• Redução da altura em até 36% se comparado com os concorrentes• Redução do comprimento total em até 140mm• Opcionais de amortecimento de final de curso elástico ou pneumático• Diâmetros de 16 a 63mm• Velocidade média de funcionamento de até 300mm/seg.• Curso de até 3000mm

Simbologia

Cilindro sem haste MY3A/3B

• Curso de até 3000mm



• Cilindro Sem Haste Magnético CYNeste Tipo de construção o carrinho é arrastado magneticamente por um embolo especial. O carrinho desliza pelo corpo do cilindro, conforme o movimento do embolo magnético.

Simbologia




• Cilindro com Hastes Paralelas CXEste tipo de construção, além de ser um atuador com sistema anti-giro, proporciona maior sustentação ao equipamento a ser manipulado, além de dobrar a força do atuador.



• Cilindro com Haste Anti-GiroNeste tipo de atuador, a haste do cilindro é sextavada. Dessa forma eliminando as condições normais de giro da haste, de um atuador convencional



Variantes Construtivas MU

• Cilindro Plano – Anti-GiroNeste tipo de construção, o embolo do atuador pneumático é oval. Impossibilitando o giro da haste do atuador, além de ter uma força superior a dos atuadores convencionais.




• Cilindro com Bloqueador de haste (opção L de atuador es)Consiste em um uma montagem com um segundo atuador pneumático montado no cabeçote dianteiro do cilindro, que tem a finalidade de travar mecanicamente a haste do cilindro em uma possível condição de segurança




• Cilindro Tándem XC12Este tipo de atuador, também conhecido como cilindro Duplex Contínuo, tem como principal característica o de amplificar a força de um cilindro, pois, para a força de avanço, devemos considerar a área dos dois êmbolos do atuador.





• Cilindro Multiplas-Posições XC11Este tipo de construção, permite que o atuador execute paradas intermediárias precisas, devido à separação das hastes internas ao atuadorO exemplo abaixo, indica um atuador com 3 posições.

0 – Cilindro recuado

1 – Cilindro Avança até a primeira posição

2 – Cilindro Completamente Avançado




• Cilindro Multiplas-Posições – Cilindro com 4 posiçõe s XC10Nesta construção, também conhecido como cilindro duplex geminado, trata-se de dois atuadores, independentes, unidos por um cabeçote traseiro especial. Note que a alimentação de avanço e retorno dos dois atuadores são independentes.


Proteções para haste

O uso de proteções se faz presentes em ambientes poluídos onde asimpurezas tendem a infiltrar-se nos cilindros prejudicando as vedações e odesempenho dos mesmos.

Cilindro dotado de sanfona para proteção da haste.


�XA0 A XA30 (ponta de haste)

�XC14 (deslocamento de munhão)

Construções especiais

Os atuadores ainda podem ser construídos com algumas características especiais, de acordo com os processos em que estarão atuando. Na SMC, as construções especiais são identificadas por um incremento na grade de código do produto, começando por X.

Exemplos de construções especiais:

�XC14 (deslocamento de munhão)

�XC35 (anel raspador)

�XB6 (vedações em VITON) Temp. até 150ºC

�XB7 (baixa temperatura)




• Cilindro Stopper RSQ/RSHEm linhas de produção contínua, onde é necessário parar o curso dos produtos em linhas de produção, podemos usar o cilindro de tope, para interromper o desliza, avanço de peças. Este tipo de cilindro possuí a haste reforçada, para absorver forças flexoras, que poderiam danificar a haste de cilindros convencionais.


RS1H APL.mp4


Atuadores Rotativos Série – CRA1

• Atuador Rotativo por Cremalheira

CremalheiraPinhão


atuadorotativo.mp4


Atuadores Rotativos Série – CRQ2XB

• Atuador Rotativo por Dupla Cremalheira

Cremalheiras PinhãoNeste tipo de construção, o atuador pneumático possui um avanço mais suave e preciso, além de possuir uma montagem em uma unidade mais compacta

Tope dos amortecedores

unidade mais compacta



Atuadores Rotativos Série CRB1

• Atuador Rotativo por Palheta

Palheta Topes


Rotary Vane Actuator Operation.wmv [www.keepvid.com].mp4


Atuadores Rotativos Série MRQ

• Atuador RotolinearEste tipo de atuador possui o movimento linear e rotativo, integrado no mesmo equipamento


Atuadores Pneumáticos – Garras pneumáticasOutras Famílias de Garras

• Garras de abertura paralela– MHZ2– MHZJ2– MHF2– MHL2– MHR2/MDHR2– MHK2

� Garras de abertura angular� MHC2� MHCA2� MHT2� MHY2� MHW2

� Garras de abertura concêntrica� MHS2� MHS3� MHS4

� Garras de abertura paralela, rotativa� Garras de abertura paralela, rotativa� MRHQ


Tecnologia de Grampos Pneumáticos


CKZN APL.mp4 CKZN.mp4

• Vida útil de 3 milhões de ciclos• Função – 3º ponto de fixação• Conforme norma DIN• Design moderno – Previne o acumulo de detritos

no corpo do grampo• Proteção no pino do desarme do 3º ponto • Disponível nos diâmetros de 40, 50, 63 e 80mm

Grampos Pneumáticos CKZT - Características

• Ângulo de abertura do grampo de 30°a 135°Padrãoe 5º a 25º especial

• Diversas possibilidades de fixação• Cilindro de Dupla Ação SMC• Pressão de trabalho, de 3 a 8 bar• Temperatura de trabalho de -10 a 60°• Velocidade de abertura e fechamento de 1 segundo• Com Ângulo fixo ou ajustável (30º a 135º)• Ângulo ajustável com regulagem automática do sensor• Possibilidade de alavanca manual• Sensores Elétrico (Turck ou P&F) e pneumático


• Válvula controladoras de fluxo e amortecimento incorporados

• Opção de sensor a prova de campo magnético• Cilindro de ação dupla, com trava nas paradas• Sistema de travas que mantém o atuador na posição

fechado ou aberto, mesmo que a pressão de trabalho

Grampos Pneumáticos CLK2 - Características

fechado ou aberto, mesmo que a pressão de trabalhoseja cortada, ou reduzida a valores inferior a pres sãomínima de trabalho

• Disponível nos diâmetros de 32 a 63mm• Mecanismo de trava compacto• Pressão de trabalho de 2 a 10 bar• Temperatura de trabalho de -10 a 70°C• Isento de lubrificação


• Atende a norma CNOMO E34.41.140 N• A força de fechamento se mantém, mesmo

interrompendo fornecimento de ar (opção com trava)

• Ângulo de abertura de 105°(modelo standard)opções 15º, 30º, 45º, 60º, 75º, 90º

• Temperatura de trabalho de -10 a 60°

Grampos Pneumático CLK1ZR Cnomo - Características

• Temperatura de trabalho de -10 a 60°• Isento de lubrificação• Design elíptico do embolo – redução de espaço• Diversas possibilidades de fixação• Velocidade de abertura e fechamento de 1

segundo


• Função Pino Indexador• Posicionamento e fechamento• Diversas tamanhos de pino de acordo com o diâmetro

do furo da peça• Altura ajustável do pino através de inserção de Shi ms (Distanc.)• Diâmetro: 50mm• Opção com trava de segurança, se ocorrer uma queda de

Pinos Indexadores Pneumáticos CLKQ - Característica s

pressão no sistema


CKQRM APL.mp4

• Garantia de posição• Diâmetros de 40 e 63 mm e cursos de 40 e 60 mm• Sensores Elétrico (Turck ou P&F) e pneumático• Opção com atuador pneumático guiado com pino

deslocado para aplicações onde não há espaço físicopara fixação do cilindro

Pinos Centradores Pneumáticos CKZP/MGPA


Atuadores elétricos

Altas velocidades;Alta performance;Absorção de impacto;Economia de espaço;Controle fácil de velocidade e aceleração (trimmer);Programação simples;Movimento sem pulsação;Tensão de alimetação 24Vcc;Tensão de alimetação 24Vcc;Longa vida útil;À prova de pó;Clean Design; Montagens em multi-eixos;Instalação elétrica reduzida;Livre de manutenção;Elimina componentes pneumáticos;Homem-hora reduzido por ter somente instalação elétrica;Solicitação do mercado.


Com controlador avançado Série LJ1, LG1 e LTF.Carga máxima: 100 KgCurso: 100 a 1.500 mm.Velocidade: 600 a 2.000 mm/s.Potência do servo-motor: 50, 100 e 200 W CA.

Utilizando o comando I/O do CLP (NPN ou PNP) permite até 117 passos de posicionamento.Todos os parâmetros podem ser ajustados utilizando um software

Windons® de fácil utilização.Possibilidade de montar até 6 unidades escravas para sistemas multi-

eixo.

LJ1

LTF

LG1

Atuadores elétricos


eixo.Repetitividade: +- 0,1mm ( Fuso deslizante),

+- 0,05mm (Fuso de esferas) +- 0,02mm (Fuso de esferas circulantes).

Precisão de 0,015mm a 0,1mm dependendo do modelo.LJ1 – Elevada precisão de posicionamentoLG1 – Alta rigidez e controle de guia linear de elevada precisão.LTF – Atuador com servo-motor e guia linear integrada com rolamento

de esferas circulante e estrutura em aço inóx martensítico que criam mesa de elevada rigidez e elevada precisão de deslize.

Driver LC8

Atuadores Elétricos SÉRIE E-MY2

� 4 diferentes modelos, conforme capacidade de carga� Possível determinar até 5 diferentes posições� Alta velocidade (até 1000mm/s)� Redução de custo e horas de instalação

Conceito:

Simplicidade de operação de um atuador pneumático.� Controle de velocidade de um atuador elétrico.�Não requer programação

�Para cargas de até 10kg


EMY2 APL.mp4

Outras famílias de atuadores elétricos

• LEF

• LEH

• LES

• LEY

• SJ2

• SJ3

Soluções para as mais diversas aplicações e necessidades


Soluções para as mais diversas aplicações e necessidades

LXF LXS

LXS APL.mp4LX APL.mp4

Posicionador eletroPosicionador eletroPosicionador eletroPosicionador eletro----pneumáticopneumáticopneumáticopneumático IPIPIPIP


Posicionador Pneumático LinearPara cilindros de 40 a 160mm de diâmetroCursos de 50 a 300mmPressão de trabalho: de 3 a 7barPressão do sinal de controle: 0,2 a 1bar

Temperatura de trabalho: -5 a 60°CControla o curso do cilindro através da variação de um sinal pneumáticoEsquema de montagem

Posicionador eletroPosicionador eletroPosicionador eletroPosicionador eletro----pneumáticopneumáticopneumáticopneumático IP200IP200IP200IP200


Regulador de Pressão

Regulador Proporcional

Posicionador eletroPosicionador eletroPosicionador eletroPosicionador eletro----pneumáticopneumáticopneumáticopneumático IP8000/8100IP8000/8100IP8000/8100IP8000/8100

• Dentre as características da tecnologia pneumática, podemos citar a fácil aquisição de movimentos retilíneos, rotativos e angulares. Bem como o fácil controle de velocidade e força destes movimentos.

• Não há dúvida quanto considerar que a maneira mais fácil para automatização de movimentos é utilizando-se desta tecnologia.

• Porem devidos às propriedades físicas como compressibilidade e elasticidade, encontramos algumas dificuldades em conseguir paradas intermediarias precisas em atuadores recorrendo muitas vezes à construções especiais como é o caso dos atuadores de múltiplas posições.

• Este tipo de solução não pode ser empregado para atuadores rotativos e angulares deixando • Este tipo de solução não pode ser empregado para atuadores rotativos e angulares deixando esta solução disponível apenas para atuadores lineares.

• A linha de posicionadores da SMC vem atender a necessidade do mercado em conseguir total controle de paradas intermediárias em atuadores pneumáticos de ação dupla





• Os posicionadores eletro-pneumáticos da série IP8000 controlam o curso de atuadores rotativos ou lineares mediante um sinal de entrada analógico de 4 a 20mA, possuindo em sua construção um regulador de pressão proporcional

• Este controle das paradas intermediárias precisas se da pelo balanceamento das pressões nas conexões de avanço e retorno dos atuadores

• Possibilidade de comunicação com protocolo HART





• Indicado para controle de atuadores rotativos de válvulas de processos.


Sistema Linear com Posicionador Pneumático RotativoPara cilindros de 50 a 300mm de diâmetroCursos de 50 a 700mmPressão de trabalho: de 3 a 7barPressão do sinal de controle: 0,2 a 1bar

Temperatura de trabalho: -20 a 80°CControla o curso do cilindro através da variação de um sinal pneumáticoEsquema de montagem



Posicionadores Pneumáticos Aplicações


Capítulo 08Circuitos Pneumáticos & Simbologia

Simbologia


Simbologia

Símbolos Gráficos para equipamentos pneumáticos

• Quase todos os produtos SMC estão identificados por símbolos gráficos tanto no corpo do equipamento, quanto nos catálogos e informativos técnicos

• No Brasil, uma das normas mais populares de simbologia é a norma DIN ISO 1219• Grande parte dos produtos SMC são identificados pela norma JIS de símbolos gráficos

Quase sempre os símbolos de ambas as normas são parecidos, e suas diferenças dão intuitivamente identificadas pelo técnicointuitivamente identificadas pelo técnico


Simbologia

Simbolos gráficos – Válvulas Direcionais

Símbolo Descrição Símbolo Descrição

Válvula direcional

2 vias e 2 posições

Normal fechada

Válvula direcional


Normal aberta

Válvula direcional


Válvula direcional


Centro fechadoNormal aberta

Válvula direcional


Normal fechada

Válvula direcional


Normal aberta

Válvula direcional


Centro fechada

Centro fechado

Válvula direcional


Centro aberto positivo

Válvula direcional


Válvula direcional


Centro fechado


Simbologia

Simbolos gráficos – Válvulas DirecionaisSímbolo Descrição Símbolo Descrição

Válvula direcional


Centro aberto negativo

Válvula direcional


Centro aberto positivo

Válvula OU Pressostato

Indicador Visual silenciador

Regulador de pressão pilotado

Trava mecânica

Acionamento muscular geral

Acionamento muscular Botão

Acionamento muscular Alavanca

Acionamento muscular Pedal

Acionamento mecânico Came

Acionamento mecânico Mola

Acionamento mecânico rolete

Acionamento mecânico Gatilho

Acionamento Elétrico Solenóide

Acionamento Elétrico com solenóide de dupla ação

oposto

Servoacionamento elétrico por solenóide

Acionamento Pneumático


Simbologia

Simbolos gráficos – Atuadores Pneumáticos


Cilindro de simples ação

Retorno por gravidade

Cilindro de dupla ação


Avanço por mola


Avanço por mola e haste anti-giro

Cilindro de dupla ação com haste anti-giro

Cilindro de dupla ação

Montagem Rear Boss

anti-giro

Cilindro de dupla ação com duplo amortecimento de final de curso

Cilindro de dupla ação com duplo amortecimento de final de curso e haste passante


SimbologiaSimbolos gráficos – Atuadores Pneumáticos


Cilindro de dupla ação hidro-pneumático

Ar-Óleo

Cilindro de dupla ação com haste passante

Cilindro de dupla,

sem haste

Cilindro de dupla ação com controladores de velocidade

Cilindro de dupla ação com haste passante anti-giro

Cilindro de dupla ação com haste passante hidro-pneumático

Cilindro de simples ação – retorno por mola

Cilindro de dupla ação, haste passante com controladores de velocidade

Cilindro de dupla com identificador eletrônico de curso

Cilindro de dupla com identificador eletrônico de curso e bloqueador de haste


Simbologia

Simbolos gráficos – Atuadores Pneumáticos/Válvulas A uxiliares


Cilindro de simples ação, retorno por mola, anti-giro

Cilindro de dupla ação com bloqueador de haste

Atuador Rotativo Válvula de controle de velocidade de

segurança - NA

Válvula reguladora de fluxo, bidirecional com

silenciador

Válvula de retenção

Válvula reguladora de fluxo uni-direcional

segurança - NA

Válvula de controle de velocidade de

segurança - NF

Válvula geradora de Vácuo - Ejetor

Válvula geradora de vácuo com silenciador -

Ejetor


Capítulo 09

Métodos para elaboração de circuitos pneumáticos

Os esquemas de comandos podem ser representados de três formas:

• Esquemas de comandos de posição;• Esquemas de cadeia de comandos de sistema.• Representação em forma de Diagrama de Movimentos

Na construção de esquemas de comandos pneumáticos existe váriosmétodos.Ainda não existe um método geral, porém, ainda predomina para


Ainda não existe um método geral, porém, ainda predomina para pequenos projetos a utilização do método intuitivo.Os esquemas de comandos pneumáticos podem ser elaborados por meio de vários métodos:

• Método intuitivo• Método cascata • Método passo a passo

Esquemas de comandos de posição


Nesse esquema, todos os elementos estão simbolizados onde realmente se encontram na instalação.Essa forma de apresentação beneficia o montador pois ele vê de imediato onde deve montar os elementos.Porém, esse tipo de esquema de comando tem um inconveniente de possuir muitos cruzamentos de linhas, onde podem ocorrer enganos na conexão dos elementos.Esse é o tipo de esquema de comando mais usado em hidráulica pois os circuitos hidráulicos não possuem linhas de pilotagem e são montados em blocos.

Segundo norma VDI 3226 “Comandos Pneumáticos e Esquemas de Montagem”. É o tipo de esquema mais usado em pneumática. Esse esquema de comando está baseado em uma ordenação dos símbolos segundo sua função de comando que facilita a leitura, pois, elimina ou reduz os cruzamentos de linhas.

Nível 5 – Elementos de TrabalhoEx.: Atuadores

Nível 4 – Elementos AuxiiiaresEx.: Reguladoras de fluxo

Esquemas de cadeias de comandos de sistema


Nível 3 – Elementos de comandoEx.: Válvulas Direcionais

Nível 2 – Elementos de Processamento de SinalEx.: Elemento “ou”, “E”Nível 1 – Elementos de SinalEx.: Botões Pulsadores, fins de curso.

Nível 0 – Elemento de EnergiaTratamento do ArEx.: Unidade de Conservação,Válvula de fechamento 3/2 vias

IDENTIFICAÇÃO POR NÚMEROS.

Cada elemento tem sua função identificada por números. A identificação é composta pelo número do grupo e a função seguinte indica a função do elemento.Classificação dos grupos:

- Grupo 0.1...: Elementos que constituem a alimentação da energia. (Geralmente a unidade de conservação).- Grupo 1,2, 3...: Número das cadeias de comando ( Normalmente refere-se ao cilindro pneumático).

Numeração contínua:

- 0 - Elementos de trabalho: 1.0, 2.0, 3.0 (Atuadores)

Identificação dos Elementos


- 0 - Elementos de trabalho: 1.0, 2.0, 3.0 (Atuadores)- 1 - Elementos de comando: 1.1, 2.1, (válvulas direcionais)- 2, 4, 6 - Elementos que influenciam no avanço do elemento de trabalho: 2.2, 2.4, 2.6 (números pares, ex. rolete fim de curso)- 3, 5, 7 - Elementos que influenciam no retorno do elemento de trabalho: 1.3, 2.5, 2.7 (números ímpares, ex. rolete fim de curso)- .01, .02 – Elementos que auxiliam no movimento dos elementos de trabalho. Ex. Reguladora de fluxo. Nº par para o avanço e ímpar para retorno.: 1.01, 1.02.

IDENTIFICAÇÃO POR LETRAS.

A, B, C – Indica elementos de trabalho.ao, bo, co – Indica fins de curso na posição de recuo das hastes.A1, b1, c1 - Indica fins de curso na posição de avanço das hastes.

Identificação dos Elementos

Elementos de TrabalhoEx.: Atuadores

Elementos auxiliaresEx.: Reguladoras de fluxo

Elementos de comandoEx.: Válvulas Direcionais


Elemento de processamento de sinalEx. Elemento “E”, “OU”

Elementos de SinalEx.: Botões Pulsadores

Elemento de EnergiaTrat.amento do ArEx.: Unidade de Conservação,Válvula de Fechamento 3/2 vias

Comandos seqüenciais – Representação dos movimentos

Representação dos movimentos

Atuador B Empurra a caixa

Atuador A Eleva a caixa


C-

C


A necessidade de representar sequências de movimentos e estados de comutação de elementos de trabalho e de comando de maneira facilmente visível não necessita de maiores esclarecimentos.

Representação por ordem cronológica- O cilindro “A” avança e eleva os pacotes- O cilindro “B” empurra os pacotes sobre o transportador- O cilindro “A” retorna- O cilindro “B” retorna


- O cilindro “B” retorna

Representação em forma de tabela

Passo de trabalho Movimentação Cilindro A Movimentação Cilindro B

1 Avança Parado Recuado

2 Parado avançado Avança

3 Recua Parado avançado

4 Parado Recuado Recua


Representação em forma vetorialABAB

Representação em forma Algébrica

-


(+) Avanço

A+ B+ A- B-

( - ) Recuo

Avanço Parado Avançado

Comandos seqüenciais – Representação dos movimentos (Diagrama trajeto-passo)


RecuoParado Recuado


1 2 3 5=14

s2

s2

s1

A

ST

1S2

2S2

1S1

Comandos seqüenciais


2S1s1

B2S2

A+ B+ A - B -

1S2ST 2S2 1S1 2S1


1 2 3 5=14

1

1

0

Cilindro A 2.2

1.3

2.3

Trajeto-Passo

1.2



0

Cilindro B1.3

A+ B+ A - B -

2.21.2 1.3 2.3 1.4

1.4

Representação em forma de diagramas de movimentos

Com o Diagrama Trajeto - Passo , fica possível uma visualização global dos movimentos e as relações de dependência entre os movimentos.


Representação em forma de diagramas de movimentos

Com o Diagrama Trajeto - Passo - Tempo , fica possível uma visualização global também dos tempos e as relações de dependência entre os movimentos

Hidráulica & Pneumática 229Hidráulica & Pneumática 229

1 2 3 5=14

1

0

1

0

2.2

1.3

2.3

A+ B+ A - B -Diagrama Trajeto-Passo

1.2

1.4

1

0

1

Cilindro B

Válv. de Comando 1.1

Cilindro A

Diagrama de Comando

Passo

Trajeto

Passo

Estado

Avançado

Recuado

Passo

Aberto

Fechado


Fim de curso 2.3

1

01

0

1

0

1

1

0

0

Válv. de Comando 2.1

Fim de curso 1.2

Fim de curso 1.3

Fim de curso 2.2

Fim de curso 1.4 1

0

No diagrama de comando verifica-se os estados de comutação dos elementos de comando e fins de curso, sobre os passos, não considerando o tempo de comutação.O diagrama de comando deve ser desenhado em combinação com o diagrama de trajeto passo.

Passo

Influencia na sequência do funcionamento- Condições de partida.- Condições de instalação- Condições de segurança

Abreviaturas:AUT AutomáticoMAN ManualSTART Partida (AUT)STOP Parada (AUT)

Ciclo único (AUT)Ciclo Contínuo (AUT)

Influencia operacionais- Influencia do ambiente,- Local de utilização,- Alimentação,- Pessoal

Condições marginais


Ciclo Contínuo (AUT)PE Parada de emergência – Nesta condição a posição dos elementos de trabalho deve ser claramente especificada no escopo do projeto. Na eletrônica e elétrica é utilizada para corte de energia elétrica. Na pneumática poderá garantir um posicionamento de avanço ou recuo dos atuadores, bloqueio da haste do atuador (posição vertical) ou despressurização do sistema (automobilística).DE Desbloqueio da emergência – O sistema é liberado para continuar o funcionamento seja do ponto em que parou ou retornando a posição inicial do ciclo.RESET Posicionar para partida (MAN) – Todas as válvulas memórias (comando) retornam a posição inicial.FC Elemento de sinal para confirmação do último movimento da sequência ou fim do cicloMAG Magazine (Depósito de peças a ser alimentado)PS Sinal proveniente do processamento de sinais

Método IntuitivoÉ um método cuja a característica básica desenvolve-se a partir da “intuição” doprojetista, não possuindo um regra definida para elaboração do circuito.

Características:Requer grande experiência em projeto;Limita-se a pequenos circuitos;Exige maior tempo de elaboração em projeto;Não possui garantia operacional;Inadequado na aplicação com circuitos compostos.

O método intuitivo é o mais simples de todos os métodos, porém, deve ser utilizado


somente em seqüência diretas, que não apresentam sobreposição de sinais napilotagem das válvulas direcionais que comandam os elementos de trabalho.

A+ B+ A- B- Sequência direta Método intuitivo

A+ C+ B- A- C- B+ Sequência direta Método intuitivo

A+ B+ B- A- Sequência indireta

A+ B+ C+ A- D+ B- D- C- Sequência indireta

A+ B- B+ A- B- B+ Sequência indireta

A+ A- B+ B- Sequência indireta

Métodos:- Cascata- Passo a passo- Eletro-pneumático

Método IntuitivoA+ B+ A- B- Sequência direta

Condição marginal: - Garantir que caso o operador permaneça com o botão de start acionado não tenhamos sobreposição de sinais (travamento) no atuador 1.0


Fonte, filtro-regulador de pressão com válvula de fechamento 3/2 vias, acionamento manual

Start

Método Intuitivo

Descrevemos abaixo as etapas para elaboração do projeto des se circuito.

1. Etapa : Desenhar os elementos de trabalho: - Atuadores2. Etapa : Desenhar as válvulas de comando: - Direcionais 5/2 ou 5/3 vias3. Etapa : Desenhar os elementos de sinais sem o acionamento e a fonte: - Válvulas roletes 3/2 vias

e unidade de conservação (tratamento do ar).4. Etapa : Desenhar todas as linhas de pressão (alimentação de ar), de trabalho, pilotagem e

exaustão.5. Etapa : De acordo com os passos da sequência de movimento, desenhar os acionadores dos

elementos de sinais e representar a posição de cada uma das válvulas piloto entre os cilindros.I. Passo : Acionando um botão de partida, deverá ocorrer o avanço do cilindro A, que é o


I. Passo : Acionando um botão de partida, deverá ocorrer o avanço do cilindro A, que é oprimeiro passo da sequência de movimentos.

II. Passo : Quando o cilindro A alcançar o final de curso de avanço, acionará o rolete de outroelemento de sinal cuja função é pilotar o avanço do cilindro B, que é o segundo passo dasequência de movimentos.

III. Passo : Quando o cilindro B alcançar o final de curso de avanço, será acionado o rolete deoutro elemento de sinal cuja função é pilotar o retorno do cilindro A, que é o terceiro passoda sequência de movimentos.

IV. Passo : Quando o cilindro A alcançar o final de curso de retorno, acionará o rolete de outroelemento de sinal cuja função é pilotar o retorno do cilindro B, que é o último passo dasequência de movimentos. No retorno do cilindro B, o mesmo acionará o rolete de outroelemento de sinal cuja função é habilitar o início do ciclo e garantir que o atuador não fiquetravado, caso o operador permaneça com o botão de start acionado.

6. Etapa : Fim de ciclo: esquema final para o A+B+A-B-

Método Intuitivo


Neste caso o circuito não funciona pois temos sobreposição de sinais na válvula direcional de comando 2.1.Os dois fins de curso com rolete simples 2.2 e 2.3 acionam a


simples 2.2 e 2.3 acionam a válvula ao mesmo tempo provocando o travamento do cilindro.

Método Intuitivo


Esta sobreposição de sinais ainda sim, pode ser resolvido pelo método intuitivo, utilizando válvulas fins de curso com rolete escamoteável , que são acionados somente em um sentido.A desvantagem da utilização desse tipo de válvula é que ela deve ser montada alguns


deve ser montada alguns milímetros antes do final (ou começo) do curso do cilindro, o que faz com que, por alguns segundos, ocorra superposição dos movimentos dos dois cilindros, o que nem sempre é desejável. Por exemplo, enquanto o cilindro que executa uma prensagem não parar, o cilindro que fixa a peça não pode se mover.

Método Intuitivo

C- A+/C+B+/ ( B- A- ) Sequência indireta

Transfer

B


Trava

Elevador C

A

Condições marginais:

- MAN / AUT

- PE / DE

- RESET – Todos cilindros recuados ou na posição inicial.

Método Intuitivo



Método Cascata

É um método que consiste em cortar a alimentação de ar comprimido dos elementos desinal que estiverem provocando uma contrapressão na pilotagem de válvulas decomando (sobreposição), interferindo, dessa forma, na seqüência de movimentos doselementos de trabalho.

Características :

Requer experiência em implementação;Limita -se a circuitos de porte médio, máximo 5 grupos, 4 memórias;Seu emprego é inadequado em circuitos compostos;


Seu emprego é inadequado em circuitos compostos;Em circuitos com mais de 5 grupos o funcionamento poderá ser mais lento.A queda de pressão é maior a medida que se aumenta o número de válvulas de comando

O método Cascata baseia-se na eliminação da possibilidade de ocorrência de sobreposição de sinais nas válvulas de comando dos atuadores através da divisão da seqüência de trabalho em grupos de movimentos, e do relacionamento destes grupos com linhas de pressão, sendo que, através da utilização apropriada de arranjos pré-estabelecidos de válvulas de inversão, apenas uma linha poderá estar pressurizada a cada instante de tempo.

O comando CASCATA resume-se em dividir criteriosamente uma seqüência complexa em varias seqüências mais simples, onde cada uma dessas divisões recebe o nome de GRUPO DE COMANDO. Não existe número máximo de grupos mais sim, um número mínimo, 2 (dois) grupos .

Roteiro:

1 - Dividir a seqüência em grupos de movimentos, sem que ocorra a repetição de movimento de qualquer atuador em um mesmo grupo.

Método Cascata


de movimento de qualquer atuador em um mesmo grupo.

2 - Cada grupo de movimentos deve ser relacionado com uma linha de pressão. Para tanto deve ser utilizado o arranjo de válvulas inversoras que permite estabelecer o número de linhas de pressão.

3 - Interligar, apropriadamente, às linhas de pressão os elementos de sinal que realizam a comutação de posição das válvulas de comando dos diversos atuadores e das válvulas inversoras das linhas de pressão.4 - A partir do diagrama trajeto-passo, extrair a representação algébrica.

Exemplo 1: A + B + B - A - Sequência indireta

5 - Tomando a seqüência do início, efetuar a divisão toda vez que for notadoem um mesmo grupo uma mesma letra com sinais opostos, ou seja, o mesmocilindro não pode fazer movimentos diferentes em um mesmo grupo decomando, ou ainda, “Letras iguais com sinal algébrico oposto não podem ficarnuma mesma linha (grupo).

Exemplo 1: A + A - / B + B - / Incorreto Sequência indiretaA + B + / B - A - / Correto Sequência indireta

A + B + ⇒ Grupo de comando 1

Método Cascata



B - A - ⇒ Grupo de comando 2

Exemplo 2: A + B + / B - A - / B+ / B- /


B - A - ⇒ Grupo de comando 2

B + ⇒ Grupo de comando 3

B - ⇒ Grupo de comando 4

Após a divisão da seqüência deve ser esquematizado o conjunto de válvulasmemória que serão as responsáveis pelo fornecimento de ar aos grupos decomando (linhas).

Numero de válvulas memória = número de grupos - 1 Nm = NG - 1

O conjunto de válvulas memória será composto geralmente por válvulas de quatroou cinco vias com duas posição e acionamento por duplo piloto positivo.

Método Cascata

I II III


Exemplo 4: A + B + / B - C + / C- A - /

A + B + ⇒ Grupo de comando I

B - C + ⇒ Grupo de comando II

C - A - ⇒ Grupo de comando III

I II III

Método Cascata

4 grupos e 3 válvulas memórias 5 grupos e 4 válvulas memórias


Neste método sempre vamos ter ao final do ciclo, ar na 1ª linha ou na última linha.

Se o último movimento pertencer ao 1º grupo, então desenhar circuito com ar na 1ª linha.

Se o último movimento pertencer ao último grupo, então desenhar circuito com ar na última linha.

Aplicação do método para casos de quatro grupos de

comando ou mais

Método Cascata



É um método prático e simples cuja a regra é de fácil assimilação. Neste método há a individualidade dos passos do diagrama, onde cada movimento individual ou simultâneo, ocorre baseado no comando de uma saída, a qual foi habilitada pelo passo anterior e pelo respectivo emissor de sinal (fins de curso).

Características:

Não requer grande experiência por parte do projetista;Ideal para aplicações em qualquer tipo de circuito;Não é utilizável em circuitos compostos;Apresenta alta segurança e garantia operacional;Apresenta custo de implementação relativamente mais elevado com relação aos outros métodos.

Método Passo-a-passo


Apresenta custo de implementação relativamente mais elevado com relação aos outros métodos.Para ilustrar a resolução de um circuito pneumático pelo método PASSO-A-PASSO, tomaremoscomo base a seqüência:

A + A - B + B -

Como no método cascata o método PASSO-a-PASSO requer a divisão da seqüência. A diferença,no entanto, é que neste método, cada movimento deve ser separado. A cada divisão denomina-sepasso.

Observamos que na seqüência acima foram obtidos quatro passos ao efetuar as divisões.Cada passo será comandado nesta técnica por uma válvula 3/2 vias duplo piloto positivo.O número de válvulas de comando é igual ao número de passos.

As válvulas de comando apresentam três funções básicas.

1) Despressurizar o passo de comando anterior

2) Pressurizar a válvula que será acionada a fim de efetuar a mudança para o próximo passo

3) Efetuar o comando da válvula de trabalho, dando a origem ao movimento do passo a serexecutado.



executado.

1) Estabelecer a seqüência algébrica dos movimentos.

Método passo a passo industrial – regras gerais


A+ B+ B- A-1S2 2S2 2S1 1S1Start

Exemplo:


2) Dividir a seqüência em grupos:- Cada movimento (passo) pertencerá a um grupo.




Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV

Exemplo:


3) O número de linhas auxiliares é igual ao número de grupos.

1


Exemplo:


12


Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV

3

4


4) O número de módulos é igual ao número de grupos.



Tipos de Módulos:

- Módulo A- Módulo B


Módulo A:

- Possui o reset em “off”.



Xn L

Zn+1AnZn

Identificação das Conexões:

An - Saída dos BlocosYn - Início do CicloZn - Fecha o ciclo e repõe a memória anteriorXn - Recebe as informações dos movimentos executadosP - Alimentação dos BlocosL - Reset dos Blocos

Yn+1

Zn+1ZnP

L

Yn

Xn

An


Xn LP

Módulo B:

- Possui o reset em “on”.



Zn+1AnZn

-Identificação das Conexões:

An - Saída dos BlocosYn - Início do CicloZn - Fecha o ciclo e repõe a memória anteriorXn - Recebe as informações dos movimentos executadosP - Alimentação dos BlocosL - Reset dos Blocos

Yn+1

Zn+1ZnP

L

Yn

Xn

An


Xn L P

4) O número de módulos é igual ao número de grupos.12

3

4



4

Yn+1

Zn+1ZnP

L

Yn

X1

A1

X2 X3 X4

A2 A3 A4

Módulo 1 Módulo 2 Módulo 3 Módulo 4


5) Ligar as saídas An nas respectivas linhas dos grupos

12

3

4



Yn+1

Zn+1ZnP

L

Yn

X1

A1

X2 X3 X4

A2 A3 A4


6) O rolete de confirmação de final de ciclo é obrigatoriamente ligado à conexão X do último módulo;


1234


A4

Yn+1

Zn+1

X4

A1

Yn

P

Zn

X1

A2

X2

A3

X32

1 3

1S1


7) O circuito começa sempre com o último grupo pressurizado;


123


A4

Yn+1

Zn+1

X4

A1

Yn

P

Zn

X1

A2

X2

A3

X32

1 3

1S1

34


8) Ligar Yn+1 do último módulo na entrada de alimentação do botão de partida e a saída deste em Yn do primeiro módulo


A2 A3 A4

1234

A1


2

1 3

X1 X2 X3 X4

A2 A3 A4A1

Yn Yn+1

2

1 3

1S1


9) Ligar Zn do primeiro módulo em Zn+1 do último módulo

A1 A2 A3 A4

1234



Yn+1

Zn+1ZnP

L

Yn

X1

A1

X2 X3 X4

A2 A3 A4

2

1 3

2

1 3

1S1


4 2

51

3

14 12

4 2

51

3

14 12

A1 A2 A3 A4

1234

Método passo a passo industrial – regras gerais - A+B+B-A-


2

1 3

Yn+1

Zn+1ZnP

L

Yn

X1

A1

X2 X3 X4

A2 A3 A4

2

1 3

1S2

2

1 3

1S1

2

1 3

2S1

2

1 3

2S2

Hidráulica & Pneumática

Símbolo simplificado dos módulos Passo a Passo industrial



Zn

Yn

P

L

1 2 3

A2A1 A3

4 5 6

A5A4 A6

Zn+1

Yn+1

L

P

X1 X2 X3 X4 X5 X6


Método Passo a passo



261

Método Intuitivo, Cascata e Passo-a-passoAplicação


- Indústria Automobilística, autopeças em depto de produção de carroceria (processos de soldagem) devido a interferência de elevados campos magnéticos.

- Fabricantes de explosivos.

- Nestes casos o passo-a-passo é utilizado em 80% e o cascata em 10% e intuitivo em 10%.

ComandoComando

CLP+I/OCLP+I/O

Tecnologia de Comando - Sistema ConvencionalTecnologia de Comando - Sistema Convencional

Sistemas eletropneumáticosSistemas eletropneumáticos






Sistemas eletro-pneumáticos

- Siderurgia, Mineração e alimentícia,

Sistemas eletro-pneumáticos

- Siderurgia, Mineração e alimentícia,

Vantagens:Vantagens:

• Simplicidade técnica; • Nível de descentralização dos elementos.

Desvantagens:Desvantagens:

• Quantidade elevada de cabos elétricos;


Fonte deAlimentação

CPU,memória

I/O - cards

CLP


• Quantidade elevada de cabos elétricos;• Necessidade de muitas calhas, suportes;• Maior tempo para a conexão entre os elementos de campo e o CLP;• Controlador com muitas placas de I/Os;• Grandes armários para os controladores;• Quantidade elevada de componentes para a instalação (maior custo);• Maior dificuldade em detectar e solucionar as falhas de interligação;• Maior tempo tempo de start-up;• Maior dificuldade de inserção de novos elementos para futuras ampliações;• Maior dificuldade de manutenção. Sensores/Atuadores

Caixas deconexões

SA

AS

EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA

� Tecnologia convencional

� Tecnologia Multipolar

� Tecnologia Fieldbus

� Terminal Inteligente


- Indústria Têxtil, alimentícia, farmacêutica e fabricantes de máquinas.

Tecnologia para Redes Industriais EX600

• Escravo de redes para os seguintes protocolos– ProfiBus-DP– DeviceNet– CC-Link– Ethernet

• Até 63 módulos por sistema• 512 entradas digitais• 32 entradas analógicas


• 32 entradas analógicas• Controle de até 32 solenóides por terminal• Até 512 saídas digitais• Monitoramento e diagnóstico de erros remoto (IHM)

Redes deRedes deComunicação Comunicação

IndustrialIndustrial

Capítulo 10REDES DE COMUNICAÇÃO


• Integração entre os níveis hierárquicos da empresa• Informação rápida e confiável para tomada de decisão• Viabilização técnica e econômica da automação

Motivações:

Padrões de ComunicaçãoIntegração de equipamentos


A instalação e manutenção de sistemas de controle tradicionais implicam em altoscustos principalmente quando se deseja ampliar uma aplicação onde sãorequeridos além dos custos de projeto e equipamento, custos com CABEAMENTOdestes equipamentos à unidade central de controle.

As redes de equipamentos são classificadas:� Pelo tipo de equipamento conectado a elas;� Pelo tipo de dados que trafega pela rede.

Tecnologias de Comando


� As redes com dados em FORMATO DE BITS (Binary digiT) transmitemsinais discretos contendo simples condições ON (1) / OFF (0).

� As redes com dados no FORMATO DE BYTE (8 bits ) podem conterpacotes de informações discretas e/ou analógicas.

� As redes com dados em FORMATO DE BLOCO são capazes detransmitir pacotes de informação de tamanhos variáveis.

Uma típica fábrica terá 3 tipos de rede

Tecnologias de Comando - Redes

Rede de Informação:Esta é a rede de mais alto nível em uma fábrica. O nívelde informação é mantido e controlado geralmente pelodepto de TI. Os dados enviados neste nível são enviadosem blocos. Operações em tempo real não é necessária. Relatórios, arquivos, etc.Exemplo: Ethernet TCP/IP, etc.

Rede de Controle:É o link entre a rede de informação e a rede de dispositivos. PLC’s e PCs trocam dados e devem ter


dispositivos. PLC’s e PCs trocam dados e devem teratualizações constantes e confiáveis em tempo real.Arquivos de status, set-point e valores de processo.Exemplo: ARCnet, ControlNet, Modbus Plus.

Rede de Dispositivos:Esta rede contém dispositivos de baixo nível que fazeminterface entre as peças físicas e a rede de controle. Os dispositivos incluem sensores simples, solenóides, blocosI/O, etc.Idealmente deveria existir apenas apenas um padrão de rede de dispositivos, mas a grande variedade de aplicações torna isto difícil

As redes classificam-se quanto ao tipo de rede de equipamento e os dados que ela transporta como: A REDE SENSORBUS os dados são em formato de bits e conecta equipamentos simples e pequenos diretamente à rede.Os equipamentos deste tipo de rede necessitam de comunicação rápida em níveis discretos e sãotipicamente sensores e atuadores de baixo custo. Estas redes não almejam cobrir grandesdistâncias, sua principal preocupação é manter os custos de conexão tão baixos quanto forpossível.Exemplos típicos de REDE SENSORBUS incluem SERIPLEX, ASI e INTERBUS Loop




A REDE DEVICEBUS, os dados são no formato de bytes e preenche o espaço entre REDES SENSORBUS e FIELDBUS e pode cobrir distâncias de até 500 m .Os equipamentos conectados a esta rede terão mais pontos discretos, alguns dados analógicos ou uma mistura de ambos. Esta rede tem os mesmos requisitos de transferência rápida de dados da REDE SENSORBUS, mas consegue gerenciar mais equipamentos e dados .



A REDE FIELDBUS, os dados são em formato de mensagens.

• Toda transferência serial de dados requer alguma organização. Esta organizaçã é chamadade protocolo .

• O protocolo estabelece o formato da mensagem, e define as ações esperadas, quando um nó envia mensagens para outro.


Protocolos de comunicação

Um protocolo é como um idioma, e todos os dispositivos conectados na mesma rede devemser habilitados para falar e entender o mesmo idioma.Essencialmente os vários protocolos podem ser divididos em dois grupos: abertos e fechados(particulares).

Alguns dos protocolos fechados disponíveis através da SMC:- Allen/Bradley – Omron – Mitsubishi – Sharp - S-Link – Fuji – Hitachi – Toshiba – NKE.

Alguns dos protocolos abertos disponíveis através da SMC:- DeviceNet - Interbus-S - Profibus-DP - CC-Link - AS-i


Tecnologia de Comando - Sistema FieldbusTecnologia de Comando - Sistema Fieldbus

Fieldbus – Barramento de campo


O mestre da rede,O mestre da rede,O mestre da rede,O mestre da rede,

FIELDBUS é um sistema de comunicação digital bidirecional que permite a interligação em rede de múltiplos instrumentos diretamente no campo realizando funções de controle e monitoração de processo e estações de operação (IHM) através de SOFTWARES SUPERVISÓRIOS.Utiliza geralmente como meio físico, para as transmissões, um par de condutores trançados ou fibra óptica, formando uma topologia com ligações multiponto onde um mestre (master) comanda os participantes, por meio de sinais seriais, por exemplo, no padrão RS 485.



O mestre da rede,O mestre da rede,

determina adetermina a

performance daperformance da

comunicação.comunicação.

O mestre da rede,O mestre da rede,

determina adetermina a

performance daperformance da

comunicação.comunicação.

Par de fios trançados.Par de fios trançados.

Cabo coaxial.Cabo coaxial.

Fibra óticaFibra ótica

CLP comPlaca de Rede

CLP comPlaca de Rede

Terminais de válvulasTerminais de válvulas



Resumo das vantagens:

� Concepção - Os custos de engenharia são reduzidos e os atuais procedimentos completamente mudados.

� Instalação - A atual conexão física, "ponto-a-ponto", entre equipamentos é substituída pelas conexões multiponto. Conseqüentemente tem-se redução de cabos, bandejas, borneiras, economia com o sistema de controle, I/Os não são mais necessárias.

Resumo das vantagens:

� Concepção - Os custos de engenharia são reduzidos e os atuais procedimentos completamente mudados.

� Instalação - A atual conexão física, "ponto-a-ponto", entre equipamentos é substituída pelas conexões multiponto. Conseqüentemente tem-se redução de cabos, bandejas, borneiras, economia com o sistema de controle, I/Os não são mais necessárias.



necessárias.

� Operação - Os equipamentos de campo são capazes de fornecer muito mais informações. Como o sinal digital é menos sensível a ruídos, a qualidade da informação também é melhor. Aumento da robustez do sistema, dados digitais são mais confiáveis que analógicos;

� Comissionamento da instalação, star-up - É feito em menor tempo, o que poderá evitar multas por atraso na entrega.

� Manutenção - Equipamentos de campo podem indicar falhas em tempo real, assim como indicar diagnóstico preventivo, reduzindo o tempo de inatividade da planta.

necessárias.

� Operação - Os equipamentos de campo são capazes de fornecer muito mais informações. Como o sinal digital é menos sensível a ruídos, a qualidade da informação também é melhor. Aumento da robustez do sistema, dados digitais são mais confiáveis que analógicos;

� Comissionamento da instalação, star-up - É feito em menor tempo, o que poderá evitar multas por atraso na entrega.

� Manutenção - Equipamentos de campo podem indicar falhas em tempo real, assim como indicar diagnóstico preventivo, reduzindo o tempo de inatividade da planta.

Tecnologia de Comando - Sistema FieldbusAplicação



- Indústria Automobilística nos deptos de Carroceria e Motores.

-Têxtil, alimentícia, farmacêutica e fabricantes de máquinas.




- Indústria Automobilística nos deptos de Carroceria e Motores.

- Indústria Farmacêutica, fabricantes de máquina e de papel.

Programa Energy Saving

Cálculos de desempenho

Como avaliar vantagens de equipamentos pneumáticos

Capítulo 11

SMC Green Purchas

THE EARTHGREEN PRODUCTS Restriction – Restrição

Of – DeHazardous – PerigosasSubstances – Substâncias


Produtos ecologicamente corretos

Introdução – Produção mundial de ar comprimido

O ar comprimido é uma importante forma de energia, insubstituível em diversas aplicações. Atualmente cerca de 5 bilhões de litros de ar são comprimidos por ano em todo planeta , gerando um consumo de 400 bilhões de kWh a um custo de 20 bilhões de dólares. ( Aproximadamente 32.2 bilhões de reais )

São números astronômicos, que provocam um grande impacto no meio ambiente , mas que poderiam ser substancialmente reduzidos com medidas racionais.

O sistema pneumático é uma transmissão de energia e um sistema de consumo sendo assim pesquisas e desenvolvimentos de sistemas de redução de consumo de energia é um tema muito importante do ponto de conservação ambiental.

A SMC como fabricante de componentes pneumáticos fornece componentes altamente avançados e diversificados onde um dos principais focos é o baixa potência de consumo dos produtos eletro/eletrônicos e a máxima eficiência dos equipamentos pneumáticos.


Conceito “Energy Saving”

Consciência Ecológica em Sistemas PneumáticosConsciência Ecológica em Sistemas PneumáticosO conceito do energy saving foi criado em 1997 pelo “Professor” Nakamura baseado no protocolo de Kyoto buscando a redução de emissão de CO2.

�Desde esse período a SMC Mundial, tem informado seus clientes sobre as vantagens em economia de energia que os produtos SMC oferecem

�Clientes nos EUA, Japão, Coréia, Europa e América do Sul, através da implantação dos produtos SMC Energy Saving, tem conseguido resultados significativos na economia de energia elétrica.


energia elétrica.

Benefícios e impactos do Projeto Energy Saving – SMC :

• Disseminação do conceito para toda empresa sobre a importância do uso adequado do ar Comprimido (mudança de cultura).

• Otimização do custo beneficio dos sistemas pneumáticos.

• Redução da demanda de manutenção nos sistemas pneumáticos.

• Agiliza o processo e aumenta a produtividade.

• Aumenta a qualidade e reduz o custo operacional.

• Retorno do investimento.

•• Preservação dos recursos naturais. The Animals Save the Planet Energy Efficient Penguin.wmv

SMC Green Purchase01. Julho 06

THE EARTHGREEN PRODUCTS

Restriction – Restrição

Of – De

Hazardous – Perigosas

S


Substances – Substâncias

Produtos ecologicamente corretos

Motivo para

Medição eDiagnóstico

Priorizar e

Processo de redução do consumo começa e termina com medição e diagnóstico

Motivo para melhoria

Priorizar e executar as melhorias

Medição,Diagnóstico e Viabilização


Causas crônicas de ineficiência com ar comprimido

•• GeraçãoGeração


•• DistribuiçãoDistribuição

•• ConsumoConsumo

Qual o custo do ar comprimido?


Aquisição / Instalação � 15%

� 5%

Custos de um sistema de ar comprimido


Manutenção

Energia Elétrica

� 5%

� 80%

20%

30%50% Fornec.de ar

Refrigeração

Outros

Consumo de energia elétrica e ar comprimido na indú stria

Consumo de Energia

Consumo de Ar Comprimido


10%

20%

70%

Atuador

Vazamentos

Bicos de Ar

Consumo de Ar Comprimido

Os dados acima se referem a um levantamento mundial em clientes da SMC Corporation

GeraçãoCusto Operacional do compressor

Vazão gerada x Potencia consumida x tempo de carga


* Custo de Manutenção não foram considerados

DistribuiçãoOportunidades de redução de consumo de energia


Custo da perda de cargaOcasionada pelo Elemento Filtrante Saturado e Queda de Pressão


m³/h 340 800 1700

∆P bar 0,07 0,14 0,07 0,14 0,07 0,14

US$/ano 140,00 280,00 330,00 660,00 700,00 1.400,00

Além da redução da pressão do ar comprimido provocada por uma rede de distribuição inadequada(diâmetro da tubulação inferior ao necessário, lay-out incorreto da tubulação, curvas e conexões emexcesso, etc.), um sistema de ar comprimido também pode estar operando numa pressão muitosuperior à exigida pela aplicação. Variações na pressão do ar têm um custo elevado.

Considerando: P=7barg / uso=16h/dia – 300 dias/ano


Instrumentos aplicados para monitoramento de consum o instantâneo das máquinas.


Painel de Instrumentos para coleta de dados do Fluxostato e Pressostato

ConsumoCalculando o custo dos vazamentos


Pressão: 8 bar kWh : R$ 0,24

Abaixo temos um quadro comparativo do desempenho de equipamentos de diferentes fabricantes

Fabricante Série Consumo (W)

Resposta Tempo de vida útil em ciclos

SY 0,35W 10ms 50 000 000VQC vedação 1,0W SMC

VÁLVULAS SOLENÓIDE 1/8"

VQC vedação metálica

1,0W (0,5W) 10ms 200 000 000

CPE 1,5W 16ms 20 000 000CPV 1,5W 16ms 20 000 000MFH 4,5W 10ms 20 000 000B3 1,2W 22ms 20 000 000PVL 1,2W 22ms 20 000 000

SMC

Concorrente nº2

Concorrente nº1

* Informações obtidas com os fabricantes


Em um sistema com os seguintes componentes:• 500 válvulas duplo solenóide .

• Funcionamento 24h/dia, frequência de 60 ciclos/mín., valor por cada kWh de R$0,20.

Cálculo 1 :

Válvulas acionamento por duplo solenóides – Potênci a de 4.5W :

500 x 2 x 4,5 = 4,5kW x 24h = 108 kWh/dia x 30dias = 3.240 kWh kWh/mês x R$0,20 =

Cálculo de desempenho - Consumo de Energia Elétrica


500 x 2 x 4,5 = 4,5kW x 24h = 108 kWh/dia x 30dias = 3.240 kWh kWh/mês x R$0,20 =

R$648,00 por mês! / R$7.776,00 por ano!

Cálculo 2 :

Válvulas SMC série VQC acionamento por duplo solen óide – Potência de 0.5W :

500 x 2 x 0,5 = 0,5KW x 24h = 12 KWh/dia x 30dias = 360 KWh/mês x R$0,20 =

R$72,00 por mês! / R$864,00 por ano!

As válvulas SMC série VQC vedação metálica têm uma vida útil de 200 milhões de ciclos e outros modelos de mercado possuem 20 milhões de ciclos.

Cálculo da necessidade de vida útil da válvula

60 ciclos/min x 60 seg = 3.600ciclos/h x 24h = 86.400 ciclos/dia

86.400ciclos/dia x 365dias = 31.536.000 ciclos/ano

Cálculo de desempenho – Vida útil


Vedação de borracha = 20.000.000 / 31.536.000 = 0,63 anos.

Vedação metálica = 200.000.000 / 31.536.000 = 6,34 anos

Nessas condições a válvula de vedação de borracha pode permanecer pouco mais de 6 meses instalada com manutenção para troca de reparo ou substituíção, antes de 1 ano.

A válvula série VQC vedação metálica pode permanecer mais que 6 anos instalada sem nenhuma manutenção enquanto as demais necessitariam de troca de reparos no 1º ano.

Fornecedor Produto NovoR$

Tempo de Garantia

Custo do Reparo

Custo da Hora de Manutenção

R$

Valor total após 12 meses

R$

Valor total após 24 meses

R$

A 100 12 35% 15 150 200

B 100 12 30% 15 145 190

SMC 100 24 11% 15 100 126

Cálculo de desempenho – Comparação de dados técnicos


– Mesmo se o preço do fornecedor C fosse inicialmente 45% maior que os dos concorrentes A e B, como podemos constatar na comparação do custo total em 12 meses. Ainda seria Vantagem adquirir do fornecedor C

– Se considerássemos 24 meses, o preço do fornecedor C poderia ser 90% maior.– O fornecedor C, aliando os aspectos de custos em relação a econom ia de

energia elétrica, elevada vida útil através da veda ção metálica, tempo de garantia, custo de reparo e condições de preço comp etitivos desde o início, significa ser a melhor opção técnica e comercial .

Cálculo de desempenho - Custo Real de um Produto

-Para se calcular o custo real de um produto é necessário se ter o valor do investimento inicial para a aquisição do produto, a vida útil do produto(n° de ciclos), o ciclo de trabalho, o valor da hora de máquina parada, valor de operário parado e custo de kits reparo :

- Exemplo prático:

- 500 válvulas duplo solenóide.

- Frequência de trabalho: 100 ciclos/mín – 16h/dia.


- Frequência de trabalho: 100 ciclos/mín – 16h/dia.

- Custo de hora de máquina parada : R$ 400,00.

- Custo de hora de homem parado : R$ 8,00

- Cálculo da necessidade da vida útil por ano:

- 100 ciclos/min x 60min = 6.000ciclos/h x 16hs = 96.000 ciclos/dia x 360 dias.

- Vida útil de 34.560.000 ciclos ano.

Exemplo A : Válvulas com 50 milhões de ciclos de vi da útil

Investimento inicial : 500 x R$ 250,00 = R$ 125.000,00

Custo de um kit de reparo : R$ 50,00

Ciclo de vida útil : 50 milhões de ciclos

Vida útil : 50.000.000 / 34.560.000 = 1,45 anos = 528 dias

Cálculo de desempenho - Custo Real de um Produto


Exemplo B : Válvulas com 20 milhões de ciclos de vi da útil

Investimento inicial : 500 x R$ 200,00 = R$ 100.000,00

Custo de um kit de reparo : R$ 80,00,00

Ciclo de vida útil : 20 milhões de ciclos

Vida útil: 20.000.000 \ 34.560.000 = 0,57 anos = 211 dias

Custo após a 1a. troca de reparo (Produto vida útil de 211 dias):

- R$ 200,00 (Valor da válvula) e R$ 80,00 (Valor do kit de reparo).

- R$ 200,00 (Custo de 0,5 hora de máquina parada)

-R$ 4,00 (Custo de mão de obra parada)

-R$12,00 (Custo de mão de obra para a troca do reparo)

200,00 + 80,00 + 200,00 + 4,00 + 12,00 =R$ 496,00

Custo após a 2a. troca de reparo (358 dias) - (Troca de reparo não compensa desgaste mecânico e reduz a vida útil)


496,00 + 80,00 + 200,00 + 4,00 + 12,00 = R$ 792,00

Analisando o exemplo 2 mencionado o investimento inicial para a troca das válvulas B será de R$ 100.000,00. Porém após 211 dias será necessária a realização da primeira troca da reparos das válvulas e o investimento que inicialmente era de R$ 100.000,00passa a ser R$ 248.000,00. Após 147 dias será realizado a segunda troca do kit de reparo e o investimento passa a ser R$ 396.000,00.

Utilizando as válvulas A sem trocar os reparos, pois a vida útil da válvula é superior a 2,5 vezes aos concorrentes B, o custo total será R$ 125.000,00 e o retorno do investimento se dará em 8 meses.

• Utilização de equipamentos com a confiabilidade.• Melhoria de projetos com simplicidade visando alta

performance e durabilidade com custo ascessível.• Redução na troca de equipamentos.• Redução de custos.• Redução no consumo de ar.• Redução no consumo de energia.

Cálculo de desempenho - Custo Real de um Produto Aquisição de benefícios


• Redução no consumo de energia.• Aumento na produtividade.

Evitando disperdícios :- Que compressores trabalhem execessivamente.- Vazamentos Constantes.- Máquinas trabalhando com pressões mais altas.- Paradas de máquinas constantes.- Equipamentos mal dimensionados.- Alto consumo de energia

Dimensionamento de Tubulação de Rede Principal de ar comprimido

O custo de instalação de uma tubulação de ar comprimido representa uma parcela significativa na fase inicial de um projeto. Portanto o seu dimensionamento inicial deve levar em conta dois fatores importantes:

1. O primeiro refere-se a menor perda de carga possível entre a estação produtora e os consumidores finais. A queda de pressão ideal estaria em 0,1 a 0,2 bar.

2. A segunda deve levar em conta ampliações futuras e aumento de consumo de ar compr imido . Uma redução inicial na bitola da tubulação, embora possa baixar os custos, acarreta uma queda de pressão que prejudica o rendimento dos equipamentos provocando perdas que podem superar a economia feita inicialmente. Inútil mencionar os prejuízos causados se a instalação precisar ser refeita a fim de aumentar o diâmetro dos tubos da rede principal. O custo de uma tubulação com diâmetro interno de 25mm não é muito diferente de um com diâmetro interno de 50mm, sendo o custo da mão de obra o fator mais significativo, porem o aumento da


com diâmetro interno de 50mm, sendo o custo da mão de obra o fator mais significativo, porem o aumento da vazão é quatro vezes maior.

3. Com uma tubulação super dimensionada aumenta a armazenagem de ar, melhora sensivelmente a troca de calor ( maior superfície radiante) que ajuda na separação do condensado e melhorando a qualidade do ar.

4.O tamanho da tubulação principal e suas derivações se calcula levando em conta as limitações de velocidade do ar recomendadas que é de proximadamente 6m/s, embora em sub- circuitos a uma pressão de 6 bar e de pouca extensão o ar pode chegar a 20m/s. Para uma queda de pressão de no max. 0,3 bar entre o compressor e os dispositivos podemos calcular de forma simplificada utilizando o nomograma .

5. Curvas, cotovelos, derivações em “T” ou em “Y”, válvulas, registros e outras conexões causam perdas de carga por obstrução e atrito que precisa ser levado em conta. Uma forma de calcular é transformar estas perdas em “comprimento equivalente ”, isto é, como se fossem metros lineares de tubos retos. Os valores muitas vezes são fornecidos em catálogo pelos fabricantes. A tabela Fig. 4.20 nos dá uma idéia simplificada destes valores de componentes mais utilizados.

Dimensionamento de Tubulação de Rede Principal de ar comprimido

A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulasempíricas ou para aproveitar tubos por acaso existentes em depósitos, mas simconsiderando-se :• Volume corrente (vazão).• Comprimento da rede.• Queda de pressão admissível.• Pressão de trabalho.• Número de pontos de estrangulamento na rede (Perda de carga).

307

• Número de pontos de estrangulamento na rede (Perda de carga).

Exemplo:• Q = 16.800 l/min (vazão total)• P1 = 9 bar (900kPa)• ∆P = 0.3 bar (30kPa)• L = 125 m (comprimento da tubulação)• ∆P = 0.3 bar (30kPa)• ∆P = kPa/L

Q = l/min x .00001667 = m³/s

• 30 = 0.24 kPa/m 125

• 16.800 x .00001667 = 0.28 m³/s• linhas do gráfico no nomograma


2

3

4

5

6

7

8

9

3.0

1.0

2.0

1.5

0.5

0.4

0.60.70.80.9

1.75

2.5

2.25

2

1

0.5

0.1

3

1.5

0.2

0.3

0.4

0.050.04

0.03

0.15

10090

80

70

60

50

40

30

25

35

4"

3"

2.5"

2"

1.5"

1.25"

1"

Utilizando o nomograma traçamos uma linha partindo de 9 bar da linha vertical referente à pressão passando pelo valor de 0,24 kPa/m na segunda linha vertical referente à perda de carga eqüivalente até alcançar a linha central de referência ( ponto X ).

Traçar outra linha unindo o ponto X ao ponto de intersecção de 0,28 Nm³/s ( 16.800 Nl/min ) e prolongar a 10

1112

Line Pressure

(bar)

0.3

0.2

0.15

0.25

²p kPa / m

= bar /100 m Pipe Length

0.01

0.03

0.02

0.015

0.025

20

15

Inner Pipe Dia. , mm

Reference Line

X

3/4"

1/2"

3/8"

Q (m /s3n

16.800 Nl/min ) e prolongar a linha até alcançar a ultima linha da direita referente ao diâmetro interno da tubulação. O valor encontrado neste caso é de aproximadamente de 61 mm e no mercado podemos encontrar tubos metálicos com diâmetro interno de 65mm ( 2 1/2 “) que satisfazem com certa margem nosso projeto.


Tipo do acessório Tamanho Nominal do Tubo (mm) 15 20 25 30 40 50 65 80 100 125

Cotovelo 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 1.1 1.4 1.8 2.4 3.2 Curva 90º (longa) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.2 1.5

Cotovelo 90º 1.0 1.2 1.6 1.8 2.2 2.6 3.0 3.9 5.4 7.1 Curva 180º 0.5 0.6 0.8 1.1 1.2 1.7 2.0 2.6 3.7 4.1

Válvula Globo 0.8 1.1 1.4 2.0 2.4 3.4 4.0 5.2 7.3 9.4 Válvula Gaveta 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.9 1.2

T Standar 0.1 0.2 0.2 0.4 0.4 0.5 0.7 0.9 1.2 1.5 T Lateral 0.5 0.7 0.9 1.4 1.6 2.1 2.7 3.7 4.1 6.4

Table 4.20 Tabela simplificada para cálculo do comprimento equivalente

Se a mesma tubulação de 125m de comprimento tiver uma serie de acessórios listados abaixo seria necessário aumentar o diâmetro do tubo?Pela tabela Fig. 4.20 - na coluna referente a 65mm encontramos os valores referentes ao comprimento eqüivalente dos diversos componentes existentes na tubulação.


Portanto, obtidos os valores procede-se à soma e encontra-se o total de metros do comprimento eqüivalente :

Dois cotovelos: 2 • 1,4 m = 2,8 mDuas curvas de 90º: 2 • 0,8 m = 1,6 mSeis “T” padrão: 6 • 0,7 m = 4,2 mDois registros de gaveta: 2 • 0,5 m = 1,0 m

Total 9,6 m

Os doze componentes geram uma “resistência” ao fluxo de ar eqüivalente aprox. 10 metros lineares de um tubo da mesma bitola.Neste caso o “comprimento efetivo ” da tubulação seria de 125m + 10m = 135m com um ∆p de 30 kPa : 135 m = 0,22 kPa/m .

2

3

4

5

6

7

8

9

3.0

1.0

2.0

1.5

0.5

0.4

0.60.70.80.9

1.75

2.5

2.25

2

1

0.5

0.1

3

1.5

0.2

0.3

0.4

0.050.04

0.03

0.15

10090

80

70

60

50

40

30

25

35

4"

3"

2.5"

2"

1.5"

1.25"

1"

Utilizando novamente o nomograma encontramos um diâmetro interno de 65mm o que ainda atende satisfatoriamente nosso projeto, uma vez que o diâmetro interno real desta bitola é de 68mm.

Nota:1. Para a maioria das instalações

usa-se tubos galvanizados ou os 10

1112

Line Pressure

(bar)

0.3

0.2

0.15

0.25

²p kPa / m

= bar /100 m Pipe Length

0.01

0.03

0.02

0.015

0.025

20

15

Inner Pipe Dia. , mm

Reference Line

X

3/4"

1/2"

3/8"

Q (m /s3n

usa-se tubos galvanizados ou os chamados tubos pretos de aço 1020~1030. Para bitolas até 75mm ( 3” ) pode-se usar acessórios rosqueados, acima disto recomenda-se flanges e conexões soldadas.

2. Ao determinar os tamanhos dos tubos da rede principal levar sempre em consideração expansões futuras e aumentos de demanda de ar comprimido.


Umidade Relativa (UR) = Qtd real gerada de águaQuantidade de água saturada (Ponto de Orvalho)

Logo:

Qtd real gerada de água = UR X Qtd de água saturada (Ponto de Orvalho)

Exemplo 1: Qual a quantidade de água gerada no ar comprimido nas seguintes condições:

T = 25°CUR = 65%V = 1m³ - De acordo com a tabela abaixo, o ar a 25°C contém 23.76 g/m³ de água.

Cálculo de geração de água (condensada)

311

V = 1m³ - De acordo com a tabela abaixo, o ar a 25°C contém 23.76 g/m³ de água.

Qtd real gerada de água = ( 1m³ x 23.76 g/m³ x 0.65 ) = 15.44 g/m³

Temperature °C 0 5 10 15 20 25 30 35 40

g/m3

n *(Standard) 4.98 6.99 9.86 13.76 18.99 25.94 35.12 47.19 63.03

g/m3 (Atmospheric) 4.98 6.86 9.51 13.04 17.69 23.76 31.64 41.83 54.11

Temperature °C 0 –5 –10 –15 –20 –25 –30 –35 –40

g/m3

n (Standard) 4.98 3.36 2.28 1.52 1.00 0.64 0.4 0.25 0.15

g/m3 (Atmospheric) 4.98 3.42 2.37 1.61 1.08 0.7 0.45 0.29 0.18


Tabela de condensado no ponto de orvalho

• V1 = 10m³

• T1= 15°C• De acordo com tabela para 15°C = 13.04 g/ m³

Cálculo de geração de água (condensada)Troca Isobárica :O Volume de ar em uma pressão constante é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta.

Exemplo: O ar comprimido sai de um secador por refrigeração a T=15ºC, vazão de 10m³/h. Na linha de ar do usuário, a temperatura se eleva para 25ºC. Tendo em vista que a pressão é constante, 6 bar e a umidade relativa é 65%, qual o volume de água gerado?

312

• T1= 15°C

• T2= 25°C

• P1 = P2 = 6bar

• UR = 65%

• H²0=?

• V2 = V1 x T2

• T1

• V2 = 10 X (25+273)ºK / (15+273)ºk

• V2 = 10,35m³

• 13.04 g/m³ x 10m³ = 130.4 g

• 130.4 g x 0.65 (UR) = 84.9 g

•• De acordo com a tabela para 25°C = 23.76 g/ m³

• 23.76 g/m³ x 10,35m³ = 245,9 g

• 245,9 x 0.65 (UR) = 159.8 g

– Na saída do secador teremos 84,9 g e na

entrada da máquina teremos 159,8 gramas de

condensado.


Compressor

28 litros a 7 bar900 C

70% UR7.85

23 litros a 7 bar 250 C

70% UR0.5


70% UR0.13


15% UR0.08

Secador por refrigeraçãoSaída Compressor Reservatório Linha de ar

Cálculo de geração de água (condensada)


7.85gramas de H20

0.5gramas de H20

0.13gramas de H20

0.08gramas de H20

7.35gramas de H20

0.49gramas de H20

A Força teórica : É a pressão multiplicada pela área do êmbolo, logo:• F = p x A• Força: Kgf• Pressão: bar• Área: cm²

A Força efetiva : É a força real e necessária para a realização do trabalho com boa margem de segurança, margem esta que deve compensar:• A carga a ser movimentada.• O ângulo de movimento de elevação.• Possíveis quedas da pressão de trabalho.



• Possíveis quedas da pressão de trabalho.• Aumento progressivo de desgastes dos componentes internos dos cilindros (perda de eficiência).• Atrito interno do cilindro.• Atritos externo nos dispositivos.• Garantir a regulagem da velocidade pela força extra atrás do êmbolo, acima da força de oposição da carga.

OBS.: O comprimento do curso em cilindros pneumáticos não deve ser maior do que 2000 mm. A pneumática não é mais rentável para cilindros de diâmetro grande e de curso muito longo, pois o consumo de ar é muito grande.Em cursos longos, a carga mecânica sobre a haste de êmbolo e nos mancais é grande.As velocidades do êmbolo em cilindros normais variam entre 0,1 e 1,5 m/s.

314

Fa

Fa

Fa

Fa

Fm

p

D

Cálculo da forca nos cilindros – simples ação



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)

)%205:(

.4

. 2

ava

maavav

av

FF

FFFF

ApF

DA

real

−

−−==

= π


Fa

Fa

Fa

Fa

p p

D d

a = área da haste

Cálculo da forca nos cilindros – dupla ação


Fap p a = área da haste

)%205:(

.4

. 2

ava

aavav

av

FF

FFF

ApF

DA

real

−

−==

= π

artrt

rt

FFF

aApF

da

real−=−=

=

).(4

. 2π

b c d

x

A

B

h

Gy

α

α

R a

F = G F = µ ·G W =m /2 · va2

F = G · (sinα + µ · cos α)

a db c



a db c• Em a, movimento vertical, a Força = Carga.

• Em b, movimento horizontal, a Força = µ x Carga.

• Em c, movimento giratório, a Wa = m/2 x v^2.

• Em d, movimento inclinado, decompomos as forças:

• Eixos Y (força de elevação vertical) = Carga x sen α.

• Eixos X, (força de elevação horizontal) = µ x Carga x cos α.

• Força Total = X + Y.

• α = Ângulo de inclinação e µ = Coeficiente de atrito. coeficientes de atrito � =

Normalmente, nos dimensionamentos, conhecemos a carga a ser movida (peso) e determinamos a pressão pneumática. Assim, deveremos calcular o diâmetro do atuador pneumático.

Logo:

• Fefetiva (kgf) = Pressão (bar ou Kgf/cm2) x Área (cm2)

• Fe = Carga (peso) + coef. De atrito (%) + coef. de segurança.

π.D2



• A = Fe / P e

• Coeficiente de atrito será de 5 a 20%.• Coeficiente de Segurança na horizontal será de 40 a 30% e na vertical 50%.• Força: Kgf• Pressão: bar• Área: cm²

4

π.DA

2

=

• D = 4 x Fe

π x p


Dimensionamento de atuadores giratórios

Torque e inércia.

Os cilindros lineares possuem um sistema de amortecimento nos fins de curso para reduzir o impacto do êmbolo (mais a carga) nos cabeçotes. A capacidade do amortecimento está na quantidade de energia que o sistema pode absorver. Esta energia, definida ½ •••• m •••• v², é o elemento mais importante a ser levado em conta quando a carga é impulsionada a altas velocidade e com baixo coeficiente ( relação ) de carga. Estas características dinâmicas são ainda mais importantes no caso de atuadores giratórios . O fato de que as paradas da massa que gira seja


atuadores giratórios . O fato de que as paradas da massa que gira seja realizada unicamente pelo próprio atuador, sem amortecedores auxiliares ou topes externos, gera um alto risco de ruptura dos dentes do pinhão ou das aletas. A energia possível de ser absorvida , claramente definida pelo fabricante em seus catálogos, deve ser rigorosamente respeitada . Para definir esta energia, necessitamos saber qual a inércia das massas em movimento de rotação. Supondo tratar-se de vários elementos de pequeno tamanho, a soma destas massas multiplicada pela distância ao quadrado, do centro de gravidade de cada uma delas ao centro do eixo nos dará a inércia total.

O caso básico é o de um atuador colocado em posição vertical e com um centro coincidente com o eixo de rotação. O momento de inércia é: J = m •••• r²

Os momentos de inércia em configurações mais complicadas devem ser calculadas de formas diferenciadas.Em dispositivos com elementos girantes de formas mais complicadas a inércia das partes pode ser calculadas em separado e posteriormente somadas. Sempre que possível as massas girantes devem ser paradas ou amortecidas mediante encostos mecânicos externos e de preferencia com amortecedores de impactos. Estes devem ser colocados o mais afastado possível do centro do eixo. Um tope colocado entre a massa girante e o centro de rotação provocará no eixo uma reação contraria.

A inércia de objetos giratórios é análogo à massa para movimentos lineares. A energia é definida pela velocidade. Em rotação a velocidade se define mediante a “velocidade angular ωωωω” e é expressada em radianos por segundo.



Para calcular a energia máxima a ser amortecida, devemos considerar a velocidade final do objeto. Uma aceleração produzida pelo ar comprimido, caso não exista restrições na canalização do ar de escape pode ser considerada uma aceleração uniforme, onde o movimento começa em zero e alcança, ao final, o dobro da velocidade media.

Para movimentos rápidos, na pneumática, os cálculos devem basear-se sempre no valor do dobro da velocidade media.

Cálculo:- Energia cinética absorvível;- Forças axiais e radiais no eixo;- Momento de inércia e Torque.

Cálculo de Consumo de ar em Ciclos por minuto

• Este cálculo é um dos mais importantes para o correto dimensionamento da válvula para o atuador, pois ele indica qual o consumo de ar comprimido por milímetro de curso.

1ª Fórmula

Cilindro de Dupla AçãoQ = ( Ar + Aa ) x ( P + 1 ) x L x N

1000

Cilindro de Simples Ação

Q = Consumo de ar em litros, em ciclos por minuto

Aa = Área do cilindro em cm² (Avanço)

Ar = Área do cilindro em cm² (Recuo)

P = Pressão de trabalho em bar

L = Curso do cilindro em cmCilindro de Simples AçãoQ = Aa x ( P + 1 ) x L x N

1000

2ª Fórmula

Q = V / t

N = Número de ciclos completos ( Avanço e retorno ) por minuto


Q = Vazão necessária para a Aplicação ( cm³ / s )

V = Volume do Atuador ( cm³ )

V = ¶ . (D² / 4) . L . RC

L = curso (cm)

RC = Relação de Compressão ( (1,033 + ptrab )/ 1,033 )

t = tempo para executar a tarefa (s)

Coeficientes de Vazão .

Coeficiente de vazão pelo fator Kv.O fator Kv define a vazão como sendo um volume de água , em m³/h ou em litros/minutos, que passa por uma válvula, sendo a pressão de entrada de 6 bar e a de saída de 5 bar (∆p =1bar ) a 20ºC. Grosso modo: Kv = 0,8547 Cv.

Coeficiente de vazão pelo fator Cv.O fator Cv define a vazão em Galões Americanos (US-gallons = 3,7854 l ) de água por minuto com um ∆p de 1 PSI e a uma temperatura de 68ºF ( 20°C ). Grosso modo: Cv = 1,17

Cálculo de Consumo de ar em Ciclos por minuto


minuto com um ∆p de 1 PSI e a uma temperatura de 68ºF ( 20°C ). Grosso modo: Cv = 1,17 Kv e ainda 1CV = 985 l/min a 20ºC e 36% de Umidade Relativa.

Coeficiente de vazão pelo fator SOutro método, mais simples, é do “orifício equivalente” ou área equivalente. Este método consiste em comparar uma determinada secção de passagem ( placa de orifício, diafragma) com a passagem nominal do componente ( válvulas, conexões, mangueiras etc.. ) e é dado em “Smm² ”.Grosso modo podemos comparar um coeficiente de vazão Cv 1 = S 18mm², isto é, um orifício de 18 mm² eqüivale a uma vazão de Cv 1. Pelo diagrama abaixo podemos relevar a relação entre a pressão e a vazão equivalente através de um orifício de Secção de 1mm² = 54,44 Nl/min .

Dimensionamento - Flambagem


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