Tecnologia Pneumática

Circuitos Pneumáticos e Comandos Eletropneumáticos

Ailson Marins

Salto2009

I F S P – I n s t i t u t o F e d e r a l d e E d u c a ç ã o , C i ê n c i a s e T e c n o l o g i a d e S ã o P a u l oCampus Sa l to

Sumário Página

1. Introdução 1

2. Produção do ar comprimido 11

3. Distribuição do ar comprimido 16

4. Preparação do ar comprimido 22

5. Atuadores l ineares 37

6. Motores pneumáticos 53

7. Válvulas 55

8. Seqüência de movimentos 82

9. Tipos de esquemas 88

10. Simbologia 97

11. Eletropneumática 103

12. Exercícios 111

13. Componentes elétricos dos circuítos 112

14. Bibl iografia 132

1 - INTRODUÇÃO

Pneumática é o estudo dos movimentos e fenômenos dos gases

Origem da palavra:

Dos ant igos gregos provém a palavra “pneuma”, que signif ica fôlego, vento e f i losof icamente, alma; derivado desta surgiu o conceito de pneumática.

Foi no século XIX que o estudo do comportamento do ar e de suas característ icas tornou-se sistemático; inicialmente desacreditada, quase sempre por falta de conhecimento e instrução, a pneumática foi aceita e somente após 1950 foi aproveitada na produção industr ial, tornando sua área de aplicação cada vez maior.

Nota : Entende-se por “ar comprimido” o ar atmosférico compactado por meios mecânicos, conf inado em um reservatór io, a uma determinada pressão.

Propriedade dos gases

Como qualquer substância, os gases possuem propriedades específ icas.Essas propriedades são:

A) COMPRESSIBILIDADE:

É a propriedade que o gás tem de permit ir a redução do seu volume sob a ação de uma força exter ior.

B) ELASTICIDADE:

É a propriedade que permite ao gás retornar ao seu volume primit ivo, uma vez cessado a força exter ior que o havia comprimido.

C) EXPANSIBILIDADE:

É a propriedade que o gás tem de ocupar sempre o espaço ou volume total dos recipientes. A expansibi l idade é o inverso da compressibi l idade.

D) DIFUSIBILIDADE:

É a propriedade pela qual um gás ou vapor, posto em contato com o ar, se mistura int imamente com ele.

1

1.2. Vantagens no uso do ar comprimido:

- É encontrado com faci l idade e em grande quant idade no ambiente.

- Estando acondicionado em reservatór io, é de fáci l transporte e distr ibuição, podendo ser ut i l izado no momento que se queira.

- Funcionamento perfeito, mesmo em situações térmicas extremas.

- Sistema de f i l t ragem torna o ar comprimido l impo.

- Eventuais vazamentos não poluem o ambiente.

- Permite alcançar altas velocidades de trabalho.

- O equipamento é seguro contra sobrecarga.

1.3. Desvantagem no uso do ar comprimido:

- Custo elevado na produção, armazenamento e distr ibuição do ar.

- Variações de velocidade devido à compressibi l idade do ar.

- Escapes ruidosos, obrigando ao uso de si lenciadores.

1.4. Rentabilidade do ar comprimido:

Para o cálculo da rentabil idade real do ar comprimido, não devem ser considerados somente os custos de energia empregada; deve-se levar em conta, também, o processo mais econômico, em razão da automatização, barateando o produto.

Com a ut i l ização de máquinas automatizadas e o emprego do ar comprimido, podemos reduzir a ut i l ização do trabalho braçal, pr incipalmente em áreas insalubres e em condições perigosas; o que leva também a uma redução do custo f inal do produto.

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1.5. Fundamentos das leis físicas dos gases

Você já deve saber que a superfície terrestre está permanentemente envolvida por uma camada de ar.

CAMADAS GASOSAS DA ATMOSFERA

Essa massa gasosa (ar), denominada atmosfera, tem composição aproximada de 78% de Nitrogênio, 21 % de Oxigênio e 1% de outros (dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, neônio, hélio, cr iptônio, xenônio, etc.) .

Para melhor compreender as leis e as condições do ar, devemos primeiramente considerar as grandezas f ísicas, em nosso país adotamos as unidades de medidas do Sistema Internacional (SI), mas é comum o uso de unidades que não pertencem ao SI, pr incipalmente em discipl inas instrumentais como: Hidrául ica, Refr igeração, Pneumática, etc.

3

1.6. Grandezas, símbolos e unidades

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1.7. Força e pressão

Em pneumática, força e pressão são grandezas muito importantes.

F o r ç a : é um agente capaz de deformar (efeito estát ico) ou acelerar (efeito dinâmico) um corpo.

P r e s s ã o : é o quociente da divisão do módulo ( intensidade) de uma força pela área onde ela atua.

R e g r a d o T r i â n g u l o :

1.8. Princípio de Pascal

Um f luido, ao ser comprimido em um recipiente fechado exercerá pressão igual em todos os sent idos.

Podemos verif icar isto faci lmente, fazendo uso de uma bola de futebol.Apalpando-a, observamos uma pressão uniformemente distr ibuída em sua superfície.

5

F

P A

F

P A

F

P A

“a” s igni f ica div isão“b” s igni f ica mul t ip l icação

a b

1.9. Pressão atmosférica

É a pressão que a atmosfera exerce sobre os corpos, atuando em todos os sent idos. Ela equil ibra uma coluna de 760mm (altura), de mercúrio, à 0 ºC e ao nível do mar.

Quem imaginou e levou a efeito essa exper iência foi o físico i tal iano Torr icel l i , de onde vem o nome de barômetro de Torricel l i .

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

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

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

Medindo essa coluna, ao nível do mar, Torricelli constatou que media 760mm, a partir do nível de mercúrio do reservatório.

1.10. Relação entre unidades de força

1 Kp = 1 Kgf 1 Kp = 9,81 NPara cálculos aproximados, consideramos: 1 Kp = 10N

1.11 Equivalência entre unidades de pressão.

pressãoPa

(n/m2)atm bar

Kp/cm2

( Kgf/cm2 )

Torr

(mm de Hg)

metro da coluna de

água

1 Pa 19,87

x 10 - 5 10 - 5

0,102

x 10 - 4

7,5

x 10 - 3

10,2

x 10 - 5

1 atm1,013

x 1051 1,013 1,033 760 10,33

1 bar 105 0,987 1 1,02 750 10,2

1 kp/cm29,81

x 1040,968 0,981 1 736 10

1 Torr 1331,31

x 10 - 3

1,31

x 10 - 3

1,36

x 10 - 31

13,6

x 10 - 3

1m coluna de água

9,81

x 10 - 3

9,68

x 10 - 2

9,81

x 10 - 20,1 73,6 1

Para cálculos aproximados, consideramos:

Onde:

atm -atmosfera; mm Hg -altura da coluna de mercúrio em milímetros; bar -unidade do CGS = 106 bárias (do grego baris = pesado); kp/cm² - quilopond por centímetro ao quadrado; kgf/cm² - quilograma força por centímetro ao quadrado; kPa - quilopascal; mca - altura da coluna de água em metros; PSI - Pound Square Inch ( lbf/pol²) : l ibra-força por polegada ao quadrado.

7

1atm = 760mmHg = 1bar = 1kgf/cm2 = 100kPa = 10mca = 14,7 PSI(lbf/pol2)

A T E N Ç Ã O

O aparelho que mede a pressão (manômetro normal) indica apenas a pressão relat iva.

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

E X E M P L O

O manômetro indica:

Pressão Relativa Pressão Absoluta

3 atm 3 atm + 1 atm = 4 atm

8 bar 8 bar + 1 atm = 9 bar (1 atm = 1 bar)

5 kgf/cm2 5 kgf/cm2 + 1 atm = 6 kgd/cm2 (1atm = 1kgf/cm2)

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

8

Pre

ssão

Rel

ativaS

obre

pres

são

Sub

pres

são

Pre

ssão

Abs

olut

a

1 atm Zero relativo

Zero absoluto

1.12 Temperatura

É a quant idade de energia calór ica em trânsito. A temperatura indica a intensidade de calor.

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

As escalas de temperatura mais ut i l izadas são:

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

Observe as diferenças entre as escalas apresentadas na f igura abaixo:

Como pode ser visto na i lustração, as três escalas apresentam (entre congelamento e vaporização da água) as seguintes quant idades de divisões, na pressão atmosférica normal = 1 atm :

Escala Celsius (ºC) -------- 100 divisões

Escala Kelvin (K) -------- 100 divisões

Escala Fahrenheit (ºF)

-------- 180 divisões

Como base nesses dados, obtemos as equações de conversões entre as três escalas:

9

Temperatura de vaporização da água

Temperatura de congelamento da água

100 ºC 212 ºF 373 K

0 ºC 32 ºF 273 K

Esc

ala

Cél

sius

Esc

ala

Fahr

enhe

it

Esc

ala

Kel

vin

º C = 5 x ( º F – 32 )

9

K = 5 x ( º F – 32 ) + 273

9

K = º C + 273 º C = K - 273

1.13 Leis Físicas dos gases

Lei de Boyle/Mariot te (Robert Boyle e Edna Mariot te )

Considerando-se a temperatura constante, ao reduzir o volume, aumenta a pressão (transformação isotérmica).

Lei de Gay Lussac (Joseph Louis gay Lussac)

Considerando-se a pressão constante, ao aumentar a temperatura, aumenta o volume (transformação isobárica).

Lei de Charles (Jacques Alexandre Charles)

Considerando-se o volume constante, ao aumentar a temperatura, aumenta a pressão (transformação isotérmica)

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2. PRODUÇÃO DO AR COMPRIMIDO

Ao projetar a produção ou consumo de ar, deverão ser consideradas possíveis ampliações e futuras aquisições de equipamentos pneumáticos.

Uma estação compressora fornece o ar comprimido para os equipamentos, através de uma tubulação, e uma ampliação poster ior da instalação torna-se cara.

Os vários t ipos de compressores estão relacionados diretamente com a pressão de trabalho e a capacidade de volume, exigidas para atender às necessidades da indústr ia.

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2.1. Compressor de êmbolo com movimento linear

A) Compressor de êmbolo:

Baseia-se no pr incípio de redução de volume .Isto signif ica que o ar da atmosfera é aspirado para um ambiente fechado (Câmara de compressão) onde um pistão (êmbolo) comprime o ar sob pressão.

B) Compressor de membrana :

O êmbolo f ica separado, por uma membrana, da câmara de sucção e compressão, isto é, o ar não entra em contato com as partes deslizantes. Assim, o ar f ica isento de resíduos de óleo, e por essa razão, esses compressores são os prefer idos das indústr ias al imentícias, químicas e farmacêut icas.

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2.2.Compressores de êmbolo rotativo

A) Compressor rotat ivo mult icelular (palhetas):

Dotado de um compart imento ci l índrico, com aberturas de entrada e saída, onde gira um rotor fora de centro.

B) Compressor de fuso rosqueado (parafuso):

Dois parafusos hel ico idais , de per f is côncavo e convexo, compr imem o ar , que é conduzido ax ia lmente.

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2.3. Generalidades

A) Volume de ar fornecido

É a quant idade de ar fornecido pelo êmbolo do compressor em movimento.Existem duas indicações de volume fornecido.- teórico (volume interno x rpm)- efet ivo (volume teórico – perdas)

B) Pressão

- pressão de Regime – é a pressão fornecida pelo compressor, e que vai da rede distr ibuidora até o consumidor.

- Pressão de Trabalho – é a pressão necessária nos postos de trabalho. Essa pressão é geralmente de 6 bar, e os elementos de trabalho são construídos para essa faixa de trabalho, considerada pressão normal ou econômica.

C) Acionamento

Em instalações industr iais, na maioria dos casos, o acionamento se dá por motor elétr ico.Tratando-se de uma estação móvel, o acionamento geralmente é por motor a explosão (gasolina, óleo diesel).

D) Regulagem

Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar, é necessária uma regulagem do compressor (mecânica ou elétr ica), a part ir de dois valores l imites pré-estabelecidos: pressão máxima e mínima.

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E) Refrigeração

O aquecimento ocorre em razão da compressão do ar e do atr i to, e esse calor deve ser dissipado.

É necessário escolher o t ipo de refr igeração mais adequado, conforme o grau de aquecimento do compressor.

Em compressores pequenos, serão suf icientes palhetas de aeração para que o calor seja dissipado.

Compressores maiores serão equipados com vent i lador, e em alguns casos, devem ser equipados com refr igeração a água circulante ou água corrente contínua.

F) Local de instalação e manutenção

A estação de compressores deve ser montada dentro de um ambiente fechado, com proteção acúst ica, boa aeração e o ar sugado deve ser fresco, seco e l ivre de poeira.

A manutenção do compressor é um fator muito importante, pois dela depende o seu bom funcionamento e a sua rentabil idade.

Portanto, é imprescindível elaborar planos de manutenção e seguir as instruções recomendadas pelo fabricante.

No plano deverá constar, obrigator iamente, a verif icação do nível do óleo de lubrif icação nos locais apropriados, e part icularmente nos mancais do compressor, motor e cárter, bem como a l impeza dos f i l tros de ar e da válvula de segurança do reservatór io de ar, pois, se a mesma falhar, haverá perigo de explosão do reservatór io, ou danif icação da máquina.

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3. DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO

3.1. Reservatório de ar comprimido

FUNÇÃO : estabil izar a distr ibuição do ar comprimido, el iminar as osci lações de pressão na rede distr ibuidora e, quando há um momentâneo alto consumo de ar, é uma garant ia de reserva.

A grande superf ície do reservatór io refr igera o ar suplementar; assim, parte da umidade é condensada e separa-se do ar no reservatór io, saindo pelo dreno.

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3.2. Rede condutora principal

Cada máquina, cada disposit ivo requer quant idades adequadas de ar, que é fornecida pelo compressor, através da rede distr ibuidora.

O diâmetro da tubulação deve ser escolhido de maneira que, mesmo com um consumo de ar crescente, a queda de pressão, do reservatór io até o equipamento não ultrapasse 0,1 bar; uma queda maior de pressão prejudica a rentabil idade do sistema e diminui consideravelmente a sua capacidade.

A escolha do diâmetro da tubulação não é realizada por quaisquer fórmulas empír icas ou para aproveitar tubos por acaso existentes em depósito, mas sim considerando:

* Volume corrente (vazão);* Comprimento da rede;* Queda de pressão admissível;* Pressão de trabalho;* Número de pontos de estrangulamento na rede.

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Nota : Na distr ibuição do ar comprimido deve-se estar atento a possíveis vazamentos na rede, para que não haja perdas de pressão e elevação nos custos.

3.3. Montagem da rede de distribuição de ar comprimido

Em uma rede de distr ibuição é importante não somente o correto dimensionamento mas também a montagem das tubulações

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

A) Rede de distribuição em circuito aberto:

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

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

Dessa forma, evita-se que a água condensada que eventualmente esteja na tubulação principal possa chegar às tomadas de ar através dos ramais.Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações com drenos na parte infer ior na tubulação principal

B) Rede de distribuição em circuito fechado:

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Part indo da tubulação principal, são instaladas as l igações em derivação.Quando o consumo de ar é muito grande, consegue-se, mediante esse t ipo de montagem, uma manutenção de pressão uniforme.O ar f lui em ambas as direções.

3.4. Material de tubulação

A) Tubulações principais:

Na escolha do material da tubulação temos várias possibi l idades:

Cobre Tubo de aço preto Aço-l igaLatão Tubo de aço zincado (galvanizado) Material sintét ico

B) Tubulações secundárias:

Tubulações à base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadas onde for requerida uma certa f lexibi l idade e onde, devido a um esforço mecânico mais elevado, não possam ser usadas tubulações de material sintét ico.

Hoje, as tubulações à base de poliet i leno e poliamido são mais freqüentemente usadas em maquinários, pois permitem instalações rápidas e são ainda de baixo custo.

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3.5. Conexões para tubulações

Os diversos t ipos de conexões podem ser ut i l izados para tubos metál icos, de borracha ou materiais sintét icos, desde que respeitadas as restr ições e recomendações de aplicação dos fabricantes.

Conexão para tubulações principais:

f lange

Conexões roscadas para tubos com costura (galvanizados):

Conexão para tubos f lexíveis Conexão para tubos rígidos de poliet i leno ou poliamida: sem costura:

conexão rápida

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21

4. PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO

Antes de ser distr ibuído pela rede aos consumidores, o ar comprimido deve passar por processos de tratamento e preparação:

Onde:

1) Fil t ro de sucção;2) Compressor;3) Resfr iador ( temp. entr.. = 90 a 200ºC temp. saída = 40ºC);4) Separador de água;5) Reservatór io de ar;6) Fil t ro entrada do secador;7) Secador de ar (temp. entr.= 30 a 40ºC temp. saída = 4ºC);8) Fil t ro de saída do secador;9) Tomada de ar comprimido;10) Unidade de conservação (f i l t ro – regulador de pressão – lubrif icador).

4.1. Resfriadores ou Trocadores de Calor

Os compressores reduzem o volume do ar para que a pressão aumente. Como pressão e temperatura são diretamente proporcionais, o ar at inge temperaturas elevadas.

O ar comprimido a alta temperatura, além de reduzir a ef iciência do compressor, poderia ainda causar acidentes ao operador e danif icar os componentes pneumáticos.

Em compressores de diversos estágios, normalmente se ut i l izam resfr iadores intermediár ios (entre estágios). Dependendo da produção efet iva de ar, esses resfr iadores trabalham sob a atuação do ar ou da água.

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Sistema de refrigeração de um compressor:

Sistema de refrigeração posterior à compressão:

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4.2. Secadores de ar comprimido

A água (umidade) já penetra na rede com o próprio ar aspirado pelo compressor, os secadores servem para ret irar a umidade do ar comprimido, esteja ela em estado líquido ou em forma de vapor.

É importante salientar, entretanto, que o ar deve ser secado antes de ser distr ibuído na rede, devido ao fato de os componentes pneumáticos, em sua maioria, serem metálicos e, portanto, sujeitos à corrosão.

A incidência da umidade depende, em primeira estância, da umidade relat iva do ar que, por sua vez, depende da temperatura e condições ambientais.

A umidade absoluta é a quant idade de água cont ida em 1m 3 de ar.

A quant idade de saturação é a quant idade de água admit ida em 1m 3 de ar a uma determinada temperatura. Nesse caso, a umidade relat iva é de 100% (ponto de orvalho).

No diagrama do ponto de orvalho (a seguir) pode-se observar a quant idade de saturação à temperatura correspondente.

Umidade Relat iva = umidade absoluta x 100% Quant idade de Saturação

Q u a n t i d a d e d e á g u a ( Q a ) a d m i t i d a p e l o c o m p r e s s o r ( g / m 3 )

Qa = umidade relat iva x quant idade de saturação 100%

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DIAGRAMA DO PONTO DE ORVALHO

Exemplo

Para um ponto de orvalho de 313 k (40 ºC), 1m 3 de ar contém 50g de água.

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O ar comprimido pode ser secado de três maneiras diferentes:

A) Secagem por absorção

Absorção é a f ixação de uma substância ( líquida ou gasosa) no inter ior da massa de outra substância (sól ida)Trata-se de um processo químico que consiste no contato do ar comprimido com o elemento secador (cloreto de cálcio, cloreto de lí t io).A água ou vapor, em contato com esse elemento, mistura-se quimicamente com ele, formando um resíduo que deverá ser removido periodicamente do absorvedor.

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B) Secagem por adsorção

Adsorção é a f ixação de uma substância na superf ície de outra substância.É um processo f ísico em que o ar comprimido entra em contato com um elemento secador que tem a função de reter a umidade e l iberar ar seco.Esse elemento, const ituído de quase 100% de dióxido de si l ício (SiO 2) , é conhecido no mercado como síl ica gel .

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C) Secagem por resfriamento

Funciona pelo pr incípio da diminuição da temperatura do ponto de orvalho.

O ponto de orvalho é a temperatura à qual deve ser resfr iado um gás para se obter a condensação do vapor de água nele cont ido.

O ar comprimido a ser secado entra no secador, passando primeiro pelo trocador de calor (vaporizador), o ar quente que está entrando é resfr iado.

Forma-se um condensado de óleo e água que é el iminado pelo trocador de calor.

Esse ar comprimido pré-resfr iado circula através do trocador de calor (vaporizador) e assim sua temperatura desce até 1,7 ºC, aproximadamente.

Dessa maneira, o ar é submetido a uma segunda separação de condensado de água e óleo.

Posteriormente, o ar comprimido pode ainda passar por um f i l t ro f ino, a f im de el iminar os corpos estranhos.

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4.3. Unidade de conservação

A unidade de conservação tem a f inal idade de purif icar o ar comprimido, ajustar uma pressão constante do ar e acrescentar uma f ina neblina de óleo ao ar comprimido, para f ins de lubrif icação.

Devido a isso, a unidade de conservação aumenta consideravelmente a segurança de funcionamento dos equipamentos pneumáticos.

A unidade de conservação é uma combinação de :

S i m b o l o g i a :

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A). Filtro de ar comprimido

A função do filtro de ar é reter as partículas de impurezas, bem como a água condensada, presente no ar que passa por ele.

Funcionamento:

30

O ar comprimido, ao entrar no copo do f i l t ro, é forçado a um movimento de rotação por meio de rasgos direcionais. Com isso, por meio de força centrí fuga separam-se impurezas maiores e gotículas de água, que se depositam então no fundo do copo

O condensado acumulado no fundo do copo deve ser el iminado, o mais tardar, ao at ingir a marca do nível máximo, já que, se isto não ocorrer, será arrastado novamente pelo ar que passa.

As partículas sólidas maiores que a porosidade do f i l t ro, são ret idas por este.Com o tempo, o acúmulo dessas partículas impede a passagem do ar. Portanto, o elemento f i l t rante (bronze sinter izado ou malha de nylon) deve ser l impo ou subst ituído em intervalor regulares.

Em f i l t ros normais, a porosidade encontra-se entre 30 e 70 microns.Fil t ros mais f inos têm elementos com porosidade até 3 microns.

Dreno automático do Filtro de ar:

Se houver acentuado deposição de condensado, convém substituir a válvula de descarga manual por uma automática.

F u n c i o n a m e n t o :

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Pelo furo, o condensado at inge a câmara entre as vedações.Com o aumento do nível do condensado, o f lutuador se ergue. A um determinado nível, abre-se a saída; o ar comprimido existente no copo passa por ela e desloca o êmbolo para a direita.

Com isso, abre-se o escape para o condensado. Pelo escape, o ar só passa lentamente, mantendo-se a saída do condensado, aberta por um tempo maior.

B) Regulador de pressão

Tem por f inal idade manter constante a pressão de trabalho (secundária) independentemente da pressão da rede (pr imária) e consumo de ar.A pressão primária tem que ser maior que a secundária.

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R E G U L A D O R D E P R E S S Ã O ( c o n t . . . )

F u n c i o n a m e n t o :

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A pressão é regulada por meio de uma membrana. Uma das faces da membrana é submetida à pressão de trabalho; do outro lado atua uma mola cuja pressão é ajustável por meio de um parafuso de regulagem.Com o aumento da pressão de trabalho, a membrana se movimenta contra a força da mola. Com isso a secção nominal de passagem na sede da válvula diminui progressivamente ou fecha totalmente. Isso signif ica que a pressão é regulada pelo f luxo.Na ocasião do consumo, a pressão diminui e a força da mola reabre a válvula. Com isso, para manter a pressão regulada, há um constante abrir e fechar da válvula.Para evitar a ocorrência de vibração indesejável sobre o prato da válvula, existe um amortecimento por mola ou ar.Se a pressão aumentar muito do lado secundário, a membrana é pressionada contra a mola. Com isso, abre-se a parte central da membrana e o ar em excesso sai pelo furo de escape para a atmosfera.

O regulador sem escape não permite a saída para a atmosfera, do ar cont ido no sistema secundário, devido a isso, é ut i l izado para gases tóxicos ou inf lamáveis (maçarico).Se, do lado secundário não houver consumo de gás, a pressão cresce e força a membrana contra a mola. Desta forma, a mola pressiona o pino para baixo e a passagem é fechada pela vedação.Somente quando houver demanda de gás pelo lado secundário é que o gás do lado primário voltará a passar.

C).Lubrificador

Nos elementos pneumáticos encontram-se peças móveis que devem ser submetidas à lubrif icação, para garant ir um desgaste mínimo, manter tão mínima quanto possível às forças de atr i to e proteger os aparelhos contra corrosão.

Mediante o lubrif icador, espalha-se no ar comprimido uma névoa adequada de óleo.

Os lubrif icadores operam, geralmente, segundo o pr incípio venturi . A diferença de pressão ( queda de pressão) entre a pressão existente antes do bocal nebulizador e a pressão no ponto estrangulado do bocal serão aproveitadas para sugar óleo de um reservatór io e misturá-lo com o ar em forma de neblina.

O lubrif icador de ar somente começa a funcionar quando existe um f luxo suf icientemente grande.

Quando houver pequena demanda de ar, a velocidade no bocal é insuf iciente para gerar uma depressão (baixa pressão) que possa sugar o óleo do reservatór io.Deve-se, portanto, prestar atenção aos valores de vazão (f luxo) indicados pelo fabricante.

Princípio Venturi:

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Funcionamento do lubrificador

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A corrente de ar no lubrif icador vai de A para B .A válvula de regulagem H obriga o ar a entrar no depósito E , pelo canal F .Pelo efeito de sucção no canal C , o óleo é transportado pelo tubo ascendente L até a câmara D .Nesta câmara, o óleo é gotejado na corrente de ar e é arrastado.Mediante o parafuso K , ajusta-se à quant idade de óleo adequada.O desvio do ar comprimido até o depósito realiza-se através da câmara F , onde se efetua o fenômeno da aspiração.As gotas grandes demais caem no ambiente E .Somente a neblina ar-óleo chega à saída B , através do canal G .

No emprego da unidade de conservação, deve-se observar os seguintes pontos:

1. A vazão de ar (m3 /h) é determinante para o tamanho da unidade.Demanda (consumo) de ar muito grande provoca queda de pressão nos aparelhos.Deve-se observar r igorosamente os dados indicados pelo fabricante.

2. A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho, e a temperatura ambiente não deve ser superior a 50 ºC (máximo para copos de material sintét ico).

4.4.Manutenção da unidade de conservação

A) Filtro de ar comprimido

Quando o f i l t ro não é dotado de dreno automático, o nível de água condensada deve ser controlado regularmente, pois a água não deve ultrapassar a altura determinada no copo.

A água condensada acumulada pode ser arrastada para a tubulação de ar comprimido e equipamentos. O elemento f i l trante, componentes plást icos, vedações e copo devem ser l impos com água e sabão neutro (biodegradável).Secar com ar comprimido l impo e seco na pressão máxima de 2bar.

B) Regulador de pressão de ar comprimido

Quando existe um f i l t ro de ar comprimido instalado antes do regulador, dispensa-se prat icamente a manutenção desse regulador.

C) Lubrificador de ar comprimido

Controlar o nível de óleo no copo reservatór io.

Se necessário, complementar o óleo até o nível indicado (3/4 do copo).

Use óleo mineral com especif icação: ISO VG 32 (viscosidade = 32 cst - cent istokes).

Regulagem do conta-gotas em torno de 1 a 2 gotas por minuto.

Componentes plást icos, vedações e copo devem ser l impos com água e sabão neutro (biodegradável).

Secar com ar comprimido l impo e seco na pressão máxima de 2bar.

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5. Atuadores lineares (cilindros)

O atuador l inear é um elemento de máquina que transforma a energia pneumática em movimentos ret i l íneos.

Exemplos de aplicação:

C) Acionamento de prensa

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A) Acionamento de válvula B) Acionamento de cadinho deDe fechamento fundição

Observação:

A geração de um movimento ret i l íneo com elementos mecânicos, conjugados com acionamentos elétr icos, é relat ivamente custosa e está l igada a certas dif iculdades de fabricação e durabil idade.

5.1 Componentes de um atuador:

LEGENDA1 Camisa 7 Anel raspador ( l impador da haste)2 Haste 8 Regulagem do amortecimento dianteiro3 Êmbolo 9 Vedação do amortecimento4 Vedação do êmbolo 10 Regulagem do amortecimento traseiro5 Vedação da haste 11 Tampa traseira6 Bucha de guia da haste 12 Tampa dianteira

A camisa (1) na maioria dos casos é feita de um tubo de aço tref i lado a fr io, sem costura. Para aumentar a vida út i l dos elementos de vedação, a superf ície interna do tubo é brunida.

Para casos especiais, o ci l indro é feito de alumínio ou latão, ou de aço com superf ície interna de cromo duro. Estes equipamentos serão empregados para trabalhos nem sempre contínuos ou onde existe possibi l idade de corrosão muito acentuada.

Para tampas (11) e (12 usa-se normalmente material fundido (alumínio fundido ou ferro maleável)) .A f ixação das tampas pode ser feita com t irantes, roscas ou f langes.

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A haste (2) geralmente é feita com aço benef iciado, revest ida com camada de cromo para proteção de corrosão.

A rosca da haste geralmente é laminada, a f im de evitar ruptura.

Para a vedação da haste do êmbolo, existe um anel circular (5) na tampa anterior.

A haste do êmbolo está guiada na bucha de guia (6). Esta bucha pode ser de bronze sintet izado ou de material sintét ico metal izado.

Na frente dessa bucha, encontra-se o anel l impador (7) , que evita a entrada de part ículas de pó e de sujeita no ci l indro. Assim não é necessária outra proteção.

Comparação entre uma rosca laminada e usinada:

Materiais das vedações:

Bruna N (-10 ºC até 80 ºC)Perbunam (-20 ºC até 80 ºC)Viton (-20 ºC até 190 ºC)Tef lon (-80 ºC até 200 ºC)

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5.2 Tipos de vedações para atuadores lineares:

5.3. Tipos de cil indros

A) Atuadores lineares de simples ação

Esses atuadores são acionados por ar comprimido de um só lado e, portanto, t rabalham em uma só direção.O retrocesso efetua-se mediante uma força externa ou por mola.A força da mola é calculada para que ela possa fazer o pistão retroceder a posição inicial, com uma velocidade suf icientemente alta, sem dispender grande energia.

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Em atuadores com mola montada, o curso do êmbolo é l imitado pelo comprimento da mola. Por essa razão, são fabricados com comprimentos até aproximadamente 100mm.Empregam-se esses elementos de trabalho principalmente para fixar, expulsar, prensar, elevar, al imentar, etc.

Quando o atuador possuir mola na câmara traseira, poderá ser usado para travamento.

A grande vantagem é o efeito de freio, empregado em caminhões, carretas, vagões ferroviár ios, etc.

B) Atuador linear de dupla ação:

Os movimentos de avanço e retorno nos atuadores de dupla ação são produzidos pelo ar comprimido e, por isso, podem realizar trabalho nos dois sent idos de seu movimento.

Estes atuadores podem, em princípio, ter curso l imitado, porém deve-se levar em consideração as possibi l idades de deformação por f lexão e f lambagem.São encontrados, normalmente, com curso até 2000mm.

41

Os atuadores de dupla ação, também designados por duplo efeito, são empregados em todos os casos em que é necessária força nos dois sent idos do movimento, devendo-se, entretanto observar que os esforços de f lexão sobre a haste dos ci l indros devem ser evitados ao máximo, através do uso de guias, f ixações oscilantes, etc. , para que não haja desgaste acentuado de bucha, gaxeta do mancal e gaxeta do êmbolo.

C) Atuador linear com amortecimento nos fins de curso

Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um atuador, emprega-se um sistema de amortecimento para evitar impactos secos e danif icação das partes.

Antes de alcançar a posição f inal, um êmbolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando somente uma passagem pequena, geralmente regulável.Com o escape de ar restr ingido, cr ia-se uma sobrepressão que, para ser vencida, absorve grande parte da energia, o que resulta em perda de velocidade nos f ins de curso.

Invertendo o movimento do êmbolo, o ar entra sem impedimento, pelas válvulas, no ci l indro, e o êmbolo pode retroceder com força e velocidade totais.

Possibilidades de amortecimento:

Os atuadores dotados de amortecimento variável são os mais usados.

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D) Atuador linear de haste dupla (haste passante)

A haste é mais bem guiada devido aos dois mancais de guia, o que possibi l i ta a admissão de uma l igeira carga lateral.

Os elementos sinalizadores podem ser montados na parte l ivre da haste do êmbolo.

Neste caso, força é igual em ambos os lados (mesma área de pressão).

E) Atuador linear tipo tandem (geminado):

Trata-se de dois atuadores de dupla ação que formam uma só unidade.Assim, com pressão simultânea nos dois êmbolos, a força será a somada.Recomendado para obter grande desempenho quando a área út i l do atuador é pequena.

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F) Atuador linear de posição múltipla

Este atuador é formado por dois ou mais atuadores de dupla ação.Os elementos estão unidos um ao outro como mostra a i lustração.Os atuadores movimentam-se individualmente, conforme o lado de pressão.Com dois atuadores de cursos diferentes, obtêm-se quatro posições.

É ut i l izado para carregar estantes com esteira transportadora, acionar alavancas e como disposit ivo selecionador.

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G) Atuador linear de impacto

Recebe esta denominação devido à força a ser obt ido pela transformação de energia cinét ica.É um atuador de dupla ação especial com modif icações.Dispõe internamente de uma pré-câmara (reservatór io)O Êmbolo, na parte traseira, é dotado de um prolongamento.Na parede divisória da pré-câmara, existem duas válvulas de retenção.Estas modif icações permitem que o atuador desenvolva impacto, devido à alta energia cinét ica obt ida pela ut i l ização da pressão imposta ao ar.Funcionamento:

Ao ser comandado, o ar comprimido enviado ao atuador é ret ido inicialmente e acumulado na pré-câmara interna, atuando sobre a pequena área da secção do prolongamento do êmbolo.

Quando a pressão at inge um valor suf iciente, inicia-se o deslocamento do pistão, que avança lentamente, até que em determinado instante o prolongamento do êmbolo se desaloja da parede divisória, permit indo que todo o ar armazenado f lua rapidamente, atuando sobre a área do êmbolo.

No instante em que ocorre a expansão brusca do ar, o pistão adquire velocidade crescente até at ingir a faixa onde deverá ser mais bem empregado.

O impacto é produzido através da transformação da energia cinét ica fornecida ao pistão, acrescida da ação do ar comprimido sobre o êmbolo.

Quando se necessita de grandes forças durante curtos espaços de tempo, como é o caso de rebitagens, gravações, cortes, etc. , este é o equipamento que melhor se adapta. No entanto, ele não se presta a trabalhos com grandes deformações. Sua velocidade tende a diminuir após certo curso, em razão da resistência oferecida pelo material ou pela existência de amortecimento no cabeçote dianteiro.

As duas válvulas de retenção mencionadas possuem funções dist intas.Uma delas permite que o atuador retorne totalmente à posição inicial; o prolongamento do êmbolo veda a passagem principal do ar.

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A outra válvula permite que a pressão atmosférica atue sobre o êmbolo, evitando uma soldagem entre a parede divisória e o êmbolo, devido à el iminação quase que total do ar entre os dois, o que tenderia à formação de um vácuo parcial.

H) Atuador rotativo de giro limitado (cremalheira)

Na execução com atuador de dupla ação, a haste do êmbolo tem um perf i l dentado (cremalheira).

A haste do êmbolo aciona, com esta cremalheira, uma engrenagem, transformando o movimento l inear em movimento rotat ivo, à esquerda ou à direita, sempre segundo a direção do curso.De acordo com a necessidade, o movimento rotat ivo poderá ser de 45 º , 90 º , 180 º e até 320 º .Um parafuso de regulagem possibi l i ta a determinação do campo de rotação parcial dentro da rotação total.

O momento de torção depende da pressão, da área do êmbolo e da relação de transmissão.O acionamento giratór io emprega-se para virar peças, curvar tubos, regular instalações de ar condicionado, acionar válvulas de fechamento, válvulas borboleta, etc.

I) Atuador rotativo de giro limitado (aleta giratória)

Como nos atuadores rotat ivo t ipo cremalheira, já descritos, também nos atuadores t ipo aleta giratór ia é possível um giro angular l imitado.O movimento angular raramente vai além de 300 º

A vedação é problemática e o diâmetro em relação à largura, em muitos casos, somente possibi l i ta pequenos momentos de torção (torque).

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5.4. Tipos de fixação

Um fator signif icat ivo para o rendimento f inal posit ivo de sistema pneumático é o posicionamento de cada um dos seus componentes;Determina-se o t ipo de f ixação dos atuadores pela montagem dos mesmos em máquinas e disposit ivos.É importante que sua f ixação seja perfeita, de modo que possamos aproveitar toda energia fornecida pelo equipamento, ao mesmo tempo, evitando danos ao ci l indro.

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5.5. Cálculos de atuadores lineares

A) Força do êmbolo

A força do êmbolo, exercida com o elemento de trabalho, depende da pressão de ar, do diâmetro da camisa e da resistência de atr i to dos elementos de vedação.

Força teórica no avanço de um atuador l inear:

Força efetiva no avanço de atuador linear de simples ação retorno por mola

D

Onde:Ft = Força teórica em kgf P = Pressão de trabalho em kgf / cm2

Fr = Força de resistência ao atrito em kgf Aav = (Ac – Área da camisa) = Área útil

Fm = Força da mola de recuo em kgf D = Diâmetro da camisa em cm

Fea = Força efetiva no avanço em kgf

Força efet iva no avanço de atuador l inear de dupla ação

D

Onde:

Ft = Força teórica em kgfFea = Força efetiva no avanço em kgfFr = Força de resistência ao atrito em kgf =3 a 20% de Ft

Força efet iva no recuo de atuador l inear de dupla ação

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Fea = Ft - ( Fr + Fm )

Ft = P . Aav

Aav = Ft

P

Aav = 0,785 x D (2)

Fea = Ft - Fr

Aav

Aav

d Ah

Ar

D

Onde:Ft = Força teórica em kgf d = diâmetro da haste em cmFer = Força efetiva no recuo em kgf Ar = Área útil de recuo em cm2

Fr = Força de resistência ao atrito em kgf=3 a 20% de Ft

Ac= Área da camisa em cm2

P = Pressão de trabalho em kgf / cm2 Ah= Área da haste em cm2

D = Diâmetro da camisa em cm

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Ft = P x Ar

Ar = Ac - Ah

Ac = 0,785 x D2

Fer = Ft - Fr

Ah = 0,785 x d2

Exemplo: Cálculos de forças de um atuador l inear de dupla ação:

Força de avanço Força de recuo

1º Passo: Cálcu lo da área de avanço 1º Passo: Cálcu lo da área da camisa (A c )Aav =0,785 x D (2) Ac = Aav = 19,625 cm 2

Aav =0,785 x ( 5 cm )2

Aav =0,785 x 25 cm2 2º Passo: Cálculo da área da haste (Ah)Aav = 19,625 cm2 Ah = 0,785 x d (2)

Ah = 0,785 x ( 2 cm ) 2

Ah = 0,785 x 3 cm2 Ah = 3,14 cm2

2º Passo: Cálcu lo da força teór icaFt =P . Aav 3º Passo: Cálculo da área de recuo (Ar

Ft = 6 kgf/cm2 x 19,625 cm2 Ar = Ac - Ah

Ft = 117,75 kgf Ar = 19,625 cm2- 3,14 cm2 Ar = 16,485 cm2

3º Passo: Cálcu lo da força de at r i to 4º Passo: Cálculo da força teórica (Ft)

Fr = Força de resistência ao atrito em kgf= 3 a 20% de Ft

Ft = P X Ar

Fr = 10% de Ft Ft = 6 kgf/cm2 x16,485 Ft = 98,91 kgfFr = 10% de 117,75 kgfFr = 11,775 kgf 5º Passo: Cálculo da força de atrito (Fr)

Fr = Força de resistência ao atrito em Kg = 3 a 20% de Ft

4º Passo: Cálcu lo da força efet iva Fr = 10% de Ft

Fea = Ft - Fr Fr = 10% de 98,91 kgf = 9,891 kgfFea = 117,75kgf - 11,775 kgfFea = 105,975 kgf 6º Passo: Cálculo da força efetivaFea = 106 kgf Fer = Ft - Fr

F e r = 9 8 , 9 1 k g f - 9 , 8 9 1 k g fFer = 88,019 kgf Fer = 88 kgf

50

T a b e l a “ P r e s s ã o - F o r ç a d e a v a n ç o p a r a C i l i n d r o s P n e u m á t i c o s ”

Pressãode

T raba lho

kgf /cm 2

Diâmetro do c i l indro em mm6 12 16 25 35 40 50 70 100 140 200 250

Força do êmbolo em kgf

1

FO

RÇ

A D

O Ê

MB

OL

O E

M k

gf 0 ,2 1 2 4 8 12 17 34 70 138 283 433

2 0,4 2 4 9 17 24 35 69 141 277 566 8663 0,6 3 6 13 26 36 53 104 212 416 850 13004 0,8 4 8 17 35 48 71 139 283 555 1133 17335 1,0 5 10 21 43 60 88 173 353 693 1416 21666 1,2 6 12 24 52 72 106 208 424 832 1700 26007 1,4 7 14 30 61 84 124 243 495 971 1983 30338 1,6 8 16 34 70 96 142 278 566 1110 2266 34669 1,8 9 18 38 78 108 159 312 636 1248 2550 3800

10 2,0 10 20 42 86 120 176 346 706 1386 2832 433211 2,2 11 22 46 95 132 194 381 777 1525 3116 476612 2,4 12 24 50 104 144 212 416 848 1664 3400 520013 2,6 13 26 55 113 156 230 451 919 1803 3683 563314 2,8 14 28 60 122 168 248 486 990 1942 3966 606615 3 15 30 63 129 180 264 519 1059 2079 4248 6498

B ) D i m e n s õ e s d o c i l i n d r o

Deve-se evitar curso muito longo, pois a haste será faci lmente solicitada a f lambagem e f lexão.

Diâmetros acima de 300mm e cursos acima de 2000 mm torna a pneumática inviável devido ao consumo de ar (rentabil idade).

C ) V e l o c i d a d e d o s c i l i n d r o s

A velocidade dos ci l indros pneumáticos depende da carga, do comprimento da tubulação entre a válvula e o ci l indro, da pressão de ar e da vazão da válvula de comando.

A velocidade também é inf luenciada pelo amortecimento nos f ins de curso.

Quando a haste do êmbolo está na faixa de amortecimento, a al imentação de ar passa através de um regulador de f luxo unidirecional, provocando assim uma diminuição momentânea da velocidade.

A velocidade do êmbolo em ci l indros normais varia de01 a1, 5 m/s.

Com ci l indros especiais (ci l indros de impacto) podem ser alcançadas velocidades de até 10m/s.

A velocidade do êmbolo pode ser regulada com válvulas apropriadas.

Para velocidades menores ou maiores empregam-se válvulas reguladoras de f luxo e válvula de escape rápido.

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D ) C o n s u m o d e a r

É importante conhecer o consumo de ar da instalação, para se poder produzi- lo e conhecer as despesas de energia.

Calculam-se o consumo de ar para uma determinada pressão de trabalho, um determinado diâmetro de ci l indros e um determinado curso, da seguinte forma:

Relação de compressão x superf ície do êmbolo x curso

A relação da compressão (baseada ao nível do mar) será assim calculada:

1,013 bar + pressão de trabalho (bar) 1,013 bar

Com o auxí l io do diagrama de consumo de ar, pode ser calculado mais simples e rapidamente o consumo do equipamento.

Para os usuais diâmetros do ci l indro e para pressões de 1 a 15 bar, os valores são expressos l i t ros por centímetro de curso ( l /cm).

O consumo de ar é dado em l i t ros por minuto (ar aspirado).

T a b e l a “ C o n s u m o d e a r p a r a c i l i n d r o s ”

D iâC i l .e mm m

Pressão de serviço em bar1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Consumo de ar em I /cm de curso do c i l indro

6 0 ,0 0 0 5 0 ,0 0 0 8 0 ,0 0 1 1 0 ,0 0 1 4 0 ,0 0 1 6 0 ,0 0 1 9 0 ,0 0 2 2 0 , 0 0 2 5 0 , 0 0 2 7 0 , 0 0 3 0 0 , 0 0 3 3 0 , 0 0 3 612 0 , 0 0 2 0 , 0 0 3 0 , 0 0 4 0 , 0 0 6 0 , 0 0 7 0 , 0 0 8 0 , 0 0 9 0 , 0 1 0 0 , 0 1 1 0 , 0 1 2 0 , 0 1 3 0 , 0 1 416 0 , 0 0 4 0 , 0 0 6 0 , 0 0 8 0 , 0 1 0 0 , 0 1 1 0 , 0 1 4 0 , 0 1 6 0 , 0 1 8 0 , 0 2 0 0 , 0 2 2 0 , 0 2 4 0 , 0 2 625 0 , 0 1 0 0 , 0 1 4 0 , 0 1 9 0 , 0 2 4 0 , 0 2 9 0 , 0 3 3 0 , 0 3 8 0 , 0 4 3 0 , 0 4 8 0 , 0 5 2 0 , 0 5 7 0 , 0 6 235 0 , 0 1 9 0 , 0 2 8 0 , 0 3 8 0 , 0 4 7 0 , 0 5 6 0 , 0 6 6 0 , 0 7 5 0 , 0 8 4 0 , 0 9 3 0 , 1 0 3 0 , 1 1 2 0 , 1 2 140 0 , 0 2 5 0 , 0 3 7 0 , 0 4 9 0 , 0 6 1 0 , 0 7 3 0 , 0 8 5 0 , 0 9 7 0 , 1 1 0 0 , 1 2 2 0 , 1 3 5 0 , 1 4 6 0 , 1 5 750 0 , 0 3 9 0 , 0 5 8 0 , 0 7 7 0 , 0 9 6 0 , 1 1 5 0 , 1 3 4 0 , 1 5 3 0 , 1 7 2 0 , 1 9 1 0 , 2 1 0 0 , 2 2 9 0 , 2 4 870 0 , 0 7 6 0 , 1 1 3 0 , 1 5 0 0 , 1 8 7 0 , 2 2 5 0 , 2 6 2 0 , 2 9 9 0 , 3 3 5 0 , 3 7 4 0 , 4 1 1 0 , 4 4 8 0 , 4 8 5

100 0 , 1 5 5 0 , 2 1 3 0 , 3 0 7 0 , 3 8 3 0 , 4 5 9 0 , 5 3 5 0 , 6 1 1 0 , 6 8 7 0 , 7 6 3 0 , 8 3 9 0 , 9 1 5 0 , 9 9 1140 0 , 3 0 3 0 , 4 5 2 0 , 6 0 1 0 , 7 5 0 0 , 8 9 9 1 , 0 4 8 1 , 1 9 7 1 , 3 4 6 1 , 4 9 5 1 , 6 4 4 1 , 7 9 3 1 , 9 4 2200 0 , 6 1 8 0 , 9 2 3 1 , 2 2 7 1 , 5 3 1 1 , 8 3 5 2 , 1 3 9 2 , 4 4 3 2 , 7 4 7 3 , 0 5 2 3 , 3 5 6 3 , 6 6 0 3 , 9 6 4250 0 , 9 6 6 1 , 4 4 1 1 , 9 1 6 2 , 3 9 3 2 , 8 6 7 3 , 3 4 2 3 , 8 1 7 4 , 2 9 2 4 , 7 6 8 5 , 2 4 3 5 , 7 1 8 6 , 1 9 3

F ó r m u l a p a r a c á l c u l o d o c o n s u m o d e a r c o n f o r m e a t a b e l a a c i m a

Cilindros de simples ação Cilindros de dupla ação

Q = s . n . q (l/min) Q = 2 . (s . n. q) (l/min)Q = volume de ar (l/min) n = número de cursos por minuto (ciclos)s = comprimento de curso (cm) q = consumo de ar por cm de curso

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Exemplo:

Qual o consumo de ar de um c i l indro de dupla ação, com d iâmetro de 50mm, com 100mm de curso, que rea l iza 10 cursos por minuto, submet ido à pressão de serv iço igual a 6 bar .

Q = 2 . (s . n . q) ( l min) Q = 2 . (10cm . 10. 0 ,134)s = 100mm = 10cm Q = 2 . 13,4n = 10 cursos por m inuto Q = 26,8 l /minq = 0,134 (conforme tabela do consumo de ar )

6 . M o t o r e s p n e u m á t i c o s

O motor pneumático com campo angular i l imitado é um dos elementos pneumáticos mais usados na indústr ia moderna.Seu campo de aplicação é dos mais diversos.Com motor pneumático, pode-se executar operações tais como:

Parafusar LixarFurar PolirRoscar Rebitar, etc.

6 . 1 . C a r a c t e r í s t i c a s d o s m o t o r e s p n e u m á t i c o s

1. Trabalham normalmente nas piores condições ambientais, dispensando qualquer t ipo de proteção;

2. Especialmente indicados para áreas classif icadas com r isco de explosão;

3. Eliminam o r isco de choques elétr icos, faíscas e superaquecimento, normais nos similares acionados por energia elétr ica;

4. Sent ido de rotação fáci l de inverter;

5. Regulagem sem escala de rotação e do momento de torção.

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6 . 2 . T i p o s m a i s u t i l i z a d o s

A ) M o t o r d e p i s t ã o a x i a l :

A capacidade do motor depende da pressão de entrada, número de pistões, área dos pistões e curso dos mesmos.O modo de trabalho dos motores de pistão axial é similar aos motores de pistão radial.Um disco osci lante transforma a força de 5 ci l indros, axialmente posicionados, em movimento giratór io. Dois pistões são al imentados simultaneamente com ar comprimido.Com isso, obter-se-á um momento de inércia equil ibrado, garant indo um movimento uniforme e sem vibrações do motor.

B ) M o t o r d e p a l h e t a s ( L a m e l a s ) :

Graças à sua construção simples e pequeno peso, geralmente os motores pneumáticos são fabricados como máquinas rotat ivas, com lamelas.Estes seguem princípio inverso ao dos compressores de células múlt iplas (compressor rotat ivo).O rotor é f ixado excentr icamente em um espaço ci l índrico e é dotado de ranhuras. As palhetas colocadas nas ranhuras serão, afastadas pela força centrí fuga, contra a parede interna do ci l indro, e assim a vedação individual das câmaras estará garant idaPor meio de pequena quant idade de ar, as palhetas serão afastadas contra a parede interna do ci l indro, já antes de acionar o motor.Em t ipo de construção diferente, o encosto de palhetas é feito por pressão de molas.Motores deste t ipo têm, geralmente de três a dez palhetas, que formam câmaras de trabalho no motor, nas quais pode atuar o ar, sempre de acordo com o tamanho da área de ataque das palhetas. O ar entra na câmara menor, expandindo-se na medida do aumento da câmara.

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7. VÁLVULAS

Composição de comandos pneumáticos

Os comandos pneumáticos podem ser subdivididos em:

- elementos de sinais; elementos de comando; elementos de trabalho

Todos os elementos de comando e de sinais que tem por f inal idade inf luenciar o f luxo de informações ou energia (nesse caso o ar comprimido) são denominados válvulas , independentemente de sua forma construt iva.

As válvulas são subdivididas, segundo as suas funções, em cinco grupos:

1. Válvulas direcionais; 4.Válvulas de pressão;2. Válvulas de bloqueio; 5.Válvulas de fechamento.3. Válvulas de f luxo ou de vazão;

7.1. Válvulas direcionais

São elementos que inf luenciam o percurso de um f luxo de ar, pr incipalmente nas part idas, nas paradas e na direção do f luxo.

Em esquemas pneumáticos, usam-se símbolos gráf icos para descrições de válvulas. Estes símbolos não caracter izam os diferentes t ipos de construção, mas somente a função das válvulas.

As válvulas direcionais caracter izam-se por:

a) número de posições; d) t ipo de acionamento;b) número de vias; e) t ipo de retorno;c) posição de repouso; f) vazão.

OBS: “Os símbolos dos componentes pneumáticos são representados através da norma: ISO 1219 em subst ituição à norma: DIN 24300”.

(ISO: Internacional Standardisat ion Organisat ion – Organização Internacional para Normalização).

(DIN: Deutsches Inst i tut für normung – Inst i tuto Alemão para Normalização).A) Número de posições :

As válvulas são simbolizadas graf icamente com quadrados. O número de quadrados indica o número de posições ou manobras dist intas que uma válvula pode assumir.

Para melhor compreensão, tomemos uma torneira comum como exemplo.Esta torneira poderá estar aberta ou fechada.

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No primeiro desenho, a torneira está fechada e não permite a passagem da água.

No segundo desenho, a torneira está aberta e permite a passagem da água.

As duas situações (posições) que a torneira pode se encontrar são representadas graf icamente, por dois quadrados.

B) Número de vias :

As vias de passagem de uma válvula são indicadas por l inhas nos quadrados representat ivos de posições, e a direção do f luxo, por setas.

Os fechamentos ou bloqueios de passagem são indicados dentro dos quadrados, com traços transversais.

traços externos indicam as conexões (entrada e saída) e o número de traços indica o número de vias.Em geral, as conexões são representadas nos quadrados da direita .

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Triângulo no símbolo representa vias de exaustão do ar (escape).

Identi f icação dos ori f ícios (vias) das válvulas direcionais :

CONEXÃO LETRAS DÍGITOSAlimentação (pressão) P 1ut i l ização A, B, C 2, 4escapes de ar R, S, T 3, 5pilotagem X, Z,Y 10, 12, 14

C) Posição de repouso:

Denomina-se posição de repouso ou posição normal da válvula, a posição em que se encontram os elementos internos quando a válvula não está acionada. Geralmente é representada do lado direito do símbolo.Assim temos:

- Válvula normal fechada (NF) que não permite passagem do f luido na posição normal.

- Válvula normal aberta (NA) que permite passagem do f luido na posição normal.

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No exemplo da torneira, representado pela f igura da página anter ior, podemos caracter izar uma válvula de duas vias, duas posições.

Considerando-se que a torneira, na posição normal, não permita a passagem da água, e ela é normal fechada (NF).

Se a mesma torneira, na posição normal, permit ir a passagem de água, ela é normal aberta (NA).

Na representação gráf ica de válvulas com 3 posições de comando, a posição do meio é considerada como posição de repouso, nesse caso, é nela que representamos as conexões.

D) Tipos de acionamentos:

Conforme a necessidade, os mais diferentes t ipos de acionamento podem ser adaptados às válvulas direcionais.

Os símbolos de acionamento são desenhados horizontalmente nos quadrados.

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Exemplos:

Acionamento por força muscular

Geral Botão Alavanca Pedal

Acionamento mecânico

Rolete Apalpador gatilho mola apalpador

Acionamento pneumático (direto):

Pressão positiva Pressão diferencial

Acionamento pneumático ( indireto): Acionamento elétr ico

Pressão positiva indireta (servo-pilotado) (Solenóide).

Acionamento combinado indireto (servo pilotado):

Solenóide ou manual auxiliar e servo pilotada

E) Tipo de retorno:

Retorno é o desacionamento, que posiciona uma válvula direcional de 2 posições, à posição de repouso. O retorno pode ser feito por uma mola, um piloto, etc. , que normalmente é representado do lado direito do símbolo.

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F) Vazão:

É especif icada de acordo com os métodos de medição da vazão nominal.Os fabricantes de componentes pneumáticos especif icam nos catálogos dos produtos, os valores da vazão nominal.

Exemplos de simbologias de válvulas direcionais :

Válvula direcional de 3/2 vias, Válvula direcional de 3/2 vias,(3 vias e 2 posições), (3 vias e 2 posições),NF(Normal Fechada), NF (Normal Fechada),acionada por botão, acionada por pressão positiva,retorno por mola. retorno por mola.

Válvula direcional de 3/2 vias, Válvula direcional de 5/2 vias,(3 vias e 2 posições), acionada por duplo solenóide ou,NA(Normal Aberta), manual auxil iar e servo pi lotada .acionada por solenóide,retorno por mola .

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Válvula direcional 5/3vias, Válvula direcional 5/3 vias,Centrofechado, acionada centro aberto positivo, acionada.por duplo solenóide ou manual por duplosolenóide ou manualAuxiliar e servo pilotado, auxiliar e servo pilotada,centrada por molas. centrada por molas.

Exemplo de aplicação de válvula direcional em sistema pneumático

1ªPosição: DESACIONADA 2ªPosição: ACIONADA

7.1.1. Características de construção em válvulas direcionais

O princípio de construção da válvula determina:

- A força de acionamento;- A maneira de acionar;- A possibi l idade de l igação;- O tamanho da construção.

Segundo o t ipo de construção, as válvulas dist inguem-se em dois grupos:

A) Válvulas de sede ou de assento

A.1) CônicoA.2) Prato

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B) Válvulas corrediças

B.1.) Longitudinal (carretel)B.2.) Carretel com assento tipo prato suspenso B.3.) Giratória (disco)

A) Válvulas de sede ou de assento

A.1.) Válvulas de assento cônico

Descrição: Válvula direcional 3/2vias, NF, acionada por apalpador, retorno por mola .

1ª Posição 2ª Posição

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação: “DESACIONADA”

Uma mola pressiona o êmbolo, em formato semi-esférico, contra o assento da válvula, bloqueando a passagem de pressão 1(P) para a via 2(A) de utilização, que se encontra interligada à conexão 3(R).

2ª Posição de comutação: “ACIONADA”

Acionando-se a haste ou apalpador, o êmbolo é deslocado do seu assento, a pressão 1(P) é interligada à via 2(A) gerando um sinal de saída. Nesta posição o escape 3(R) está bloqueado.

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A.2.) Válvulas de assento (sede) formato de disco plano ou prato

Descrição: Válvula direcional 3/2vias, acionada por apalpador, retorno por mola

Descrição: Válvula direcional 3/2vias, NF acionada por rolete, servo comandada (ou servo pi lotada), retorno por mola.

Observação: O servo comando tem por f inal idade diminuir a força de acionamento, como acontece em válvulas de comando mecânico.

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação: “DESACIONADA”

O fluxo de ar de pressão na via 1(P) e do servo piloto estão bloqueados.A via de utilização 2(A) está interligada à via de escape 3(R).

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2ª Posição de comutação: “ACIONADA”

Ao acionar-se a alavanca do rolete, abre-se a válvula de servo comando, o ar comprimido flui para a membrana e movimenta o prato da válvula principal para baixo.Primeiramente, fecha-se a passagem da via 2(A) para a via 3(R), em seguida, abre-se a passagem do fluxo de ar da via 1(P) para a via 2(A), gerando um sinal de saída.

OBSERVAÇÃO: “ Este tipo de construção possibilita o seu emprego como válvula normal fechada (NF) ou normal aberta (NA), bastando para isso, girar em 180º o cabeçote de atuação, conforme mostra a figura a seguir.” Descrição: Válvula direcional 3/2vias, NA, acionada por rolete, servo comandado ou servo pilotada, retorno por mola.

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação: “DESACIONADA”

O fluxo de ar de pressão na via 1(P) está interligado à via de utilização 2(A), gerando um sinal de saída, e a pressão de comando que chega na válvula de servo pilotagem está bloqueada.A via de escape 3(R) está obstruída.

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2ª Posição de comutação: “ACIONADA”

Ao acionar-se a alavanca do rolete, abre-se a válvula de servo comando, o ar comprimido flui para a membrana e movimenta o prato da válvula principal para baixo.Primeiramente, fecha-se a passagem da via 1(P) para a via 2(A), em seguida, abre-se a passagem do fluxo de ar da via 2(A) para a via 3(R), exaurindo o sinal de saída.

Descrição: Válvula direcional 3/2vias, NF, acionada por simples pressão piloto , retorno por mola.

1ª Posição 2ª Posição

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação: “DESACIONADA”

O comando 12(Z) está sem pressão pi loto; com isto a mola mantém o prato para cima, bloqueando a via 1(P).A via de ut i l ização 2(A) está inter l igada à via de escape 3(R).

2ª Posição de comutação: “ACIONADA”

Injetando-se uma pressão pi loto sobre o prato, se dará o seu deslocamento para baixo, desde que esta pressão seja maior que a força da mola. Com isto o f luxo de ar comprimido da via 1(P) será inter l igado à via 2(A) de ut i l ização.A via 3(R) estará bloqueada.

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Descrição: Válvula direcional 3/2vias, NF, acionada por simples pressão piloto , retorno por mola.

1ª Posição 2ªPosição

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação: “DESACIONADA”

Na posição de repouso, isto é, com a bobina (campo) eletromagnética desenergizada as molas mantém a camisa e o carretel para baixo bloqueando a passagem da via de pressão 1(P).

2ª Posição de comutação: “ACIONADA”

Ao energiar-se a bobina, o núcleo móvel será atraído pelo campo eletromagnético, levantando-se do assento de vedação da válvula. Com isto, o fluxo de ar irá passar da via 1(P) para a via 2(A) de utilização.

OBSERVAÇÃO: Válvula direcional 2/2 vias pode ser usada, por exemplo para abertura de passagem de fluxo de vapor, água de refrigeração de equipamentos ou drenagem de condensados.

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Descrição: Válvula direcional 3/2 vias; NF; acionada por solenóide ou por acionamento auxiliar manual e servo comandado (pilotada); retorno por mola.

1ª Posição 2ª Posição

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação: “DESACIONADA”

Na posição de repouso, isto é, com a bobina (campo) eletromagnética desenergizada, a camisa e o carretel são mantidos para baixo bloqueando a passagem do servo piloto.Nesta mesma posição, a mola do carretel da válvula principal o mantém bloqueando a passagem da via de pressão 1(P).

2ª Posição de comutação: “ACIONADA”

A bobina ao ser energizada, o núcleo móvel será atraído pelo campo eletromagnético, levantando-se do assento de vedação da válvula. Com isto, o fluxo de ar do servo piloto irá passar e acionar para baixo o carretel da válvula principal, abrindo-se a passagem da via pressão 1(P) para a via de utilização 2(A).

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B) Válvulas corrediças

B.1) Longitudinal (carretel)

Descrição: Válvula direcional 5/2 vias; acionada por duplo piloto (pressão positiva) - Válvula de Memória.

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação:

Injetando-se um sinal de impulso de pressão piloto 12(Y), sem a presença de pressão piloto em 14(Z), o carretel é deslocado e mantido à direita e as vias estão interligadas da seguinte forma:Via 1(P) ligada à via 2(B);Via 4(A) ligada à via 5 (R);Via 3(S) bloqueada.

2ª Posição de comutação:

Injetando-se um sinal de impulso de pressão piloto 14(Z), sem a presença de pressão piloto em 12(Y), o carretel é deslocado e mantido à esquerda e as vias estão interligadas da seguinte forma:Via 1(P) ligada à via 4(A);Via 2(B) ligada à via 3(S);Via 5(R) bloqueada.

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B.2.) Carretel com assento tipo prato suspenso

Descrição: Válvula direcional 5/2 vias; acionada por duplo piloto (pressão positiva) ou manual auxiliar - Válvula de Memória.

FUNCIONAMENTO

1ª Posição de comutação:

Injetando-se um sinal de impulso de pressão pi loto 14(Z) , sem a presença de pressão pi loto em 12(Y) , o carretel é deslocado e mantido à esquerda e as vias estão inter l igadas da seguinte forma:Via 1(P) l igada à via 4(A);Via 2(B) l igada à via 3(S);Via 5(R) bloqueada.

2ª Posição de comutação:

Injetando-se um sinal de impulso de pressão pi loto 12(Y) , sem a presença de pressão pi loto em 14(Z) , o carretel é deslocado e mantido à direita e as vias estão inter l igadas da seguinte forma:Via 1(P) l igada à via 2(B);Via 4(A) l igada à via 5 (R);Via 3(S) bloqueada.

OBS:Opcionalmente, esta válvula, também pode ser acionada manualmente.

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acionamento manualauxiliar

B.3) Válvula corrediça giratór ia (disco)

Descrição: Válvula direcional 4/3 vias, centro f lutuante: (P – bloqueado, A e B – l igados à R), acionada por alavanca, centrada por detente (trava).

FUNCIONAMENTO

Posição de comutação - 1:

Com a alavanca na posição central, as vias estão inter l igadas da seguinte forma:Via (P) bloqueada;Vias (A) e (B) inter l igadas à via (R) de escape.

OBS: Nesta posição, def ine-se o t ipo de centro da válvula. Na f igura acima o centro é denominado: “ f lutuante”.

Posição de comutação - 2:

Nesta posição as vias estão inter l igadas da seguinte forma:Via (P) l igada à via (B);Via (A) l igada à via (R) de escape.

Posição de comutação - 3:

Nesta posição as vias estão inter l igadas da seguinte forma:Via (P) l igada à via (A);Via (B) l igada à via (R) de escape.

A próxima f igura mostra uma válvula direcional de 5 vias (5/2) dupla pi loto, de construção pequena (t ipo miniatura), que opera segundo o pr incípio de assento f lutuante.

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Válvula direcional 5/2 vias (pr incípio de assento f lutuante)

Esta válvula é comutada através de impulso em Z e Y, mantendo a posição, mesmo sendo retirada à pressão de comando. É uma válvula bi-estável.

Com o impulso em Z, o pistão desloca-se.

No centro do pistão de comando encontra-se um prato com um anel, vedante, o qual seleciona os canais de trabalho A e B, com o canal de entrada de pressão P.

A exaustão efetua-se através dos canais R ou S.

Com impulso em Y, o pistão retorna à posição inicial.

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7.2. Válvulas de bloqueios

Válvulas de bloqueio são aparelhos que impedem a passagem do fluxo de ar em uma direção, dando passagem na direção oposta.

Internamente, a própria pressão aciona a peça de vedação positiva e ajusta, com isto, a vedação da válvula.

A) Válvula de retenção

Esta válvula pode fechar completamente a passagem do ar em um sentido determinado.

Em sentido contrário, o ar passa com a mínima queda possível de pressão.

O bloqueio do fluxo pode ser feito por cone, esfera, placa ou membrana.

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B) Válvula alternadora (função lógica “OU”)

Esta válvula tem duas entradas P1 e P2 e uma saída, A.Entrando ar comprimido em P1, a peça de vedação fecha a entrada P2 e o ar flui de P1 para A.

Quando o ar flui de P2 para A, a entrada P1 é bloqueada.

Com pressões iguais e havendo coincidência de sinais P1 e P2, prevalecerá o sinal que chegar primeiro.

Em caso de pressões diferentes, a pressão maior fluirá para A.

A válvula alternadora é empregada quando há necessidade de enviar sinais de lugares diferentes a um ponto de comando.

Para determinar a quant idade de válvulas alternadoras necessárias num circuito pneumático, ut i l iza-se a seguinte regra:

Nº de válvulas = nº de sinais menos (-) 1Ex: 4 sinais (P1, P2, P3, P4) – 1 = 3 ELEMENTOS “OU”

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C) Válvula de simultaneidade (função lógica “E”)

Também chamada de válvula de duas pressões, esta válvula possui duas entradas, Pl (X) e P2 (Y), e uma saída A .

Para se conseguir pressão contínua na saída de uti l ização A, é necessário sinal (pneumático) ao mesmo tempo em P1 e P2 , ou seja, entrando somente um sinal em P1 ou somente P2 , a peça de vedação impede o fluxo de ar para A .

Exist indo diferença de tempo entre sinais (simultâneos) de entrada com a mesma pressão, o sinal atrasado vai para a saída A .

Com pressões diferentes dos sinais de entrada, a pressão maior fecha um lado da válvula e a pressão menor vai para a saída A .

Emprega-se esta válvula principalmente em comando de bloqueio, comandos de segurança e funções de controle em combinações lógicas.

Para determinar a quantidade de válvulas necessárias no circuito, ut i l iza-se a seguinte regra:

Nº de válvulas = nº de sinais menos (-) 1Ex: 4 sinais (P1, P2, P3, P4) – 1 = 3 ELEMENTOS “E”

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D) Válvula de escape rápido

Quando se necessita de movimentos rápidos do êmbolo nos ci l indros, com velocidade superior àquela desenvolvida normalmente, ut i l iza-se a válvula de escape rápido.

A válvula possui conexões de entrada (P) , de saída (R) e de al imentação (A) .

Havendo f luxo de ar comprimido em P , o elemento de vedação impede a passagem do f luxo para o escape R e o ar f lui para A .

El iminando a pressão em P , o ar, que retorna por A , desloca o elemento de vedação contra a conexão P e provoca o bloqueio; desta forma, o ar escapa por R , rapidamente, para a atmosfera.

Evita-se, com isso, que o ar de escape seja obrigado a passar por uma canalização longa e de diâmetro pequeno até a válvula de comando.

Observação:

Recomenda-se colocar a válvula de escape rápido diretamente no ci l indro, ou então, o mais próximo do mesmo.

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7.3. Válvulas de pressão

A) Válvula reguladora de pressão

Este tipo de válvula já foi descrito no capítulo: Unidade de Conservação.

B)Válvula de Seqüência

Esta válvula é ut i l izada em comandos pneumáticos, quando há necessidade de uma pressão determinada para o processo de comando (comandos em dependência da pressão e comandos seqüenciais). O cabeçote pressostato (que “monitora” a pressão) é normalmente acoplado a uma válvula base de 3 ou 4 vias.

Quando é alcançada no canal de comando Z uma pressão pré-determinada, maior que a pressão regulada na mola do cabeçote, o ar aciona o êmbolo de comando que abre a passagem de P (al imentação) para A (ut i l ização).

C) Válvula limitadora de pressão

Uti l iza-se esta válvula, pr incipalmente, como válvula de segurança ou de alívio.

Esta não permite que o aumento da pressão no sistema seja acima da pressão admissível (pré-determinada).

Quando é alcançada a pressão máxima na entrada da válvula, o êmbolo é deslocado da sua sede permit indo a exaustão do ar através do or if ício de escape.Quando a pressão excedente é el iminada, at ingindo o valor de regulagem, a mola recoloca o êmbolo na posição inicia l, vedando a passagem ao ar.

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7.4. Válvula reguladora de fluxo

Esta válvula tem por f inal idade inf luenciar o f luxo do ar comprimido. O f luxo será inf luenciado igualmente em ambas as direções.

A) Válvulas reguladoras de f luxo bi-direcional :

O f luxo será inf luenciado igualmente em ambas as direções.

B) Válvulas reguladoras de f luxo unidirecional :

A regulagem do f luxo é feita somente em uma direção.

Uma válvula de retenção fecha a passagem numa direção e o ar pode f luir somente através da área reguladora.

Em sent ido contrár io, o ar passa l ivre através da válvula de retenção aberta.

Empregam-se estas válvulas para regulagem da velocidade em ci l indros pneumáticos.

É vantajoso montar as válvulas reguladoras diretamente no cil indro.77

7.5. Válvulas de fechamento:

São válvulas que abrem e fecham a passagem do f luxo de ar comprimido.

Estas válvulas são, em geral, de acionamento manual.

Tipos:

Símbolo:

7.6. Combinações de válvulas

Em pneumática, muitas vezes faz-se a união de duas ou mais válvulas, para conseguir condições diferentes de aplicação do seu funcionamento indiv idual.

A) Válvulas de retardo (repouso-fechada)

A válvula de retardo é empregada quando há necessidade, num circuito pneumático, de um espaço de tempo entre uma e outra operação em um ciclo de operações.

Esta unidade consiste em uma válvula de 3/2 vias NF, com acionamento pneumático, de uma válvula reguladora de f luxo unidirecional e de um reservatór io de ar.

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Tornei ra- regist ro Gaveta

Função:

O ar de comando f lui da conexão Z (pi lotagem) para o reservatór io, passando pela válvula reguladora de f luxo com pressão e velocidade mais baixas.

Alcançada a pressão de comutação necessária no reservatór io, a válvula 3/2 vias permite a passagem do ar pr incipal de P para A . O tempo de aumento da pressão no reservatór io é igual ao do retardamento do comando da válvula.

Ret irando-se o ar de Z, a válvula voltará à sua posição de repouso.

Válvula de retardoTemporizador NF

B) Válvula de retardo (repouso-aberta)

A válvula de retardo é composta de uma válvula de 3/2 vias NA, uma válvula reguladora de f luxo unidirecional e um reservatór io de ar.

Também nesse caso, o ar de comando entra pela conexão Z. Uma vez estabelecida no reservatór io de ar à pressão necessária para comando, a válvula 3/2 vias é acionada e fecha-se a passagem de P para A .

Ret irando o ar de Z , a válvula voltará à sua posição normal.

O tempo necessário para estabelecer pressão no reservatór io corresponde ao tempo de retardamento.

Em ambos os t ipos de válvula, NF ou NA, o tempo de retardamento é de o há 30 segundos.

Com um acumulador adicional esse tempo pode ser aumentado.

Para a temporização exata, o ar deve ser l impo e a pressão constante.

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Válvula de retardoTemporizador NA

7.7. Divisor binário (flip-flop)

A válvula f l ip-f lop é composta de uma válvula 3/2 vias NF, acionamento pneumático de retorno por mola, um pistão de comando com haste basculante e um came.

Esta válvula aplica-se para acionamento alternado de avanço e retorno de ci l indro ou como divisor de sinais.

A flip-flop é uma válvula de atuação pneumática que, a cada impulso na conexão Z, permanece aberta ou fechada, ou seja, os canais permanecem interligados de P para A ou de A para R.

A saída em A tem a função binária “SIM-NÃO”.

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7.8.Bloco de comando bimanual:

O aparelho pneumático de comando bimanual deve ser usado em todos os casos nos quais o operador é exposto a perigos de acidentes no serviço manual, por exemplo, quando comanda cilindros pneumáticos ou equipamentos onde ambas as mãos devem estar em segurança.Um sinal permanente na saída A é produzido somente quando ambas as entradas da válvula recebem simultaneamente, isto é, dentro de 0,2 a 0,5 segundos, pressão mediante duas válvulas de botão de 3/2 vias.Soltando-se uma ou ambas as válvulas de botão, a passagem de ar é interrompida de imediato. Os cilindros ou válvulas conectadas em A voltam à sua posição inicial.

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8. Seqüência de movimentos

Quando os procedimentos de comandos de instalações pneumáticas são complicados, e estas instalações têm de ser reparadas, é importante que o técnico de manutenção disponha de esquemas de comando e seqüência, segundo o desenvolvimento de trabalho das máquinas.

A má confecção dos esquemas resulta em interpretação insegura, que torna impossível, para muitos, a montagem ou a busca de defeitos, de forma sistemática.

É pouco rentável ter de basear a montagem ou a busca de defeitos empiricamente.

Antes de iniciar qualquer montagem ou busca de defeitos, é importante representar seqüências de movimentos e estados de comutação, de maneira clara e correta.Essas representações permitirão realizar um estudo, e, com ele, ganhar tempo no momento de montar ou reparar o equipamento.

Exemplo:

Pacotes que chegam sobre um transportador de rolos são elevados por um cilindro pneumático A e empurrados por um cilindro B sobre um segundo transportador.

Assim, para que o sistema funcione devidamente, o cilindro B deverá retornar apenas quando A houver alcançado a posição final.

Possibilidades de representação da seqüência de trabalho, para o exemplo dado:

A) Relação em seqüência cronológica:O ci l indro A avança e eleva os pacotes;O ci l indro B avança e empurra os pacotes no transportador;O ci l indro A retorna;O ci l indro B retorna.

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B) Forma de tabela:

Passo de trabalho

Movimento ci l indro A

Movimento ci l indro B

1 avanço --2 -- avanço3 retorno --4 -- retorno

C) Maneira de escrever abreviada:Avanço +Retorno –

A+ B+ A- B-

D) Representação gráf ica em forma de diagrama:

Diagrama de movimento Diagrama de funcionamentoDiagrama de comando

D.1) Diagrama de movimento

Onde se f ixam estados de elementos de trabalho e unidades construt ivas.

O diagrama de movimento pode ser:

Diagrama de trajeto e passo

Diagrama de trajeto e tempo

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- Diagrama de trajeto e passo:

Representa a seqüência de operação de um elemento de trabalho e o valor percorr ido em cada passo considerado.

Passo é a variação do estado de movimento de qualquer elemento de trabalho pneumático.

No caso de vários elementos de trabalho para comando, estes são representados da mesma maneira e desenhados uns sob os outros.

A correspondência é realizada através de passos.

Para o exemplo citado signif ica que, do passo 1 até o passo 2, a haste do ci l indro A avança da posição f inal t raseira para a posição f inal dianteira, sendo que esta é alcançada no passo 2.

Entre o passo 2 e 4 a haste permanece imóvel.

A part ir do passo 4, a haste retorna, alcança a posição f inal t raseira no passo 5, completando um ciclo de movimento.

Para o exemplo apresentado, o diagrama de trajeto e passo possui construção segundo a f igura a seguir.

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Recomendamos que, para a disposição do desenho, observe-se o seguinte:

• Convém representar os passos de maneira l inear e horizontalmente;• O trajeto não deve ser representado em escala, mas com tamanho igual

para todas as unidades construt ivas;• Já que a representação do estado é arbitrár ia, pode-se designar, como no

exemplo anter ior, através da indicação da posição do ci l indro ou através de sinais binários, isto é, 0 para a posição f inal t raseira e l ou L para a posição f inal dianteira;

• A designação da unidade em questão deve ser posicionada à esquerda do diagrama.

- Diagrama de trajeto e tempo:

Nesse diagrama o trajeto de uma unidade construt iva é representada em função do tempo.

Para representação em desenho, também são válidas as recomendações para o diagrama de trajeto e passo.

Através das l inhas pont i lhadas ( l inhas de passo), a correspondência com o diagrama de trajeto e passo torna-se clara, porém, à distância entre os passos está em função do tempo.

Enquanto o diagrama de trajeto e passo oferece a possibi l idade de melhor visão das correlações, no diagrama de trajeto e tempo podem ser representadas, mais claramente, sobreposições e diferenças de velocidade de trabalho.

No caso de se desejar construir diagramas para elementos de trabalho rotat ivo como, por exemplo, motores elétr icos e motores a ar comprimido, devem ser ut i l izados as mesmas formas fundamentais.

Entretanto, a seqüência das variações de estado no tempo não é considerada, isto é, no diagrama de trajeto e passo, uma variação de estado comum, como o l igar de um motor elétr ico, não transcorrerá durante um passo inteiro, mas será representada diretamente sobre a l inha de passo.

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D.2)Diagrama de comando

No diagrama de comando, o estado de comutação de um elemento de comando é representado em dependência dos passos ou dos tempos.

Como o tempo de comutação é insignificante ou praticamente instantâneo, esse tempo não é considerado.

Exemplo:Estado de abertura de um relé b.

O relé no passo 2 fecha novamente no passo 5.

Na elaboração do diagrama de comando recomenda-se:- Desenhar, sempre que possível, o diagrama de comando, em combinação

com o diagrama de movimento, de preferencia em função de passos;- Que os passos ou tempos sejam representados l inear e horizontalmente;- Que a altura e a distância, que são arbitrár ias, sejam determinadas de

forma a proporcionar fáci l supervisão.

Quando se representa o diagrama de movimento e de comando em conjunto, esta representação recebe o nome diagrama de funcionamento .

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O diagrama de funcionamento para o exemplo da página anter ior está representado na f igura abaixo.

No diagrama, observa-se o estado das válvulas que comandam os ci l indros (1.1 para a, 2.1 para B) e o estado de uma chave f im de curso 2.2, instalada na posição dianteira do ci l indro A.

Como já mencionado, os tempos de comutação dos equipamentos não são considerados no diagrama de comando.

Entretanto, como mostra a f igura acima, (válvula f im de curso 2.2), a l inha de acionamento para válvulas (chaves) f im de curso deve ser desenhada antes ou depois da l inha de passo, uma vez que, na prát ica, o acionamento não se dá exatamente no f inal do curso, mas sim, certo tempo antes ou depois.

Esta maneira de representação determina todos os comandos e seus conseqüentes movimentos.

Este diagrama permite controlar, com maior faci l idade, o funcionamento do circuito e determinar erros, pr incipalmente sobreposição de sinais.

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9. Tipos de esquemas

Na construção de esquemas de comando, temos duas possibi l idades que indicam a mesma coisa.

As alternat ivas são:1. Esquemas de comando de posição.2. Esquemas de comando de sistema.

Veremos as vantagens e inconvenientes destes dois t ipos de esquemas nos exemplos a seguir.

A) Esquema de comando de posição

Podemos verif icar que no esquema de comando de posição estão simbolizados todos os elementos (ci l indros, válvulas e unidade de conservação). Onde realmente se encontram na instalação.

Esta forma de apresentação é vantajosa para o montador, que pode ver de imediato onde deve montar os elementos.

Entretanto, tem o inconveniente de muitos cruzamentos de l inhas (condutores de ar), onde podem ocorrer enganos na conexão dos elementos pneumáticos.

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B) Esquema de comando de sistema

Está baseado numa ordenação, isto é, todos os símbolos pneumáticos são desenhados em sentido horizontal e em cadeia de comando.

A combinação de comandos básicos simples, de funções iguais ou diferentes, resulta em um comando mais amplo, com muitas cadeias de comando.

Este tipo de esquema, em razão da ordenação, além de facilitar a leitura, elimina ou reduz os cruzamentos de linhas.

No esquema de comando, deve-se caracterizar os elementos pneumáticos, em geral numericamente, para indicar a posição que ocupam e facilitar sua interpretação.

9.1. Ordem de composição

Para facilitar a composição de esquema de comando, recomenda-se o seguinte procedimento:

Desenhar os elementos de trabalho e suas respectivas válvulas de comando:Desenhar módulos de sinais (partida, fim de curso, etc.);Conectar as canalizações de comando (pilotagem) e de trabalho (utilização) segundo a seqüência de movimento;Numerar os elementos;Desenhar o abastecimento de energia;Verificar os locais onde se tornam necessários os desligamentos de sinais para evitar as sobreposições de sinais;Eliminar as possibilidades de contrapressão nos elementos de comando;Eventualmente, introduzir as condições marginais;Desenhar os elementos auxiliares;Certificar-se de que, mesmo colocando pressão nas válvulas, o primeiro movimento do elemento de trabalho só se dará depois de acionada à válvula de partida.

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9.2. Denominação dos elementos pneumáticos

Para denominar os elementos usamos o seguinte cr itér io:1. Elementos de trabalho2. Elementos de comando3. Elementos de sinais4. Elementos auxil iares

De acordo com o esquema anterior temos:

.0 Elementos de trabalho;

.1 Elementos de comando

.2, .4. .. Todos os elementos que inf luenciam o avanço do elemento de trabalho considerado (números pares);

.3, .5. .. Todos os elementos que inf luenciam o retorno (números ímpares);

.01, .02.. . Elementos auxi l iares, entre o elemento de comando e o elemento de trabalho;

0.1 , 0.2... Elementos de al imentação (unidade de conservação, válvulas de fechamento), que inf luenciam todas as cadeias de comando.

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(Um elemento de trabalho (cilindros, motores pneumáticos, unidades de avanço, etc.), com as correspondentes válvulas, é considerado como cadeia de comando número 1, 2, 3, etc).

Por isso, o primeiro número da denominação do elemento indica a que cadeia de comando pertence o elemento.O número de pois do ponto indica de que elemento se trata.

9.3. Sobreposição de sinais

Em comandos pneumáticos pode aparecer contraposição de sinais que impede o funcionamento da seqüência de movimento. O exemplo abaixo demonstra isto:

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Observa-se que o circuito pneumático apresentado na página anter ior, não executa a seqüência de movimento desejada, devido à sobreposição de sinais em b0 e a1. Nota-se que o ci l indro A permanece recuado mesmo com o comando de avanço, através do botão start . Há diversos meios para solucionar este problema:5. A) Por rolete escamoteável (gat i lho);6. B) Por corte de sinal;7. C) Por válvula de memória;8. D) Por método cascata;9. E) Por método passo a passo.

A) Solução da seqüência A+ B+ B- A- por gati lho:

Descrição de funcionamento:

10. Acionando-se o botão start, o ci l indro A avança. Antes do f inal do seu curso de avanço, a válvula de gat i lho a1 é acionada e o ci l indro B avança.Exatamente no f inal do curso de avanço do ci l indro B, a válvula de rolete b1 é acionada para efetuar o recuo deste mesmo ci l indro.Antes do f inal do seu curso de recuo, a válvula de gat i lho b0 é acionada e o ci l indro A recua.

NOTA: Conforme indicação das setas ( ) no circuito, a válvulas de gat i lho a1 é acionada somente no avanço e a válvula b0 somente no recuo.

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B) Solução da seqüência A+ B+ B- A- por corte de sinal:

Descrição de funcionamento:

Avanço do cilindro A :

11. Acionando-se o botão start , o ci l indro A avança.

Avanço do ci l indro B:12. No f inal do curso de avanço do ci l indro A , o rolete a1 é acionado e o ci l indro B

avança. Enquanto o rolete a1 permanece acionado, o corte de sinal 2 processa um tempo, para em seguida cortar a pressão de pi lotagem 14 .

Recuo do cilindro B:

13. No f inal do curso de avanço do ci l indro B , o rolete b1 é acionado comandando o recuo desse ci l indro .

Recuo do cilindro A:

14. No f inal do curso de recuo de B , o rolete b0 é acionado e o ci l indro A recua. Enquanto o rolete b0 permanece acionado, o corte de sinal 1 processa um tempo, para em seguida cortar a pressão de pi lotagem 12 .

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C) Solução da seqüência A+ B+ B- A- por válvula de memória :

Descrição de funcionamento :

Avanço do cil indro A:15. Acionando-se o botão start , a válvula de memória 1 é acionada cortando a

pressão de pi lotagem 12 ; a válvula de memória 2 também é acionada preparando a pressão de pi lotagem 14 de comando de avanço do ci l indro B . Simultaneamente, o ci l indro A avança.

Avanço do cil indro B:16. No f inal do curso de avanço do ci l indro A , o rolete a1 é acionado e o ci l indro

B avança.

Recuo do cil indro B:17. No f inal do curso de avanço do ci l indro B , o rolete b1 é acionado, a válvula de

memória 2 é desacionada, cortando a pressão de pi lotagem 14 . Simultaneamente, a válvula de memória 1 é desacionada, preparando a pressão de pi lotagem 12 de comando de recuo do ci l indro A , e também o ci l indro B recua .

Recuo do cil indro A:18. No f inal do curso de recuo de B , o rolete b0 é acionado e o ci l indro A recua.

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D) Solução da seqüência A+ B+ B- A- por método cascata:

Descrição de funcionamento:

Avanço do cilindro A:19. Acionando-se o botão start , a válvula de memória 1 é acionada, o grupo n1 é

pressurizado e o ci l indro A avança.

Avanço do cilindro B:20. No f inal do curso de avanço do ci l indro A , o rolete a1 é acionado e o ci l indro

B avança.

Recuo do cilindro B:21. No f inal do curso de avanço do ci l indro B , o rolete b1 é acionado, a válvula de Memória 1 é desacionada, o grupo nº2 é pressurizado e o ci l indro B recua.

Recuo do cilindro A:22. No f inal do curso de recuo do ci l indro B , o rolete b0 é acionado e o ci l indro A

recua.

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E) Solução da seqüência A+ B+ B- A- por método passo a passo:

Descrição de funcionamento:

Avanço do cil indro A:23. Acionando-se o botão start , a válvula de memória 3/2vias do grupo n1 é

acionada, este grupo é pressurizado e o grupo nº4 é despressurizado. Com o grupo nº1 pressurizado, a válvula de impulso 5/2vias é comutada(trocada de posição) e o ci l indro A avança.

Avanço do cil indro B:24. No f inal do curso de avanço do ci l indro A , o rolete a1 é acionado, a válvula de

memória 3/2vias do grupo nº 2 é comutada, este grupo é pressurizado e o grupo nº1 é despressurizado.Com o grupo nº2 pressurizado, a válvula de impulso 5/2vias é comutada e o ci l indro B avança.

Recuo do cil indro B:25. No f inal do curso de avanço do ci l indro B , o rolete b1 é acionado, a válvula de

memória 3/2vias do grupo nº 3 é comutada, este grupo é pressurizado e o grupo nº2 é despressurizado.Com o grupo nº3 pressurizado, a válvula de impulso 5/2vias é comutada e o ci l indro B recua.

Recuo do cil indro A:26. No f inal do curso de recuo do ci l indro B , o rolete b0 é acionado, a válvula de

memória 3/2vias do grupo nº4 é comutada, este grupo é pressurizado e o grupo nº3 é despressurizado.Com o grupo nº4 pressurizado, a válvula de impulso 5/2vias é comutada e o ci l indro A recua.

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10. SIMBOLOGIA

Conforme NBR 8896, 8897, 8898 (baseada nas ISO 1219,5598, 5599, DIN 24300, DIN/ ISO1219, CETOP RP100)

Linha de trabalho União de linhas

Linha de escape (exaustão)

Linhas cruzadas não conectadas

Linha de comando (pilotagem)

Conexão com engate rápido

Linha de contorno queDelimita um conjunto de funções em um único corpo

Conexão com engate rápido desconectado

Fonte de pressão

Conexão de descarga simples e não conectável(escape livre)

Linha flexível

Conexão de descarga rosqueada para conexão(escape dirigido)

Plugue ou conexão bloqueada

Silenciador

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Reservatório pneumático (acumulador)

Filtro com dreno automático

Resfriador Lubrificador

Purgador de água com dreno manual

Unidade condicionadora (símbolo simplificado)

Purgador de água com dreno automático

Cilindro de simples ação, retorno por força externa

Desumidificador de ar

Cilindro de dupla ação com haste simples

FiltroCilindro de simples ação, retorno por mola

Filtro com dreno manual

Cilindro com dois amortecedores reguláveis de fim de curso

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Cilindro de dupla ação com haste dupla

Válvula Alternadora (função lógica OU)

Compressor Válvula de escape rápido

Motor Pneumático com um sentido de fluxo

Válvula de simultaneidade (Função lógica E)

Motor Pneumático com dois sentidos de fluxo

Manômetro ou Vacuômetro(a linha pode ser conectada em qualquer ponto da circunferência)

Motor pneumático com campo de rotação limitado (oscilante)

Termômetro

Válvula de retenção simples sem mola

Medidor de vazão (Rotâmetro)

Válvula de retenção simples com mola.

(indicar sempre ao lado da mola a pressão de abertura)

Pressostato rearmado por mola ajustável

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Válvula de fechamento manual (registro)

Válvula direcional 3vias, 2 posições normal aberta

Válvula de controle de vazão com orifício de passagem fixo

Válvula direcional 3 vias 3 posições, posição central fechada

Válvula de controle de vazão com orifício de passagem regulável

Válvula direcional 4 vias 3 posições, posição central fechada

Válvula de controle de vazão com orifício de passagem regulável (unidirecional)

Válvula direcional 4 vias 3 posições, posição central com saídas em exaustão

Válvula direcional 2vias, 2 posiçõesnormal fechada

Válvula direcional 4vias, 2 posições

Válvula direcional 2vias 2 posições normal aberta

Válvula direcional 5vias, 3 posições normal fechada

Válvula direcional 3 vias 2posições, normal fechada

Acionamento de válvula por botão

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Alavanca

Trava (detente)

Pedal

Acionamento direto por piloto externo(por aplicação ou por aumento de pressão)

Apalpador ou came

Acionamento direto por piloto externo (por despressurização)

Mola

Acionamento direto por piloto externo por áreas de atuação diferentes

Rolete

Acionamento direto por piloto interno(por aplicação ou por acréscimo de pressão)

Rolete articulado

Acionamento direto por piloto interno(por despressurização)

Acionamento por solenóide

Acionamento indireto por piloto interno(por aplicação ou por acréscimo de pressão)

Solenóide operado proporcionalmente (válvula proporcional e servoválvula)

Acionamento indireto por piloto interno(por despressurização)

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Acionamento combinado(por solenóide ou piloto hidráulico)

Operada por pressão em ambas as direções

Acionamento combinado(por solenóide com piloto pneumático)

Válvula de alívio, de segurança ou limitadora de pressão diretamente acionada

Acionamento por solenóides e centragem por molas

Válvula de alívio, de segurança ou limitadora de pressão comandada por piloto à distância

Acionamento indireto por piloto internoe centragem por molas

Válvula redutora de pressão com conexão de descarga

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11. INTRODUÇÃO A ELETROPNEUMÁTICA

Uma máquina industrial apresentou defeito. O operador chamou a manutenção mecânica, que solucionou o problema.

Indagado sobre o tipo de defeito encontrado, o mecânico de manutenção disse que estava na parte elétrica, mas que ele, como mecânico, conseguiu resolver. Onde termina a parte mecânica e começa a parte elétrica?

Nesta aula você aprenderá noções de manutenção de partes eletroeletrônicas existentes em máquinas. Para uma melhor compreensão, é necessário que você reveja as aulas de eletricidade e eletrônica no módulo de automação.

11.1. Máquinas eletromecânicas

Máquinas eletromecânicas são combinações de engenhos mecânicos com circuitos elétricos e eletrônicos capazes de comandá-los. Defeitos nessas máquinas tanto podem ser puramente mecânicos como mistos, envolvendo também a parte eletroeletrônica, ou então puramente elétricos ou eletrônicos.

Com três áreas tecnológicas bem distintas nas máquinas, uma certa divisão do trabalho de manutenção é necessária. Há empresas que mantêm os mecânicos de manutenção, os eletricistas e os eletrônicos em equipes separadas.

É interessante notar que a boa divisão do trabalho só dá certo quando as equipes mantêm constante a troca de informações e ajuda mútua. Para facilitar o diálogo entre as equipes, é bom que elas conheçam um pouco das outras áreas.Um técnico eletrônico com noções de mecânica deve decidir bem melhor quanto à natureza de um defeito do que aquele desconhecedor da mecânica. O mecânico com alguma base eletroeletrônica tanto pode diferenciar melhor os defeitos como até mesmo resolver alguns problemas mistos.Conhecimentos sobre tensão, corrente e resistência elétricas são imprescindíveis para quem vai fazer manutenção em máquinas eletromecatrônicas. Recordando:

Tensão elétrica (U) – É a força que alimenta as máquinas. A tensão elétrica é medida em volt (V). As instalações de alta-tensão podem atingir até 15.000 volts. As mais comuns são as de 110V, 220V e 380V. Pode ser contínua (a que tem polaridade definida) ou alternada.

Corrente elétrica (I) – É o movimento ordenado dos elétrons no interior dos materiais submetidos a tensões elétricas. A corrente elétrica é medida em ampère (A). Sem tensão não há corrente, e sem corrente as máquinas elétricas param. A corrente elétrica pode ser contínua (CC) ou alternada (CA).

Resistência elétrica (R) – É a oposição à passagem de corrente elétrica que todo material oferece. Quanto mais resistência, menos corrente. Máquinas elétricas e componentes eletrônicos sempre apresentam uma resistência característica. A medida da resistência, cujo valor é expresso em ohm (Ω), é um indicador da funcionalidade das máquinas e de seus componentes.

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11.2. Aparelhos elétricosOs aparelhos elétricos mais utilizados na manutenção eletroeletrônica são: voltímetro, amperímetro, ohmímetro, multímetro e osciloscópio. Os aparelhos elétricos podem ser digitais ou dotados de ponteiros. Os dotados de ponteiros são chamados de analógicos.

Voltímetro: é utilizado para medir a tensão elétrica tanto contínua (VC) quanto alternada (VA).

Amperímetro: é utilizado para medir a intensidade da corrente elétrica contínua (CC) e alternada (CA).

Ohmímetro: é utilizado para medir o valor da resistência elétrica.

Multímetro: serve para medir a tensão, a corrente e a resistência elétrica.

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Osciloscópio: permite visualizar gráficos de tensões elétricas variáveis e determinar a freqüência de uma tensão alternada.

11.3. Medidas elétricasPara se medir a tensão, a corrente e a resistência elétricas com o uso de aparelhos elétricos, devem ser tomadas as seguintes providências:escolher o aparelho com escala adequada;conectar os dois fios ao aparelho;conectar as duas pontas de prova (fios) em dois pontos distintos do objeto em análise.

Medida de tensãoA medida de tensão elétrica é feita conectando as pontas de prova do aparelho aos dois pontos onde a tensão aparece. Por exemplo, para se medir a tensão elétrica de uma pilha com um multímetro, escolhe-se uma escala apropriada para medida de tensão contínua e conecta-se a ponta de prova positiva (geralmente vermelha) ao pólo positivo da pilha, e a ponta negativa (geralmente preta) ao pólo negativo.

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Em multímetros digitais, o valor aparece direto no mostrador. Nos analógicos, deve-se observar o deslocamento do ponteiro sobre a escala graduada para se determinar o valor da tensão.

Nas medidas de tensão alternada, a polaridade das pontas de prova não se aplica.

Medida de correnteA corrente elétrica a ser medida deve passar através do aparelho. Para isso, interrompe-se o circuito cuja corrente deseja-se medir: o aparelho entra no circuito, por meio das duas pontas de prova, como se fosse uma ponte religando as partes interrompidas.

Em sistemas de corrente contínua, deve-se observar a polaridade das pontas de prova.

Em circuitos de alta corrente, muitas vezes é inconveniente e perigosa a interrupção do circuito para medições. Em casos assim, faz-se uma medição indireta, utilizando um modelo de amperímetro denominado “alicate”, que abraça o condutor percorrido por corrente. O aparelho capta o campo eletromagnético existente ao redor do condutor e indica uma corrente proporcional à intensidade do campo.

Medida de resistênciaAs medidas de resistência devem ser feitas, sempre, com o circuito desligado, para não danificar o aparelho. Conectam-se as pontas de prova do aparelho aos dois pontos onde se deseja medir a resistência.

O aparelho indica a resistência global do circuito, a partir daqueles dois pontos. Quando se deseja medir a resistência de um componente em particular, deve-se desconectá-lo do circuito.

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Pane elétricaDiante de uma pane elétrica, deve-se verificar primeiramente a alimentação elétrica, checando a tensão da rede e, depois, os fusíveis.

Os fusíveis são componentes elétricos que devem apresentar baixa resistência à passagem da corrente elétrica. Intercalados nos circuitos elétricos, eles possuem a missão de protegê-los contra as sobrecargas de corrente.

De fato, quando ocorre uma sobrecarga de corrente que ultrapassa o valor da corrente suportável por um fusível, este “queima”, interrompendo o circuito.

Em vários modelos de fusível, uma simples olhada permite verificar suas condições. Em outros modelos é necessário medir a resistência.

Em todos os casos, ao conferir as condições de um fusível, deve-se desligar a máquina da rede elétrica.Fusível “queimado” pode ser um sintoma de problema mais sério. Por isso, antes de simplesmente trocar um fusível, é bom verificar o que ocorreu com a máquina, perguntando, olhando, efetuando outras medições e, se necessário, pedir auxílio a um profissional especializado na parte elétrica.

11.4. Resistência, aterramento e continuidade

Resistência de entrada

A resistência elétrica reflete o estado geral de um sistema.

Podemos medir a resistência geral de uma máquina simplesmente medindo a resistência a partir dos seus dois pontos de alimentação. Em máquinas de alimentação trifásica, mede-se a resistência entre cada duas fases por vez. Essa resistência geral é denominada de resistência de entrada da máquina.

Qual a resistência elétrica de entrada de uma máquina em bom estado? Esta pergunta não tem resposta direta. Depende da máquina, porém, duas coisas podem ser ditas.

A) Se a resistência de entrada for zero, a máquina está em curto-circuito. Isto fatalmente levará à queima de fusível quando ligada. Assim, é natural que o curto-circuito seja removido antes de ligar a máquina. Para compreender o conceito de curto-circuito, observe a figura a seguir.

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Podemos ver pela figura que a corrente elétrica sai por um dos terminais da fonte elétrica (pilha ou bateria), percorre um fio condutor de resistência elétrica desprezível e penetra pelo outro terminal, sem passar por nenhum aparelho ou instrumento. Quando isso ocorre, dizemos que há um curto-circuito. O mesmo se dá, por exemplo, quando os pólos de uma bateria são unidos por uma chave de fenda, ou quando dois fios energizados e desencapados se tocam.

Quando ocorre um curto-circuito, a resistência elétrica do trecho percorrido pela corrente é muito pequena, considerando que as resistências elétricas dos fios de ligação são praticamente desprezíveis. Assim, pela lei de Ohm, se U (tensão) é constante e R (resistência) tende a zero, necessariamente I (corrente) assume valores elevados. Essa corrente é a corrente de curto-circuito.

Resumindo:

Circuito em curto pode se aquecer exageradamente e dar início a um incêndio. Para evitar que isso aconteça, os fusíveis do circuito devem estar em bom estado para que, tão logo a temperatura do trecho “em curto“ aumente, o filamento do fusível funda e interrompa a passagem da corrente.

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B) Se a resistência de entrada for muito grande, a máquina estará com o circuito de alimentação interrompido e não funcionará até que o defeito seja removido.Vimos a importância da medida da resistência na entrada de alimentação elétrica. No caso em que a resistência for zero, podemos dizer ainda que a máquina está sem isolamento entre os pontos de alimentação. Sim, pois o termo curto-circuito significa que os dois pontos de medição estão ligados eletricamente, formando assim um caminho curto para passagem de corrente entre eles. Contudo, o teste de isolamento pode ser aplicado também em outras circunstâncias.

Aterramento

Instalações elétricas industriais costumam possuir os fios “fase”, “neutro” e um fio chamado de “terra”. Trata-se de um fio que de fato é ligado à terra por meio de uma barra de cobre em uma área especialmente preparada. O fio neutro origina-se de uma ligação à terra no poste da concessionária de energia elétrica. A resistência ideal entre neutro e terra deveria ser zero, já que o neutro também se encontra ligado à terra; mas a resistência não é zero.

Até chegar às tomadas, o fio neutro percorre longos caminhos. Aparece uma resistência entre neutro e terra, que todavia não deve ultrapassar uns 3 ohms, sob pena de o equipamento não funcionar bem. Assim, um teste de resistência entre neutro e terra pode ser feito com ohmímetro, porém, sempre com a rede desligada.

O fio terra cumpre uma função de proteção nas instalações. As carcaças dos equipamentos devem, por norma, ser ligadas ao fio terra. Assim, a carcaça terá sempre um nível de tensão de zero volt comparado com o chão em que pisamos. Nesse caso, dizemos que a carcaça está aterrada, isto é, no mesmo nível elétrico que a terra.

Opostamente, uma carcaça desaterrada pode receber tensões elétricas acidentalmente (um fio desencapado no interior da máquina pode levar a isso) e machucar pessoas. Por exemplo, se alguém tocar na carcaça e estiver pisando no chão (terra), fica submetido a uma corrente elétrica (lembre-se de que a corrente circula sempre para o neutro, isto é, para a terra), levando um choque, que poderá ser fatal, dependendo da intensidade da corrente e do caminho que ela faz ao percorrer o corpo.

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O isolamento entre a carcaça dos equipamentos e o terra pode ser verificada medindo-se o valor da resistência que deve ser zero. Nas residências, é sempre bom manter um sistema de aterramento para aparelhos como geladeiras, máquinas de lavar e principalmente chuveiros. Um chuveiro elétrico sem aterramento é uma verdadeira cadeira elétrica!

Continuidade

Outros problemas simples podem ser descobertos medindo a resistência dos elementos de um circuito. Por exemplo, por meio da medida da resistência, pode-se descobrir se há mau contato, se existe um fio quebrado ou se há pontos de oxidação nos elementos de um circuito. Resumindo, para saber se existe continuidade em uma ligação, basta medir a resistência entre suas pontas. Esse procedimento é recomendado sempre que se tratar de percursos não muito longos.

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12. EXERCÍCIOS

1. Relacione a primeira coluna com a segunda.Grandeza física Aparelho

a) ( ) Tensão elétrica 1. Amperímetrob) ( ) Corrente elétrica 2. Voltímetroc) ( ) Resistência elétrica3. Ohmímetro

4. Osciloscópio

2. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) para as afirmações.a) ( ) Escolha de uma escala apropriada, uso de duas pontas de provas e conexão das pontas de prova a dois pontos distintos são etapas que aparecem nas três modalidades de medidas elétricas.b) ( ) Em medida de tensão contínua, as pontas de prova do voltímetro devem ser ligadas aos pólos positivo e negativo da fonte de tensão observando-se a polaridade.c) ( ) Em medida de corrente, o circuito deve ser desligado e interrompido, colocando-se o amperímetro de tal forma que a corrente o atravesse.d) ( ) Ao se medir resistência de um circuito, ele deve estar desligado.

Assinale com X a alternativa correta.

3. Os fusíveis “queimam” porque:a) ( ) sempre apresentam defeitos de fabricação;b) ( ) são atravessados por correntes acima do valor para os quais foram fabricados;c) ( ) sofrem desgastes naturais;d) ( ) sofrem aumentos súbitos de resistência elétrica;e) ( ) possuem elevadas resistências.

4. Em um curto-circuito:a) ( ) a corrente é zero e a resistência é elevada;b) ( ) a resistência é zero e a tensão é elevada.;c) ( ) a resistência é alta e a corrente é elevada;d) ( ) a resistência é zero e a corrente é elevada;e) ( ) a tensão e a corrente são nulas.

5. Em uma instalação elétrica com aterramento, o fio .................. deve estar ligado à ....................................dos equipamentos. A tensão entre a carcaça e o terra, nesses casos, é ..................... volt.

A melhor seqüência de palavras que preenche corretamente as lacunas da afirmação é:a) ( ) terra, carcaça, zero.b) ( ) neutro, fonte, um.c) ( ) fase, carcaça, zero.d) ( ) terra, fonte, meio.e) ( ) neutro, carcaça, zero.

6. Quando falamos em continuidade de uma ligação elétrica, estamos querendo dizer que:a) ( ) a medida da resistência elétrica de ponta a ponta na ligação é infinita;b) ( ) a medida da resistência elétrica de ponta a ponta na ligação é zero;c) ( ) visualmente a ligação é contínua;d) ( ) somente corrente contínua pode circular pela ligação;e) ( ) somente corrente alternada pode circular pela ligação.

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13. COMPONENTES ELÉTRICOS DOS CIRCUITOS

Os componentes elétricos utilizados nos circuitos são distribuídos em três categorias:os elementos de entrada de sinais elétricos,os elementos de processamento de sinais,e os elementos de saída de sinais elétricos.

13.1. Elementos de Entrada de Sinais

Os componentes de entrada de sinais elétricos são aqueles que emitem informações ao circuito por meio de uma ação muscular, mecânica, elétrica, eletrônica ou combinação entre elas. Entre os elementos de entrada de sinais podemos citar a botoeiras, a chave fim de curso, o sensor de proximidade e o pressostato, entre outros, todos destinados a emitir sinais para energização ou desenergização do circuito ou parte dele.

BotoeiraA botoeira é uma chave elétrica acionada manualmente que apresenta, geralmente, um contato aberto e outro fechado. De acordo com o tipo de sinal a ser enviado ao comando elétrico, a botoeira é caracterizada como pulsadora ou com trava.

As botoeiras pulsadoras invertem seus contatos mediante o acionamento de um botão e,

devido a ação de uma mola, retornam à posição inicial quando cessa o acionamento.

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Essa botoeira possui um contato aberto e um contato fechado, sendo acionada por um botão pulsador liso e reposicionada por mola. Enquanto o botão não for acionado, os contatos 11 e 12 permanecem fechados, permitindo a passagem da corrente elétrica, ao mesmo tempo em que os contatos 13 e 14 se mantêm abertos, interrompendo a passagem da corrente. Quando o botão é acionado, os contatos se invertem de forma que o fechado abre e o aberto fecha. Soltando-se o botão, os contatos voltam à posição inicial pela ação da mola de retorno.

As botoeiras com trava também invertem seus contatos mediante o acionamento de um botão, entretanto, ao contrário das botoeiras pulsadoras, permanecem acionadas e travadas mesmo depois de cessado o acionamento.

Esta botoeira é acionada por um botão giratório com uma trava que mantém os contatos na última posição acionada. Como o corpo de contatos e os bornes são os mesmos da figura anterior e apenas o cabeçote de acionamento foi substituído, esta botoeira também possui as mesmas características construtivas, isto é, um contato fechado nos bornes 11 e 12 e um aberto 13 e 14. Quando o botão é acionado, o contato fechado 11/12 abre e o contato 13/14 fecha e se mantêm travados na posição, mesmo depois de cessado o acionamento. Para que os contatos retornem à posição inicial é necessário acionar novamente o botão, agora no sentido contrário ao primeiro acionamento.

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Outro tipo de botoeira com trava, muito usada como botão de emergência para desligar o circuito de comando elétrico em momentos críticos, é acionada por botão do tipo cogumelo.

Mais uma vez, o corpo de contatos e os bornes são os mesmos, sendo trocado apenas o cabeçote de acionamento. O botão do tipo cogumelo, também conhecido como botão soco-trava, quando é acionado, inverte os contatos da botoeira e os mantém travados. O retorno à posição inicial se faz mediante um pequeno giro do botão no sentido horário, o que destrava o mecanismo e aciona automaticamente os contatos de volta a mesma situação de antes do acionamento.

Outro tipo de botão de acionamento manual utilizado em botoeiras é o botão flip-flop, também conhecido como divisor binário, o qual alterna os pulsos dados no botão, uma vez invertendo os contatos da botoeira, outra trazendo-os à posição inicial.

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Chaves Fim de Curso

As chaves fim de curso, assim como as botoeiras, são comutadores elétricos de entrada de sinais, só que acionados mecanicamente. As chaves fim de curso são, geralmente, posicionadas no decorrer do percurso de cabeçotes móveis de máquinas e equipamentos industriais, bem como das hastes de cilindros hidráulicos e ou pneumáticos.

O acionamento de uma chave fim de curso pode ser efetuado por meio de um rolete mecânico ou

de um rolete escamoteável, também conhecido como gatilho. Existem, ainda, chaves fim de curso

acionadas por uma haste apalpadora, do tipo utilizada em instrumentos de medição como, por

exemplo, num relógio comparador.

Esta chave fim de curso é acionada por um rolete mecânico e possui um contato comutador formado por um borne comum 11, um contato fechado 12 e um aberto 14. Enquanto o rolete não for acionado, a corrente elétrica pode passar pelos contatos 11 e 12 e está interrompida entre os contatos 11 e 14. Quando o rolete é acionado, a corrente passa pelos contatos 11 e 14 e é bloqueada entre os contatos 11 e 12. Uma vez cessado o acionamento, os contatos retornam à posição inicial, ou seja, 11 interligado com 12 e 14 desligado.

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Esta outra chave fim de curso também é acionada por um rolete mecânico mas, diferentemente da anterior, apresenta dois contatos independente sendo um fechado, formado pelos bornes 11 e 12, e outro aberto, efetuado pelos bornes 13 e 14. Quando o rolete é acionado, os contatos 11 e 12 abrem, interrompendo a passagem da corrente elétrica, enquanto que os contatos 13 e 14 fecham, liberando a corrente.Os roletes mecânicos acima apresentados podem ser acionados em qualquer direção que efetuarão a comutação dos contatos das chaves fim de curso. Existem, porém, outros tipos de roletes que somente comutam os contatos das chaves se forem acionados num determinado sentido de direção. São os chamados roletes escamoteáveis, também conhecidos na indústria como gatilhos.

Esta chave f im de curso, acionada por gat i lho, somente inverte seus contatos quando o rolete for atuado da esquerda para a direita. No sent ido contrár io, uma art iculação mecânica

faz com que a haste do mecanismo dobre, sem acionar os contatos comutadores da chave fim de curso. Dessa forma, somente quando o rolete é acionado da esquerda para a direita, os contatos da chave se invertem permitindo que a corrente elétrica passe pelos contatos 11 e 14 e seja bloqueada entre os contatos 11 e 12. Uma vez cessado o acionamento, os contatos retornam à posição inicial, ou seja, 11 interligado com 12 e 14 desligado.

Sensores de Proximidade

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.

Existem no mercado diversos tipos de sensores de proximidade os quais devem ser selecionados de acordo com o tipo de aplicação e do material a ser detectado. Os mais empregados na automação de máquinas e equipamentos industriais são os sensores capacitivos, indutivos,

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ópticos, magnéticos e ultra-sônicos, além dos sensores de pressão, volume e temperatura, muito utilizados na indústria de processos.

Basicamente, os sensores de proximidade apresentam as mesmas características de funcionamento. Possuem dois cabos de alimentação elétrica, sendo um positivo e outro negativo, e um cabo de saída de sinal. Estando energizados e ao se aproximarem do material a ser detectado, os sensores emitem um sinal de saída que, devido principalmente à baixa corrente desse sinal, não podem ser utilizados para energizar diretamente bobinas de solenóides ou outros componentes elétricos que exigem maior potência.

Diante dessa característica comum da maior parte dos sensores de proximidade, é necessária a utilização de relés auxiliares com o objetivo de amplificar o sinal de saída dos sensores, garantindo a correta aplicação do sinal e a integridade do equipamento.

Os sensores de proximidade capacitivos registram a presença de qualquer tipo de material. A distância de detecção varia de 0 a 20 mm, dependendo da massa do material a ser detectado e das características determinadas pelo fabricante.

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Os sensores de proximidade indut ivos são capazes de detectar apenas materiais metál icos, a uma distância que oscila de 0 a 2 mm, dependendo também do tamanho do material a ser detectado e das característ icas especif icadas pelos diferentes fabricantes .

Os sensores de proximidade ópticos detectam a aproximação de qualquer tipo de objeto, desde que este não seja transparente. A distância de detecção varia de 0 a 100 mm, dependendo da luminosidade do ambiente. Normalmente, os sensores ópticos por barreira fotoelétrica são construídos em dois corpos distintos, sendo um emissor de luz e outro receptor. Quando um objeto se coloca entre os dois, interrompendo a propagação da luz entre eles, um sinal de saída é então enviado ao circuito elétrico de comando.

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Outro tipo de sensor de proximidade óptico, muito usado na automação industrial, é o do tipo reflexivo no qual emissor e receptor de luz são montados num único corpo, o que reduz espaço e facilita sua montagem entre as partes móveis dos equipamentos industriais. A distância de detecção é entretanto menor, considerando-se que a luz transmitida pelo emissor deve refletir no material a ser detectado e penetrar no receptor o qual emitirá o sinal elétrico de saída.

Os sensores de proximidade magnéticos, como o próprio nome sugere, detectam apenas a presença de materiais metálicos e magnéticos, como no caso dos imãs permanentes. São utilizados com maior freqüência em máquinas e equipamentos pneumáticos e são montados diretamente sobre as camisas dos cilindros dotados de êmbolos magnéticos. Toda vez que o êmbolo magnético de um cilindro se movimenta, ao passar pela região da camisa onde externamente está posicionado um sensor magnético, este é sensibilizado e emite um sinal ao circuito elétrico de comando.

Pressostato

Os pressostatos, também conhecidos como sensores de pressão, são chaves elétricas acionadas por um piloto hidráulico ou pneumático. Os pressostatos são montados em linhas de pressão hidráulica e ou pneumática e registram tanto o acréscimo como a queda de pressão nessas linhas, invertendo seus contatos toda vez em que a pressão do óleo ou do ar comprimido ultrapassar o valor ajustado na mola de reposição.

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Se a mola de regulagem deste pressostato for ajustada com uma pressão de, por exemplo, 7 bar, enquanto a pressão na linha for inferior a esse valor, seu contato 11/12 permanece fechado ao mesmo tempo em que o contato 13/14 se mantém aberto. Quando a pressão na linha ultrapassar os 7 bar ajustado na mola, os contatos se invertem abrindo o 11/12 e fechando o 13/14.

13.2. Elementos de Processamento de Sinais

Os componentes de processamento de sinais e létr icos são aqueles que anal isam as informações emit idas ao ci rcui to pelos elementos de entrada, combinando-as entre s i para que o comando elétr ico apresente o comportamento f inal desejado, diante dessas informações. Entre os e lementos de processamento de sinais podemos ci tar os re lés auxi l iares, os contatores de potência, os re lés tempor izadores e os contadores, entre outros, todos dest inados a combinar os s inais para energização ou desenergização dos e lementos de saída.

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Relés AuxiliaresOs relés auxiliares são chaves elétricas de quatro ou mais contatos, acionadas por bobinas eletromagnéticas. Há no mercado uma grande diversidade de tipos de relés auxiliares que, basicamente, embora construtivamente sejam diferentes, apresentam as mesmas características de funcionamento.

Este relé auxiliar, particularmente, possui 2 contatos abertos (13/14 e 43/44) e 2 fechados (21/22 e 31/32), acionados por uma bobina eletromagnética de 24 Vcc. Quando a bobina é energizada, imediatamente os contatos abertos fecham, permitindo a passagem da corrente elétrica entre eles, enquanto que os contatos fechados abrem interrompendo a corrente. Quando a bobina é desligada, uma mola recoloca imediatamente os contatos nas suas posições iniciais.

Além de relés auxiliares de 2 contatos abertos (NA) e 2 contatos fechados (NF), existem outros que apresentam o mesmo funcionamento anterior mas, com 3 contatos NA e 1 NF.

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Este outro tipo de relé auxiliar utiliza contatos comutadores, ao invés dos tradicionais contatos abertos e fechados. A grande vantagem desse tipo de relé sobre os anteriores é a versatilidade do uso de seus contatos. Enquanto nos relés anteriores a utilização fica limitada a 2 contatos Na e 2 NF ou 3 NA e 1 NF, no relé de contatos comutadores pode-se empregar as mesmas combinações, além de, se necessário, todos os contatos abertos ou todos fechados ou ainda qualquer outra combinação desejada. Quando a bobina é energizada, imediatamente os contatos comuns 11, 21, 31 e 41 fecham em relação aos contatos 13, 24, 34 e 44, respectivamente, e abrem em relação aos contatos 12, 22, 32 e 42. Desligando-se a bobina, uma mola recoloca novamente os contatos na posição inicial, isto é, 11 fechado com 12 e aberto com 14, 21 fechado com 22 e aberto com 24, 31 fechado com 32 e aberto com 34 e, finalmente, 41 fechado com 42 e aberto em relação ao 44.

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Contatores de PotênciaOs contatores de potência apresentam as mesmas características construtivas e de funcionamento dos relés auxiliares, sendo dimensionados para suportarem correntes elétricas mais elevadas, empregadas na energização de dispositivos elétricos que exigem maiores potências de trabalho.

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Relés Temporizadores

Os relés temporizadores, também conhecidos como relés de tempo, geralmente possuem um contato comutador acionado por uma bobina eletromagnética com retardo na ligação ou no desligamento.

Este relé temporizador possui um contato comutador e uma bobina com retardo na ligação, cujo tempo é ajustado por meio de um potenciômetro. Quando a bobina é energizada, ao contrário dos relés auxiliares que invertem imediatamente seus contatos, o potenciômetro retarda o acionamento do contato comutador, de acordo com o tempo nele regulado. Se o ajuste de tempo no potenciômetro for, por exemplo, de 5 segundos, o temporizador aguardará esse período de tempo, a partir do momento em que a bobina for energizada, e somente então os contatos são invertidos, abrindo 11 e 12 e fechando 11 e 14. Quando a bobina é desligada, o contato comutador retorna imediatamente à posição inicial. Trata-se, portanto, de um relé temporizador com retardo na ligação.

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Este outro tipo de relé temporizador apresenta retardo no desligamento. Quando sua bobina é energizada, seu contato comutador é imediatamente invertido. A partir do momento em que a bobina é desligada, o período de tempo ajustado no potenciômetro é respeitado e somente então o contato comutador retorna à posição inicial.

Outro t ipo de relé temporizador encontrado em comandos elétr icos é o cícl ico, também conhecido como relé pisca-pisca. Este t ipo de relé possui um contato comutador e dois potenciômetros que controlam individualmente os tempos de retardo de inversão do contato . Quando a bobina é energizada, o contato comutador é invert ido cicl icamente,

sendo que o potenciômetro da esquerda controla o tempo de inversão do contato, enquanto que o da direita o tempo de retorno do contato a sua posição inicial.

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Contadores PredeterminadoresOs relés contadores registram a quant idade de pulsos elétr icos a eles enviados pelo circuito e emitem sinais ao comando quando a contagem desses pulsos for igual ao valor neles programados. Sua aplicação em circuitos elétr icos de comando é de grande ut i l idade, não somente para contar e registrar o número de ciclos de movimentos efetuados por uma máquina mas, pr incipalmente, para controlar o número de peças a serem produzidas, interrompendo ou encerrando a produção quando sua contagem at ingir o valor neles determinado.

Este contador predeterminador registra em seu display o número de vezes em que sua bobina for energizada ou receber um pulso elétr ico de um elemento de entrada de sinal, geralmente de um sensor ou chave f im de curso. Através de uma chave seletora manual, é possível programar o número de pulsos que o relé deve contar, de maneira que, quando a contagem de pulsos for igual ao valor programado na chave seletora, o relé inverte seu contato comutador, abrindo 11/12 e fechando 11/14.

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Para retornar seu contato comutador à posição inicial e zerar seu mostrador, visando o início de uma nova contagem, basta emit ir um pulso elétr ico em sua bobina de reset R1/R2 ou, simplesmente acionar manualmente o botão reset localizado na parte frontal do mostrador.

13.3. Elementos de Saída de Sinais

Os componentes de saída de sinais elétr icos são aqueles que recebem as ordens processadas e enviadas pelo comando elétr ico e, a part ir delas, realizam o trabalho f inal esperado do circuito. Entre os muitos elementos de saída de sinais disponíveis no mercado, os que nos interessa mais diretamente são os indicadores luminosos e sonoros, bem como os solenóides aplicados no acionamento eletromagnético de válvulas hidráulicas e pneumáticas.

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I n d i c a d o r e s L u m i n o s o s

Os indicadores luminosos são lâmpadas incandescentes ou LEDs, ut i l izadas na sinalização visual de eventos ocorr idos ou prestes a ocorrer. São empregados, geralmente, em locais de boa visibi l idade que faci l i tem a visualização do sinalizador.

Indicadores Sonoros

Os indicadores sonoros são campainhas, sirenes, cigarras ou buzinas, empregados na sinalização acúst ica de eventos ocorr idos ou prestes a ocorrer. Ao contrár io dos indicadores luminosos, os sonoros são ut i l izados, pr incipalmente, em locais de pouca visibi l idade onde um sinalizador luminoso seria pouco ef icaz.

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Solenóides

São bobinas eletromagnéticas que, quando energizadas, geram um campo magnético capaz de atrair elementos com característ icas ferrosas, comportando-se como um imã permanente.

Numa eletroválvula, hidrául ica ou pneumática, a bobina do solenóide é enrolada em torno de um magneto f ixo, preso à carcaça da válvula, enquanto que o magneto móvel é f ixado di retamente na extremidade do carrete l da válvula. Quando uma corrente elétr ica percorre a bobina, um campo magnét ico é gerado e atra i os magnetos, o que empurra o carrete l da válvula na d i reção oposta a do solenóide que fo i energizado. Dessa forma, é possível mudar a posição do carrete l no inter ior da válvula, por meio de um pulso e létr ico.

Em eletroválvulas pneumáticas de pequeno porte, do t ipo assento, o êmbolo da válvula é o próprio magneto móvel do solenóide. Quando o campo magnético é gerado, em conseqüência da energização da bobina, o êmbolo da válvula é atraído, abrindo ou fechando diretamente as passagens do ar comprimido no inter ior da carcaça da válvula.

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14. BIBLIOGRAFIA

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TELECURSO 2000 PROFISSIONALIZANTEMANUTENÇÃO MECÂNICA

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