H&p_icaro_2015.ppt.pdf

Acionamento de Dispositivos e Atuadores II Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Descritivo geral • Objetivos: Preparar o aluno para analisar, desenvolver pequenos

•

•

projetos, manter os equipamentos que utilizam a tecnologia hidráulica e pneumática como elementos de ação em um processo de manufatura integrada. Competência/Habilidades: Elaborar, interpretar e corrigir sistemas de automação usando as tecnologias hidráulica e pneumática; Manter a continuidade operacional de sistemas pneumáticos e hidráulicos de automação; Dimensionar componentes hidráulico e pneumáticos; Detectar e corrigir falhas de circuitos; Conteúdos Formativos/Bases Tecnológicas: Introdução a hidráulica e pneumática; produção de ar comprimido; elementos de trabalho pneumático e hidráulico; válvulas direcionais, de bloqueio, de pressão, de fluxo e de fechamento; comandos pneumáticos básicos; aplicações pneumáticas; conceitos de hidráulica; válvulas direcionais de pressão e reguladores de vazão.

• Estratégias Metodológicas: Aulas

expositivas; Aulas simuladas; Demonstração de componentes; Simulações; Estudos de casos.

Hidráulica Introdução Conceitos Básicos Professor: Ícaro Borges Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

O que se entende por Hidráulica? O termo HIDRÁULICA derivou-se da raiz grega HIDRO que tem o significativo de água, por essa razão que entende-se por HIDRÁULICA, todas as leis e comportamentos re lativos a água ou outro fluido.

Produção de força e movimento através de fluido hidráulico. Os fluidos hidráulicos representam o meio de transmissão de força.

Vantagens da HIDRÁULICA • Transmissão de grandes forças usando pequenos componentes; • Posicionamento preciso; • Capacidade de vencer a inércia de grandes cargas; • Operação suave e reversa; • Controle e regulagem; • Dissipação favorável de calor.

Desvantagens da HIDRÁULICA • Poluição do meio ambiente por desperdício de óleo ( perigo de fogo ou acidente); • Sensível a sujeira; • Perigo resultante de pressão excessiva; • Dependência de temperatura (mudança da viscosidade do fluido hidráulico)

Princípios Físicos Fundamentais da Hidráulica: -

Pressão; Força; Multiplicação de pressão; Mutiplicação de força; Vazão e velocidade; Flúidos hidráulicos – Número de Reynolds; Força de avanço e recuo de um cilindro.

Fundamentos físicos da hidráulica. Aula 1 Pressão e Força Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Pressão • É a força exercida por unidade de superfície. Em hidráulica, a pressão é expressa em Kgf/cm², atm, psi ou bar. • Todo corpo exerce uma pressão especifica em sua base. O valor da pressão depende da força peso (F) do corpo e do tamanho da área A em que é aplicada esta força

1Kgf/cm² = 1 atm = 1 bar = 14,7 psi

Pressão

Transmissão de Pressão Principio de Pascal

• A pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em todas as direções e exerce forças iguais em áreas iguais.

Força

• É qualquer influencia capaz de produzir uma alteração no movimento de um corpo. Temos como unidade de medida de força no SI. O NEWTON (N).

Fundamentos físicos da hidráulica.

Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica

Aula 2 Multiplicação de Pressão e Força.

SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Transmissão e multiplicação de Força

Transmissão e multiplicação de Força

1 2

Transmissão e multiplicação de Força F2 F1 1 h1 h1

A1

2

A2

Transmissão e multiplicação de Força

Transmissão e multiplicação de Força Quantas vezes o operador terá que bombear para elevar o automóvel a uma altura de 15 cm ?. S1=10 cm, A1= 2,5 cm², A2=10 cm².

Transmissão e multiplicação de Força Qual a capacidade máxima de força do sistema abaixo ?

P1 = P2

Multiplicação de Pressão

p1

F1

A1

A2

Multiplicação de Pressão sendo: F1= F2

p1

F1

A1

F2

A2

p2

Multiplicação de Pressão Qual o valor da pressão gerada P2 ?.

Qual a força F2 do sistema abaixo ?

Fundamentos físicos da hidráulica. Aula 3 Vazão e Velocidade. Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Vazão • Volume de liquido fluindo através de um tubo em um período especifico de tempo.

Q= Vazão [m/s²] V= Volume [m³] T= tempo [s]

Vazão X Velocidade

Vazão X Velocidade

Exercício

• Em um tubo com área de seção transversal A=0,28cm² escoa um fluido a uma vazão Q=4,2l/min. Qual a velocidade de escoamento do fluido? Qual o tempo gasto para preencher um recipiente de volume 105l?

Fundamentos físicos da hidráulica. Aula 4 Fluidos hidráulicos. Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Fluídos Hidráulicos Líquido: • É um estado físico da matéria onde suas moléculas apresentam um médio grau de atração entre si. • Em princípio, qualquer liquido pode ser usado para transferir energia de pressão.

Fluídos Hidráulicos • Ele é um meio de transmissão de energia, um lubrificante, um vedador e um veículo de transferência de calor. O fluido hidráulico a base de petróleo é o mais comum.

Aditivos Alguns elementos são adicionados aos fluidos hidráulicos visando adquirir determinadas características. Os mais comuns são: • • • • •

Inibidores de Oxidação. Inibidores de Corrosão. Aditivos de Extrema Pressão ou Antidesgaste. Aditivos Antiespumantes. Fluidos Resistentes ao Fogo: Emulsão de Óleo em Água (Água dominante), Emulsão de Água em Óleo (Óleo dominante), Água – Glicol (Anticongelante), Sintéticos(ésteres de fosfato, hidrocarbonos clorados).

Fluídos Hidráulicos Funções: • Transferência de pressão; • Lubrificação das partes moveis dos aparelhos, prevenindo corrosão; • Arrastar partículas metálicas resultantes da abrasão entre as partes moveis do elemento hidráulico e depositá-los num filtro apropriado

Viscosidade de Um Líquido • É uma grandeza física que indica a resistência ao fluxo das moléculas de um líquido, quando elas escorregam uma sobre as outras. • Essa grandeza é inversamente proporcional à temperatura. • Esta dificuldade de locomoção produz calor entre as moléculas quando desliza uma sobre as outras. • Nenhum sistema hidráulico usa fluido de baixa viscosidade.

Fluidos Hidráulicos • Em um sistema hidráulico, o movimento do fluido na tubulação gera atrito e calor. Quanto maior for a velocidade do fluido, mais calor será gerado. • Perdas por mudança de direção. As curvas devem ser feitas com maior raio possível para evitar perdas por turbulência

• Perdas por escoamento. Perda gerada pela variação de direção do fluido

Fluidos Hidráulicos Número de Reynolds - Re È um número adimensional utilizado em mecânica dos flúidos para o cálculo do regime de escoamento de determinado flúido dentro de um tubo ou sobre uma superfície. O seu nome vem de Osborne Reynolds, um físico e engenheiro irlandês. O seu significado físico é um quociente entre as forças de inércia e as forças de viscosidade.

Fluidos Hidráulicos Número de Reynolds

Fluidos Hidráulicos Número de Reynolds

Fundamentos físicos da hidráulica. Aula 5 Força de Avanço e Recuo. Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Estudo das características do cilindro Dupla Ação

Exercício • Calcular a força de avanço e de retorno de um cilindro de dupla ação com 7.62 cm de diâmetro de pistão e 3.81 cm de diâmetro de haste considerando uma pressão de 210 Kgf/cm².

• Considerando uma pressão de 210 bar, deseja-se obter uma força de 30 toneladas força no avanço e 23 toneladas força no recuo de um cilindro dupla ação. Calcule as áreas do pistão, haste e coroa. VIDEO

Exercício •

Calcular a máxima força e velocidade que o atuador exerce no avanço e no retorno com uma pressão de trabalho ( P ) de 60 kgf/cm² e vazão ( Q ) de 5000 cm³ /min

• • • • •

Formulár io : Pressão P = F / A [ kgf/cm²] Volume V = A . S [ l = 1000 cm³ ] Vazão Q = v . A [ cm³ /min] Area A = π . R² [cm³]

• • •

Área de Avanço A1 = 20,0 [ cm² ] Área de Retorno A2 = 10,0 [ cm² ] Curso do Atuador Sat = 200 [ mm]

Construção do sistema hidráulico. Aula 6 Sistema hidráulico. Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Construção de um sistema Hidráulico Elementos de Trabalho Cilindro Motores Hidráulicos

Elementos de Comando e Regulagem - Válvulas direcional - Válvulas de fluxo - Válvulas de alívio Elementos de Alimentação Bomba Motor Filtro Reservatório Líquido

Hidráulica Aula 7 Atuadores Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Atuadores

Atuadores

Atuadores

Atuadores

Atuadores Hidráulicos Cilindros telescópicos ou de múltiplos estágio

Atuadores Hidráulicos • Osciladores Hidráulicos • É um atuador rotativo com campo de giro limitado. Um tipo comum é o chamado cremalheira e pistão.

Atuador rotativo

Atuadores Hidráulicos • Osciladores de Palheta • Possuem o máximo valor de saída de torque para um tamanho reduzido. Podem ser de palheta simples ou dupla.

Hidráulica Aula 8 Grupo Acionamento. Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Grupo de Acionamento Elementos de Alimentação

Fazem parte do grupo de acionamento os seguintes ele mentos: 8Bomba hidráulica 8Motor elétrico 8Acoplamento 8Reservatório 4Válvula limitadora de pressão 4Tubulações rígidas e as conexões

Bomba hidráulica

Bomba hidráulica Motor elétrico

Bomba hidráulica Motor elétrico

Acoplamento

Bomba hidráulica Motor elétrico

Acoplamento

Reservatório

Grupo de Acionamento Elementos de Alimentação

Reservatório Hidráulico

• Armazenar o fluido hidráulico; • Efetuar a troca térmica; • Decantar as impurezas; • Separar as bolhas de ar do circuito.

Reservatório Hidráulico

O fluido utilizado em um sistema hidráulico deve ser armazenado de tal forma que ele nunca seja insuficiente ou excessivo. O reservatório deverá suprir tanto as necessidades mí nima com a máxima do sistema. Uma regra básica no dimensionamento de reservató- rio é fazer com que o volume seja igual três vezes a vazão da (s) bomba(s) que alimenta(m) o sistema.

Acessórios Resfriadores: Resfriador a Ar O ar é forçado a passar nos tubos aletados. Para dissipar o calor , o ar é soprado sobre os tubos e aletas por um ventilador, permitindo a troca de calor

Acessórios Resfriadores: Resfriador a Água Consiste de um invólucro contendo tubos por onde passa o fluido quente. A água é bombeada para dentro do invólucro permitindo o resfriamento do fluido.

Resfriadores

Acessórios

●

Filtros:

Responsável pela eliminação de contaminantes do fluido. ●

Contaminantes interfere no funcionamento do sistema hidráulico. ● Entupimento ● Sobre Aquecimento ● Dificulta a Lubrificação

Acessórios

Acessórios O fluido deve estar sempre livre de impurezas, pois do contrário encurtamos a vida útil do sistema hidráulico. A função do filtro é livrar o fluido de impurezas para assegurar o bom funcionamento do circuito. Existem diferentes tipos de filtros: - Filtragem de sucção - Filtragem de pressão - Filtragem de linha de retorno.

Acessórios Filtros: Tipos de filtros no sistema hidráulico Vantagens: 1. Protegem a bomba da contaminação do reservatório. 2. Por não terem carcaça são filtros baratos. Desvantagens: 1. São de difíceis manutenção, especialmente se o fluido está quente. 2. Não possuem indicador. 3. Podem bloquear o fluxo de fluido e prejudicar a bomba se não estiverem dimensionados corretamente ou se não conservados adequadamente.

Filtro Interno

4. Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba.

Acessórios Filtros: Tipos de filtros no sistema hidráulico Vantagens: 1. Protegem a bomba da contaminação do reservatório. 2. Indicador mostra quando o elemento está sujo. 3. Podem ser trocados sem a desmontagem da linha de sucção do reservatório. Desvantagens: 1. Podem bloquear o fluxo de fluido e prejudicar a bomba se não estiverem dimensionados correta-mente, ou se não conservados adequadamente.

Filtro Externo

2. Não protegem os elementos do sistema das partículas geradas pela bomba.

Acessórios Filtros: Tipos de filtros no sistema hidráulico Vantagens: 1. Filtram partículas muito finas visto que a pressão do sistema pode impulsionar o fluido através do elemento. 2. Pode proteger um componente específico contra o perigo de contaminação por partículas. Desvantagens: 1. A carcaça de um filtro de pressão deve ser projetada para alta pressão. 2. São caros porque devem ser reforçados para suportar altas pressões, choques hidráulicos e diferencial de pressão.

Filtro de Pressão

Acessórios Filtros: Tipos de filtros no sistema hidráulico Vantagens: 1. Retém a contaminação do sistema antes que ela entre no reservatório. 2. A carcaça do filtro não opera sob pressão plena de sistema. 3. Filtro pode ter filtragem fina, pois a pressão do sistema pode impulsionar o fluido. Desvantagens: 1. Não há proteção direta para os componentes do circuito.

Filtro de Retorno

2. Alguns componentes do sistema pode ser afetado pela contra pressão.

Hidráulica

Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica

Aula 9 Mangueiras e conexões hidráulicas.

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Acessórios Tubos e Conexões

Acessórios Tubos e conexões

• Linhas Flexíveis para Condução de Fluidos Exemplo: Mangueiras Funções das mangueiras no sistemas hidráulicos: 1) conduzir fluidos líquidos ou gases; 2) absorver vibrações; 3) compensar e/ou dar liberdade de movimentos. Partes construtivas: 1)Tubo Interno ou Alma de Mangueira 2)Reforço ou Carcaça 3)Cobertura ou Capa

Acessórios Tubos e conexões

• Tubo Interno ou Alma de Mangueira – Construído de material flexível e de baixa porosidade, ser compatível e termicamente estável com o fluido a ser conduzido. • Reforço ou Carcaça – Considerado como elemento de força de uma mangueira, o reforço é quem determina a capacidade de suportar pressões. Sua disposição sobre o tubo interno pode ser na forma trançado ou espiralado. • Cobertura ou Capa – Disposta sobre o reforço da mangueira, a cobertura tem por finalidade proteger o reforço contra eventuais agentes externos que provoquem a abrasão ou danificação do reforço.

Tipos de Conexões para Mangueira

Conexão Reutilizável-Podemos trocar a mangueira sem perder a conexão

Sem Descascar a extremidade da mangueira - SKIVE

Descasca a extremidade da mangueira-Tipo No SKIVE

Tipos de Conexões para Mangueira

Conexão Permanente-Não suporta a troca da mangueira sem perder a conexão

Tipos de Conexões para Mangueira

Tipo SKIVE

Tipo No SKIVE

Hidráulica Aula 10 Bombas hidráulicas. Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Bombas Hidráulicas São utilizadas nos circuitos hidráulicos para converter energia mecânica em energia hidráulica. Em geral aspira o fluido hidráulico de um reservatório e transporta – o para a saída. A pressão é gerada pela oposição oferecida pelo sistema ao escoamento do óleo.

Bomba de Engrenagem Princípio de funcionamento

Bomba de Palheta Princípio de funcionamento

VIDEO

Bomba de Pistão Variação de vazão

BOMBA DE PISTÃO

Princípio de funcionamento

cavitação • Evaporação de óleo a baixa pressão na linha de sucção. Interferindo na lubrificação e destruindo superfície dos materiais.

Aeração

• É a entrada de ar no sistema através da sucção da bomba. Ocorre quando o nível de óleo no reservatório esta abaixo do recomendado.

Controle de Pressão Válvula limitadora de pressão ou Válvula de segurança Operação com piloto e dreno interno

Princípio básico

Manômetro

Instrumento utilizado para medir a pressão de fluidos contidos em recipientes fechados.

Hidráulica Elementos de Controle e Regulagem Válvulas Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Válvulas de controle direcional Dados Básicos • Número de Vias • Números de Posições • Tipo de Acionamento • Tipo de Retorno Nº de Vias Nº de Posições Posição de repouso

Válvulas Direcionais • 2/2 vias

VÁLVULAS

Válvulas Direcionais • 3/2 Vias

Válvulas Direcionais • 4/2 Vias

Tipos de Acionamento

Classifique as válvulas de controle direcional abaixo

Válvulas de Bloqueio • Válvula de retenção ( By Pass)

simbologia

VÍDEO

Válvula de Bloqueio Válvula de Retenção Pilotada

Sem pressão em X. Fluxo Livre A

B

Com pressão em X. Fluxo Livre

Válvula de Pressão • Limitadora de Pressão

Válvula de Pressão • Limitadora de Pressão

Válvula de Pressão • Limitadora de Pressão

Válvulas Controladoras de fluxo

• Unidirecional; • Bi-directional; • Valor fixo.

FluidSIM-H

Exercício • Um cilindro de ação dupla deve avançar mediante o acionamento da alavanca de uma válvula direcional (4/2 vias). Soltando- se a alavanca o cilindro deve retornar a sua posição inicial.

Exercício Analisando o circuito abaixo: a.Descreva qual a seqüência realizada b.Se a válvula V1 for retirada qual será a nova seqüência? c.Qual a importância da Válvula V2?

Exercício Uma empresa precisa prensar peças com um sistema hidráulico e você deve projetar o circuito que vai fazer esta aplicação. O sistema precisa prender a peça e depois prensá-la, mas a prensa deve ser feita com velocidade controlada. Tome como Exemplo o desenho abaixo:

Exercício 1.Desenvolva um circuito hidráulico para plataforma elevatória. Um cilindro de dupla ação está acoplado a uma esteira para executar o transporte de carga de uma plataforma à outra, a esteira é comandada por um motor hidráulico que gira em sentido único.Leve em consideração os seguintes aspectos: •O acionamento da plataforma é realizado manualmente através do acionamento de uma alavanca de duas posições; •Após a plataforma chegar na posição superior, o motor hidráulico é acionado automaticamente •Quando a plataforma estiver na posição inferior ou se movimentando, o motor deverá ficar parado.

Pneumática Introdução Conceitos Básicos Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica

VIDEO

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Vantagens 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Incremento da produção com investimento pequeno; Redução dos custos operacionais; Robustez dos componentes; Facilidade na implantação; Resistência a ambientes hostis; Simplicidade de manipulação; Segurança; Liberação de pessoal de operações repetitivas.

Desvantagens

1. 2. 3. 4. 5.

Necessita preparação; Pequenas pressões (forças) envolvidas; Dificuldade de controle de velocidade; Dificuldade de paradas intermediárias; Poluição sonora.

Características do Ar Compressibilidade do Ar O ar se altera à menor resistência ou seja, ele se adapta a forma do ambiente. Capacidade de reduzir o espaço de uma certa quantidade de ar. Ar submetido a volume finalf V um

Ar submetido a volume inicial V0 um 1

f

2

F

Vf < V

0

Características do Ar Elasticidade do Ar Capacidade de retornar ao seu volume inicial. Ar submetido a um volume inicial V

Ar submetido a um volume final V f 1

2

F

Vf > V0

Flash

0

Características do Ar Expansibilidade do Ar

Possuímos um recipiente contendo ar; a válvula na situação 1 está fechada

1

Quando a válvula é aberta o ar expande, assumindo o formato dos recipientes; porque não possui forma própria

2

Características do Ar Difusibilidade do Ar Capacidade de misturar-se homogeneamente com quaisquer outros gases. Volumes contendo ar e gases; válvula fechad a

Válvula aberta temos uma mistura homogênea

1 2

Pneumática Produção e Distribuição (Compressão) Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Produção e Distribuição Compressores • São máquinas destinadas a elevar a pressão de um certo volume de ar, admitido nas condições atmosfericas, até uma determinada pressão, exigida na execução dos trabalhos realizado pelo ar comprimido.

Produção e Distribuição Compressores: classificação

Deslocamento positivo: Baseia-se na redução de volume. O volume é diminuido, aumentando a pressão até que ocorra a abertura de válvulas de saída do compressor.

Deslocamento dinâmico: É obtido através do aumento da velocidade, tendo em seguida seu escoamento retardado obrigando a uma elevação da pressão.

Produção e Distribuição

Os compressores de pistão são comumente aplicados para pequenas vazões (até 100 m³/h). Os compressores de parafuso são mais indicados para pequenas, médias e grandes vazões (50 m³/h a 2000 m³/h).

Tipos Fundamentais de Compressores

Ciclo de Trabalho de um Compressor Alternativo

Alternativo Simples Efeito

Alternativo Duplo Efeito

Tipos Fundamentais de Compressores

Ciclo de Trabalho de um Compressor Alternativo Alternativo Duplo Estágio

• O ar é tomado da atmosfera e passa por dois estágio de compressão. E entre eles o ar é refrigerado, para eliminar o calor excessivo criado pelo atrito proveniente dos pistões.

Tipos Fundamentais de Compressores Ciclo de Trabalho de um Compressor de Parafuso

a O ar entra pela abertura de admissão preenchendo o espaço - entre os parafusos. A linha tracejada representa a abertura da descarga.

b -

À medida que os rotores giram, o ar é isolado, tendo início a compressão.

c -

O movimento de rotação produz uma compressão suave, que continua até ser atingido o começo da abertura descarga de .

d -

O ar comprimido é suavemente descarregado do sor, ficando a abertura de descarga selada, até a passagem compresdo volume comprimido no ciclo seguinte.

Parafuso

Produção e Distribuição Sistema de refrigeração de compressores Remove o calor gerado entre os estágios de compressão visando: • • • •

Manter a baixa temperatura do equipamento Aproximar a compressão da isotérmica Evitar a deformação do bloco e cabeçote Aumentar a eficiência do compressor

Esse resfriamento pode ser feito por: • Ar • Água

Pneumática Produção e Distribuição (Preparação) Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Produção e Distribuição Umidade

Quando ocorre o aumento de pressão do ar, a solubilidade da água diminui. Isso provocaria condensação dentro do compressor. Porém como a temperatura também aumenta, isso não ocorre.

Produção e Distribuição Umidade

Mas no momento do resfriamento, teremos a condensação da água. Como esse resfriamento ocorre ao longo do sistema, a água se condensa no interior dos componentes.

Produção e Distribuição Umidade

Conseqüências: • • • •

Oxidação da tubulação e componentes Retirada da lubrificação Arraste de partículas sólidas Aumento do índice de manutenção

Solução Remoção da umidade

Produção e Distribuição Umidade

Refriador posterior Esse resfriador é localizado logo após o compressor, retirando calor do ar no momento em que este está a maior temperatura

Produção e Distribuição Reservatório de ar comprimido

Importância • Armazenar o ar comprimido • Resfriar o ar auxiliando a eliminação de condensado • Compensar as flutuações de pressão • Estabilizar o fluxo de ar

Produção e Distribuição Desumidificação do ar

Diminui ainda mais a umidade do ar Após esse processo chama-se o ar de ar seco, apesar de ainda haver uma umidade residual mas insignificante

Produção e Distribuição Desumidificação do ar

Secagem por refrigeração A capacidade do ar de reter umidade diminui com a temperatura

Funcionamento O ar entra no pre resfriador, sofrendo queda de temperatura, causada pela or que sai do resfriador principal. No resfriador principal o ar entra em contato com um circuito de refrigeração, a umidade do ar forma goticulas de agua que são eliminadas pelo separador atraves de um dreno. O ar seco volta novamente ao trocador de calor inicial, causando um pre resfriamento no ar umido.

Produção e Distribuição Desumidificação do ar

Secagem por absorção É utilizado um absorto, que absorve por reação química a umidade

Produção e Distribuição Desumidificação do ar

Secagem por adsorção É a fixação das moléculas de um adsorvato na superfície de um adsorvente.

Produção e Distribuição Rede de distribuição

Formato O anel fechado auxilia na manutenção de uma pressão constante e uma distribuição uniforme do ar

Produção e Distribuição Rede de distribuição

Válvulas de fechamento Permitem o isolamento de seções para manutenção

Produção e Distribuição Rede de distribuição

Inclinação As tubulações devem possuir uma ligeira inclinação de 0,5 a 2%, com drenos colocados nas posições mais baixas. Isso possibilita o escoamento e retirada do condensado.

Produção e Distribuição Rede de distribuição

Tomadas de ar Deve ser feita na parte superior da distribuição para evitar o fluxo de condensado

Produção e Distribuição Esquematização da Produção, Armazenamento e Condicionamento do Ar Comprimido

Produção e Distribuição

Pneumática Produção e Distribuição (Lubrefil) Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Lubrefil Unidade de Condicionamento ou Lubrefil

Funções • Filtrar o Ar; • Regular a Pressão; • Lubrificar o Sistema.

Simbologi a

Lubrefil Filtros coalescentes

Em certas aplicações, a filtragem do ar deve ser ainda mais rigorosa: • Indústria de processamento de alimentos • Indústria de equipamentos hospitalares • Indústria eletrônica

Lubrefil Filtros coalescentes Filtros coalescentes atendem a essas necessidades

Lubrefil Secção de um Regulador de Pressão com Escape D Manômetro Tipo Tubo de Bourdon E F G

A

J

B

Ô

Ô

H

C I

A B MolaC Diafragma - Válvula de D - Assento E Manopla - Orifício de Exaustão

F - Orifício de G -Sangria Orifício de H - Passagem do Fluxo de Equilíbrio I Ar J Amortecimento - Comunicação com Manômetro

Simbologi a Simbologi a

Lubrefil Refil - Filtro Regulador

A B Manopla - Orifício de Sangria C - Válvula de Assent D - Defletor o E -Superior Defletor F - Inferior G Mola- Orifício de H -Exaustão Diafragma I - Passagem do Fluxo de Ar J

- Elemento Filtrante

F

A

G H B C

Ô D

Ô I J

E

Simbologi a

Lubrefil Secção de um Lubrificador

H G F

A A - Membrana de B - Orifício Restrição C - Esfera Venturi D - Válvula de E - Tubo de Assento F -Sucção Orifício G - Válvula de Superior H - Bujão de Reposição de Regulagem I - Canal de Óleo J - Válvula de Comunicação Retenção

I

B

Ô

Ô

J

C

E

D E

Simbologi a

Pneumática Válvulas de controle direcional

Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Válvulas de controle direcional Tipos de válvulas

As válvulas pneumáticas são classificadas em: • de controle direcional • de bloqueio • de controle de fluxo • de controle de pressão

Válvulas de controle direcional

Controlam o movimento dos atuadores. Se classificam por: Posição inicial; • Número de posições; • Número de vias; • Tipo de acionamento; • Tipo de retorno; • Vazão.

Válvulas de controle direcional Dados Básicos • Número de Vias • Números de Posições • Tipo de Acionamento • Tipo de Retorno Nº de Vias Nº de Posições Posição de repouso

Identificação das válvulas

No 1: Alimentação. Nos 2 e 4: Utilização. Nos 3 e 5: Escape ou exaustão. No 12: Liga a alimentação 1 com o orifício 2. No 14: Liga a alimentação 1 com o orifício 4.

Identificação das válvulas

Outras identificações

Acionamentos e comandos Provocam o deslocamento das partes internas da válvula, causando mudança das direções de fluxo. Os acionamentos podem ser: • •

Musculares: é todo acionamento que o operador irá acionar. Mecânicos: é todo acionamento que a máquina/dispositivo irá acionar. • Pneumáticos: é o acionamento por ar comprimido. • Elétricos: é o acionamento por uma bobina/solenóide – corrente elétrica. • Combinados: São junções dos já citados.

Acionamentos e comandos Tipos de acionamento

Trava

Tipos de retorno Mola

Acionamentos e comandos

Acionamentos musculares Acionadas pelo homem: • Botão • Alavanca • Pedal

Acionamentos e comandos Acionamentos mecânicos

Acionamentos mecânicos: • Pino • Rolete • Gatilho ou rolete escamoteável

Acionamentos e comandos Acionamentos mecânicos

Acionamentos e comandos Acionamentos pneumáticos Nesses casos as válvulas são comutadas pela ação do ar comprimido, proveniente de outra parte do circuito e emitido por outra válvula. O piloto pode ser • Positivo • Negativo

Acionamentos e comandos Acionamentos pneumáticos

Piloto Positivo (comando direto por aplicação de pressão)

Acionamentos e comandos Acionamentos pneumáticos

Piloto Negativo (comando direto por alívio de pressão)

Acionamentos e comandos Acionamentos elétricos Um sinal elétrico é utilizado para acionar um solenóide e comutar a válvula.

Válvulas de controle direcional

Válvulas de controle direcional Denominação de válvulas Válvula de Controle Direcional 3/2 Vias acionada por botão retorno por mola normalmente fechada. ou 3/2 Vias Botão Mola N.F.

Válvulas de controle direcional Válvulas comuns Válvula de Controle Direcional 2/2 Vias acionada por rolo retorno por mola normalmente fechada. ou 2/2 Vias Rolete Mola N.F.

Válvulas de controle direcional Válvulas comuns Válvula de Controle Direcional 3/2 Vias acionada por pino retorno por mola normalmente fechada. ou 3/2 Vias Pino Mola N.F.

Válvulas de controle direcional

Válvulas comuns Exemplo de aplicação: Comando básico direto

Válvulas de controle direcional Válvulas comuns Válvula de Controle Direcional 3/2 Vias acionada por piloto retorno por mola normalmente fechada. ou 3/2 Vias Piloto Mola N.F.

Válvulas de controle direcional

Válvulas comuns Exemplo de aplicação: Comando básico indireto

Válvulas de controle direcional Válvulas comuns Válvula de Controle Direcional 3/2 Vias acionada por duplo piloto normalmente fechada. ou 3/2 Vias Duplo Piloto N.F.

Válvulas de controle direcional

Válvulas comuns Exemplo de aplicação

Válvulas de controle direcional Válvulas comuns Válvula de Controle Direcional 3/3 Vias acionada por alavanca centrada por mola centro fechado. ou 3/3 Vias Alavanca Centrada por Mola C.F.

Válvulas de controle direcional Válvulas comuns Válvula de Controle Direcional 5/3 Vias acionada por duplo piloto centrada por mola centro fechado. ou 5/3 Vias Duplo Piloto Centrada por Mola C.F.

Pneumática Aula 6 Elementos auxiliares Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Elementos Auxiliares Válvulas de bloqueio Impedem o fluxo do ar em um sentido determinado, possibilidando livre fluxo no sentido oposto

Elementos Auxiliares Válvulas de escape rápido Permitem que o ar do interior de um cilindro escape rapidamente sem ser necessário passar pela tubulação

Elementos Auxiliares Exemplo de Aplicação Válvula de Isolamento, Elemento "OU" 2

1

2 1

1

1

Elementos Auxiliares Válvula de Simultaneidade (Elemento E) Exemplo de Aplicação

2

1

1

2

1

1

Elementos Auxiliares Válvulas de controle de fluxo Válvula de controle de fluxo variável bidirecional Controla o fluxo em ambas as direções

Elementos Auxiliares Válvulas de controle de fluxo Válvula de controle de fluxo variável unidirecional Controla o fluxo em uma das direções. Na outra o fluxo é livre

Elementos Auxiliares Controle de velocidade de um cilindro

Elementos Auxiliares Controle de velocidade de um cilindro

Elementos Auxiliares Controle de velocidade de um cilindro

Comandar um cilindro com avanço lento e retorno rápido

Elementos Auxiliares Válvulas de alívio Limitam a pressão de uma parte do sistema

Elementos Auxiliares Temporizadores pneumáticos Permitem o retardo de um sinal pneumático Podem ser normalmente abertos ou normalmente fechados

Exemplo de aplicação

Elementos Auxiliares Contadores pneumáticos Contam o número de pulsos de pressão em uma linha

Exemplo de aplicação

Pneumática Aula 7 Atuadores Pneumáticos Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Atuadores Pneumáticos

Atuadores Pneumáticos Tipos

São divididos em três tipos: • Movimentos lineares • Movimentos rotativos • Movimentos oscilantes

Atuadores Pneumáticos Cilindros de simples ação

Atuadores Pneumáticos Cilindros de simples ação

Atuadores Pneumáticos Cilindros de simples ação

Atuadores Pneumáticos Cilindros de dupla ação

Atuadores Pneumáticos Cilindros com amortecimento

Atuadores Pneumáticos Cilindros de haste dupla

Atuadores Pneumáticos Cilindros sem haste

Atuadores Pneumáticos Motores pneumáticos

Atuadores Pneumáticos Garras Pneumáticas (Grippers)

Garra de Fricção

Garra de Abrangimento

Pneumática Tecnologia do Vácuo Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Tecnologia do vácuo Geradores de vácuo Vácuo → Latim “Vacuus” (Vazio) O vácuo é definido como uma pressão inferior à atmosférica

Tecnologia do vácuo Geradores de vácuo • Aplicado em transporte de cargas. • Valor típico para uso: - 0,75 Bar. • Elementos Geradores de vácuo: Bombas de Vácuo, Ejetores. • Elemento de Fixação: Ventosas. • Elementos de Medição: Vacuômetros.

Tecnologia do vácuo Geradores de vácuo Uma forma barata de se obter vácuo é através do Venturi

Tecnologia do vácuo Geradores de vácuo Variação: Utilizando um bico injetor com um furo lateral

Tecnologia do vácuo

Ventosas Uma ventosa pode ser acoplada ao gerador de vácuo para segurar objetos

Tecnologia do vácuo Ventosas Ou uma tubulação pode levar o vácuo até a ventosa

Tecnologia do vácuo Vacuômetro

19- Analise o circuito abaixo e faça um descritivo do funcionamento. Acrescente a codificação.

Pneumática Circuitos Seqüenciais Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Circuitos Seqüenciais Automação

Um processo automatizado é um processo que evolui sem a intervenção humana. Em pneumática, utilizam-se sensores para identificar finais de operações para iniciar as operações seguintes.

Circuitos Seqüenciais Estudo de Caso

Deseja-se projetar um circuito pneumático que faça o acionamento automático de uma seqüência para dois cilindros.

Circuitos Seqüenciais Estudo de Caso A seqüência de operação do sistema pode ser representada de várias maneiras: Seqüência cronológica: Avanço do cilindro A Avanço do cilindro B Retorno do cilindro A Retorno do cilindro B

Circuitos Seqüenciais Estudo de Caso Em forma de tabela:

Circuitos Seqüenciais Estudo de Caso Indicação vetorial

Circuitos Seqüenciais Estudo de Caso Indicação algébrica

Circuitos Seqüenciais Estudo de Caso Diagrama trajeto-passo

Circuitos Sequênciais - Representações

• Desenvolva uma sequência do tipo A+B+A-B- onde o atuador A tem as velocidades controladas e o atuador B tem as velocidades aceleradas. • Desenvolva uma sequência do tipo A-B+A+B- com as mesmas características de velocidade do circuito anterior. O circuito deve ter opção para ciclo único ou contínuo. • Desenvolva uma sequência do tipo B+A-B-A+ com as mesmas características de velocidade do circuito anterior. O circuito deve ter opção para ciclo único ou contínuo e emergência com retorno imediato. • Desenvolva uma sequência do tipo A+B- temp A-B+ onde o atuador A tem velocidade de avanço controlada e recuo acelerado. O Atuador B tem velocidade de recuo controlada e avanço acelerado. O circuito deve ter opção para ciclo único ou contínuo e emergência com retorno imediato. • Para todos os circuitos acima elabore o diagrama trajeto passo.

Exercício 1

Exercício 2

Exercício 3

Eletro Pneumática Componentes Elétricos Professor: Ícaro Macêdo Tec. Mecatrônica SENAI - CIMATEC / Área de Automação Industrial - Núcleo de Mecatrônica

Componentes Elétricos Botão Liso Tipo Pulsador

Botão Pulsador Tipo Cogumelo

Componentes Elétricos

Botão Giratório Contrário

Botão tipo Cogumelo com Trava (Botão de Emergência)

Componentes Elétricos Chave Fim de Curso Tipo Rolete

Chave Fim de Curso Tipo Gatilho

Componentes Elétricos Sensor Indutivo Sensor Capacitivo

Sensor Optico por Barreira Fotoelétrica

Componentes Elétricos

Sensor de Proximidade Magnético

Componentes Elétricos

Pressostato s

1

2

P

3

Componentes Elétricos Relé Auxiliar Relé Auxiliar com Contatos Comutadores

Relé Auxiliar com 3 Contatos NA e 1 NF

Componentes Elétricos Relé Temporizador com Retardo na Energização

Relé Temporizador com Retardo na Desenergização

AE

AZ

Componentes Elétricos Contador Predeterminador

Sinalizadores Luminosos e Sonoro

Componentes Elétricos

Solenóides

Eletropneumática Reed Swith

Solid State

Sensores Magnéticos

Eletropneumática Sensores Magnéticos •

• •

•

Os sensores utilizados para identificar as posições dos êmbolos magnéticos dos atuadores pneumáticos, são os sensores magnéticos, acionados por campo magnéticos. Existem dois tipos de sensores magnéticos: Reed Swith – – –

Tipo contato seco Não há polarização na ligação elétrica Pode ser a dois ou três fios.

–

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

Solid State – – – –

Estado Sólido Baseado na configuração do transistor (PNPNPN) Precisa estar polarizado corretamente para funcionar Três Fios ( Coletor, Base e Emissor )

Eletropneumática Exemplo de Ligações de Sensores – Reed Switch

Eletropneumática Exemplo de Ligações de Sensores – Solid State

(3 fios NPN )

Eletropneumática Exemplo de Ligações de Sensores – Solid State

(3 fios PNP )

Eletropneumática Componentes Típicos Sensor Indutivo

Sensor Capacitivo

Sensor Optico por Barreira Fotoelétrica

3

Eletropneumática

Eletropneumática Componentes Típicos Pressostato s

3

P

P