Comandos Hidráulicos e Pneumáticos › aa35ad78 › files › uploaded › 23 … · volvido nos...
Transcript of Comandos Hidráulicos e Pneumáticos › aa35ad78 › files › uploaded › 23 … · volvido nos...
Curso Técnico em Mecânica
Comandos Hidráulicos e Pneumáticos
Armando de Queiroz Monteiro NetoPresidente da Confederação Nacional da Indústria
José Manuel de Aguiar MartinsDiretor do Departamento Nacional do SENAI
Regina Maria de Fátima TorresDiretora de Operações do Departamento Nacional do SENAI
Alcantaro CorrêaPresidente da Federação das Indústrias do Estado de Santa Catarina
Sérgio Roberto ArrudaDiretor Regional do SENAI/SC
Antônio José CarradoreDiretor de Educação e Tecnologia do SENAI/SC
Marco Antônio DociattiDiretor de Desenvolvimento Organizacional do SENAI/SC
Confederação Nacional das Indústrias
Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
Curso Técnico em Mecânica
Comandos Hidráulicos e Pneumáticos
Guilherme de Oliveira Camargo
Florianópolis/SC2010
É proibida a reprodução total ou parcial deste material por qualquer meio ou sistema sem o prévio consentimento do editor. Material em conformidade com a nova ortografia da língua portuguesa.
Equipe técnica que participou da elaboração desta obra
Coordenação de Educação a DistânciaBeth Schirmer
Revisão Ortográfica e NormatizaçãoFabriCO
Coordenação Projetos EaDMaristela de Lourdes Alves
Design Educacional, Ilustração, Projeto Gráfico Editorial, Diagramação Equipe de Recursos Didáticos SENAI/SC em Florianópolis
AutorGuilherme de Oliveira Camargo
Ficha catalográfica elaborada por Luciana Effting CRB14/937 - Biblioteca do SENAI/SC Florianópolis
SENAI/SC — Serviço Nacional de Aprendizagem IndustrialRodovia Admar Gonzaga, 2.765 – Itacorubi – Florianópolis/SCCEP: 88034-001Fone: (48) 0800 48 12 12www.sc.senai.br
Ficha catalográfica elaborada por Luciana Effting CRB14/937 - Biblioteca do SENAI/SC Florianópolis C172c
Camargo, Guilherme de Oliveira Comandos hidráulicos e pneumáticos / Guilherme de Oliveira Camargo. –
Florianópolis : SENAI/SC, 2010. 113 p. : il. color ; 28 cm.
Inclui bibliografias.
1. Hidráulica. 2. Bombas hidráulicas. 3. Pneumática. 4. Pneumática -
Automação. I. SENAI. Departamento Regional de Santa Catarina. II. Título.
CDU 621.22+621.5
Prefácio
Você faz parte da maior instituição de educação profissional do estado. Uma rede de Educação e Tecnologia, formada por 35 unidades conecta-das e estrategicamente instaladas em todas as regiões de Santa Catarina.
No SENAI, o conhecimento a mais é realidade. A proximidade com as necessidades da indústria, a infraestrutura de primeira linha e as aulas teóricas, e realmente práticas, são a essência de um modelo de Educação por Competências que possibilita ao aluno adquirir conhecimentos, de-senvolver habilidade e garantir seu espaço no mercado de trabalho.
Com acesso livre a uma eficiente estrutura laboratorial, com o que existe de mais moderno no mundo da tecnologia, você está construindo o seu futuro profissional em uma instituição que, desde 1954, se preocupa em oferecer um modelo de educação atual e de qualidade.
Estruturado com o objetivo de atualizar constantemente os métodos de ensino-aprendizagem da instituição, o Programa Educação em Movi-mento promove a discussão, a revisão e o aprimoramento dos processos de educação do SENAI. Buscando manter o alinhamento com as neces-sidades do mercado, ampliar as possibilidades do processo educacional, oferecer recursos didáticos de excelência e consolidar o modelo de Edu-cação por Competências, em todos os seus cursos.
É nesse contexto que este livro foi produzido e chega às suas mãos. Todos os materiais didáticos do SENAI Santa Catarina são produções colaborativas dos professores mais qualificados e experientes, e contam com ambiente virtual, mini-aulas e apresentações, muitas com anima-ções, tornando a aula mais interativa e atraente.
Mais de 1,6 milhões de alunos já escolheram o SENAI. Você faz parte deste universo. Seja bem-vindo e aproveite por completo a Indústria do Conhecimento.
Sumário
Conteúdo Formativo 9
Apresentação 11
12 Unidade de estudo 1
Introdução
Seção 1 - Histórico da pneumática
Seção 2 - Histórico da hidráulica
16 Unidade de estudo 2
Grandezas Físicas da Hidráulica e da Pneu-mática
Seção 1 - Princípio de Pascal
Seção 2 - Princípio da multi-plicação de energia
Seção 3 - Pressão
Seção 4 - Vazão
24 Unidade de estudo 3
Características dos Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
Seção 1 - Características dos sistemas pneumáticos
Seção 2 - Características dos sistemas hidráulicos
Seção 3 - Comparação entre os sistemas pneumáticos e hidráulicos
Seção 4 - Características dos fluidos para sistemas pneu-máticos e hidráulicos
13
14
28 Unidade de estudo 4
Composição de um Sistema Pneumático
Seção 1 - Compressores
Seção 2 - Reservatório de ar comprimido
Seção 3 - Preparação do ar comprimido
Seção 4 - Redes de distribui-ção do ar comprimido
Seção 5 - Unidade de conser-vação de ar
Seção 6 - Válvulas direcionais pneumáticas
Seção 7 - Válvulas pneumá-ticas
Seção 8 - Atuadores para sistemas pneumáticos
Seção 9 - Designação de elementos
Seção 10 - Elaboração de esquemas de comando
Seção 11 - Tecnologia do vácuo
64 Unidade de estudo 5
Composição de um Sistema Hidráulico
Seção 1 - Fluidos hidráulicos
Seção 2 - Reservatório
Seção 3 - Bombas hidráulicas
Seção 4 - Filtros para siste-mas hidráulicos
Seção 5 - Válvulas direcionais
Seção 6 - Atuadores
Seção 7 - Válvulas de blo-queio
Seção 8 - Válvulas regulado-ras de vazão
Seção 9 - Válvulas regulado-ras de pressão
Seção 10 - Elemento lógico
Seção 11 - Trocador de calor
Seção 12 - Acumuladores
Seção 13 - Intensificador de pressão
Seção 14 - Instrumentos de medição e controle
Finalizando 99
Referências 101
Anexo 103
17
17
17
21
25
25
25
26
29
36
37
39
42
43
46
53
54
56
59
65
70
71
75
78
83
84
87
89
91
93
94
95
96
8 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Conteúdo Formativo
9COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Carga horária de dedicação
Carga horária: 90 horas
Competências
Interpretar e montar circuitos hidráulicos e pneumáticos em instalações mecânicas.
Conhecimentos
▪ Simbologia;
▪ Unidades de medida;
▪ Grandezas mecânicas;
▪ Definição e características de componentes hidráulicos e pneumáticos;
▪ Componentes e acessórios de circuitoshidráulicos e pneumáticos, eletro hidráulicos e eletro pneumáticos.
Habilidades
▪ Aplicar normas técnicas e regulamentadoras;
▪ Ler, interpretar e aplicar manuais, catálogos e tabelas técnicas;
▪ Aplicar simbologias de comandos hidráulicos e pneumáticos;
▪ Aplicar conceitos de circuitos hidráulicos e pneumáticos;
▪ Ler e interpretar circuitos hidráulicos e pneumáticos;
▪ Dimensionar, especificar e instalar circuitos hidráulicos e pneumáticos;
▪ Aplicar normas técnicas de saúde, segurança e meio ambiente.
Atitudes
▪ Assiduidade;
▪ Pró-atividade;
▪ Relacionamento interpessoal;
▪ Trabalho em equipe;
▪ Cumprimento de prazos;
▪ Zelo com os equipamentos;
▪ Adoção de normas técnicas de saúde e segurança do trabalho;
▪ Responsabilidade ambiental;
▪ Trabalho em equipe;
▪ Cumprimento de prazos e horários.
Apresentação
COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
A finalidade deste material é proporcionar, aos interessados, uma visão do mundo da hidráulica e da pneumática. As experiências têm revelado que, atualmente, os sistemas hidráulicos e pneumáticos são indispensáveis como métodos modernos de transmissão de energia.
Hoje, entende-se por sistemas hidráulicos e pneumáticos a transmis-são, controle de forças e movimentos por meio de fluidos. Sabemos que fluido é toda a substância que flui e toma a forma do recipiente no qual está confinado.
Com a automatização, os acionamentos e comandos hidráulicos e pneumáticos ganharam importância através do tempo. Grande parte das modernas e mais produtivas máquinas e instalações são, hoje, parcial ou totalmente comandadas por estes sistemas.
Apesar da multiplicidade dos campos de aplicação dos sistemas hi-dráulicos e pneumáticos, o conhecimento dessa matéria ainda não está totalmente difundido. Como resultado disso, a aplicação dos sistemas hidráulicos e pneumáticos tem sido restrita.
O conteúdo aqui apresentado inclui a descrição de sistemas hidráu-licos e pneumáticos para a transferência de forças ou movimentos, seus princípios de funcionamento, detalhes construtivos dos com-ponentes e a montagem de circuitos hidráulicos e pneumáticos. O que está esperando para conferir todas as descobertas que lhe reservamos?Vamos juntos!
Guilherme de Oliveira Camargo
Guilherme de Oliveira Camargo é especialista em automação indus-trial, pelo SENAI/SC, em Florianó-polis, com formação superior em automação industrial, pelo SENAI/SC, em Florianópolis e formação técnica em mecânica de manuten-ção, pela escola técnica federal de Santa Catarina. É colaborador do SENAI/SC há 20 anos, tendo atuado como instrutor de ensino industrial na unidade móvel de acionamen-tos eletro-hidropneumáticos e no SENAI/SC nos cursos de tecnologia e especialização em automação industrial. Participou, diretamen-te, na elaboração e organização de material didático dos cursos de automação do SENAI/SC. Ministrou cursos para empresas do Estado e para os profissionais do SENAI.
11
Unidade de estudo 1
Seções de estudo
Seção 1 – Histórico da pneumáticaSeção 2 – Histórico da hidráulica
13COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
ferroviária: Freios a ar com-primido
Seção 1Histórico da pneumática
O ar comprimido é, provavelmen-te, uma das mais antigas formas de transmissão de energia que o homem conhece, empregada e aproveitada para ampliar sua ca-pacidade física. O reconhecimen-to da existência física do ar, bem como a sua utilização, mais ou menos consciente para o trabalho, são comprovados há milhares de anos.
O primeiro homem que, com certeza, sabemos terse interessa-do pela pneumática, isto é, pelo emprego do ar comprimido como meio auxiliar de trabalho, foi o grego Ktésibios. Há mais de 2000 anos, ele construiu uma catapulta a ar comprimido. Um dos primei-ros livros sobre o emprego do ar comprimido como transmissão de energia, data do 1º século d.C e descreve equipamentos que fo-ram acionados com ar aquecido.
Embora, a base da pneumática seja um dos mais velhos conheci-mentos da humanidade, foi preci-so aguardar o século XIX para que o estudo de seu comportamento e de suas características se tornasse sistemático. Porém, pode-se dizer que somente após o ano 1950 é que ela foi, realmente, introduzida na produção industrial.
Introdução
Antes, porém, já existiam alguns campos de aplicação e aproveita-mento da pneumática, como, por exemplo, a indústria mineira, a construção civil e a indústria fer-roviária.A introdução, de forma mais generalizada, da pneumática na indústria, começou com a neces-sidade, cada vez maior, de auto-matização e racionalização dos processos de trabalho.
Apesar de sua rejeição inicial, quase sempre proveniente da falta de conhecimento e instrução, ela foi aceita e o número de campos de aplicação tornou-se cada vez maior. Hoje, o ar comprimido tornou-se indispensável e, nos mais diferentes ramos industriais, instalam-se aparelhos pneumáti-cos, principalmente, na automa-ção.
Automação: a automação retira do homem as funções de coman-do e regulação, conservando, ape-nas, as funções de controle. Um processo é considerado automa-tizado quando este é executado sem a intervenção do homem, sempre do mesmo modo e com o mesmo resultado.
Dos antigos gregos pro-vém a expressão pneuma
que significa fôlego, vento e, filosoficamente, a alma. Derivando da palavra pneu-ma, surgiu, entre outros, o conceito de “pneumática”: a matéria dos movimentos dos gases e fenômenos dos gases.
14 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Seção 2 Histórico da hidráulica
Existem apenas três métodos de transmissão de energia na esfera co-mercial: elétrica, mecânica e fluídica (hidráulica e pneumática).Naturalmente, a mecânica é a mais antiga de todas, por conseguinte é a mais conhecida. Hoje, utilizada de muitos outros artifícios mais apura-dos como: engrenagens, cames, polias, entre outros.
A energia elétrica, que usa geradores, motores elétricos, condutores e uma gama muito grande de outros componentes é um método desen-volvido nos tempos modernos e é o único meio de transmissão de ener-gia que pode ser transportado a grandes distâncias.
Hoje, entende-se por hidráulica a transmissão, controle de forças e mo-vimentos por meio de fluidos líquidos (óleos minerais e sintéticos) ou a ciência que estuda os fluidos em escoamento e sob pressão e divide-se em duas:
▪ hidrostática: estuda os fluidos sob pressão. ▪ hidrodinâmica: estuda os fluidos em escoamento.
A hidráulica tem origem, por incrível que pareça, há milhares de anos. O marco inicial, que se tem conhecimento, é a utilização da roda d’água, que emprega a energia potencial da água armazenada a certa altura, para a geração de energia mecânica. O uso do fluido sob pressão, como meio de transmissão de potência, já é mais recente, sendo que o seu desen-volvimento ocorreu, mais precisamente, após a primeira grande guerra mundial.
O termo hidráulica deriva da raiz grega hidro que sig-
nifica água.
15COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Os fatos mais marcantes da história da energia fluídica poderiam ser relacionados como:
▪ em 1795, um mecânico inglês, Joseph Bramah, construiu a primeira prensa hidráulica, usando como meio de transmissão a água; ▪ em 1850, Armstrong desenvolveu o primeiro guindaste hidráulico e,
para fazê-lo, também desenvolveu o primeiro acumulador hidráulico; ▪ em 1900, a construção da primeira bomba de pistões axiais nos Es-
tados Unidos. Ocorreu, aqui, a substituição da água por óleo mineral, com muitas vantagens.
Atualmente, com o desenvolvimento de novos metais e fluidos obtidos, sinteticamente, a versatilidade e a dependência do uso da transmissão de força hidráulica ou pneumática tornam-se evidentes, desde o seu uso, para um simples sistema de frenagem em veículos, até a sua utilização, para complexos sistemas de eclusas, aeronaves e mísseis.
Nesta primeira unidade de estudos, você teve algumas noções introdutó-rias sobre comandos hidráulicos e pneumáticos, conhecendo a sua histó-ria. Agora, você estudará as grandezas físicas da hidráulica e pneumática a partir da teoria de Pascal, do princípio da multiplicação da energia, do conceito de pressão e vazão. Como pode perceber, há muito pela fren-te... prossiga!
Unidade de estudo 2
Seções de estudo
Seção 1 – Princípio de PascalSeção 2 – Princípio da multiplicação de energia Seção 3 – Pressão Seção 4 – Vazão
17COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Grandezas Físicas da Hidráulica e da Pneumática
Seção 1Princípio de Pascal
Veremos, a seguir, as principais grandezas físicas, seus conceitos e unidades de medida para que possamos compreender melhor o funcionamento dos sistemas hi-dráulicos e pneumáticos.Blaise Pascal, em 1648, enunciou a lei que rege os princípios hidráu-licos e pneumáticos: a pressão exercida em um ponto qualquer de um fluido estático é a mesma em todas as direções e exerce for-ças iguais, em áreas iguais, sempre perpendiculares à superfície do recipiente.
Figura 1 – Princípio de Pascal Fonte: Uggioni (2002, p. 11).
Seção 2Princípio da multiplicação de energia
Se aplicarmos uma força de 10kgf em uma área de 1cm2, teremos uma pressão de 10 Kgf/cm2 que, atuando em uma área de 100 cm2, suportará uma carga de 1000Kgf.
Figura 2 – Multiplicação de EnergiaFonte: Racine (1987, p. 14).
Seção 3Pressão
É o resultado de uma força agindo em uma determinada área.
18 CURSOS TÉCNICOS SENAI
P= F/A P = pressão F = força A = Área
Quadro 1 – Fórmulas para Cálculo da Pressão, Força e ÁreaFonte: Uggioni (2002, p. 12).
Em um sistema hidráulico ou pneumático, a função da bomba hidráu-lica ou do compressor é fornecer vazão ao sistema. A pressão resultará de qualquer oposição à passagem do fluido. Por exemplo, se a válvula abaixo estiver totalmente aberta, não temos pressão, mas, à medida que a fechamos, começamos a verificar um aumento gradativo da pressão.
Figura 3 – Restrição na Tubulação
Fonte: SAGGIN (2004, p. 26).
Existem três tipos de pressão. São eles:
▪ Pressão atmosférica: as camadas de ar exercem uma força (peso) sobre a superfície da Terra. A pressão resultante dessa força é denomi-nada pressão atmosférica, que varia com a altitude, pois, em grandes alturas, a massa de ar é menor do que ao nível do mar.
Variação da pressão atmosférica com relação com a altitude. Acompa-nhe a tabela.
Massa de ar: 1 Atm =1,033 Kg/cm2.
19COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Altitude em MPressão
em kg/cm²
Altitude
em M
Pressão
em kg/cm²
0 1.033 1.000 0.915
100 1.021 2.000 0.810
200 1.008 3.000 0.715
300 0.996 4.000 0.629
400 0.985 5.000 0.552
500 0.973 6.000 0.481
600 0.960 7.000 0.419
700 0.948 8.000 0.363
800 0.936 9.000 0.313
900 0.925 10.000 0.270
Acompanhe, agora, a representação gráfica da variação da pressão at-mosférica com relação à altitude.
Figura 4 – Variação da Pressão Atmosférica
Fonte: SAGGIN (2004, p. 14).
▪ Pressão relativa (manométrica): é a pressão registrada no manô-metro. ▪ Pressão absoluta: a pressão absoluta é a soma da pressão mano-
métrica com a pressão atmosférica. Quando representamos a pressão absoluta, acrescentamos o símbolo “a” após a unidade. Exemplo: PSIa.
20 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Unidades de pressão:
▪ Atm: Atmosferas ▪ Kgf/cm2 : Quilogramas por centímetro quadrado ▪ Bar: Báreas ▪ PSI: Pounds per Square Inches - Libra por polegada quadrada (lb/pol2)
Conversão das unidades de pressãoPara converter as unidades de pressão, pegue o valor da unidade conhe-cida na coluna e multiplique pelo valor da unidade solicitada na linha. Observe a tabela:
UNIDADES ATM kgf/cm² bar PSI Pa
ATM 1 1,033 1,013 14,69 101325
Kgf/cm² 0,968 1 0,981 14,23 98100
bar 0,987 1,02 1 14,5 100000
PSI 0,068 0,07 0,069 1 6896
Pa 0,0000098 0,0000102 0,00001 0,000145 1
Tabela 1 – Conversão das Unidades de PressãoFonte: SAGGIN (2004, p. 27).
Classificação dos sistemas quanto à pressão
De acordo com a NFPA (National Fluid Power Association). classificamos os sistemas, quanto à pressão, da seguinte forma (RACINE, 1987):
bar Pressão
0 a 14 bar Baixa pressão
14 a 35 bar Média pressão
35 a 84 bar Média alta pressão
84 a 210 bar Alta pressão
Acima de 210 bar Extra alta pressão
Tabela 2 – Classificação dos Sistemas quanto à Pressão
Fonte: Racine (1987, p. 10).
21COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Seção 4Vazão
Vazão: é o volume deslocado em função do tempo.
Q = V/t
Q = Vazão V = Volume deslocado t = tempo
Observe a tabela de conversão das unidades de vazão para a hidráulica:
Unidades Símbolo Conversão
Galões por minuto GPM 1 GPM = 3, 785 l/min = 0, 2271 m3/h
Decímetro cúbico por segundo dm3/seg 1 dm3/seg = 1 l/seg =15,8502 GPM
Pés cúbicos por hora ft3/h 1 ft3/h = 0,472 l/min = 0,125 GPM
Tabela 3 – Conversão das Unidades de Vazão para a HidráulicaFonte: SENAI/SC 100p (2004, p. 28).
Unidades de vazão para a pneumática. Observe:
Unidade Símbolo
Litros por segundo L/s
Litros por minuto L/min
Metros cúbicos por minuto m³/min
Metros cúbicos por minuto. m³/min
Metros cúbicos por hora m³/h
Pés cúbicos por minuto,
(Cubic feet for minute)pcm ,(cfm)
Tabela 4 – Unidades de Vazão para a PneumáticaFonte: SENAI/SC 100p (2004, p. 15).
22 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Tabela de conversão das unidades de vazão:
Para converter em Multiplicar por
pcm cfm 1
pcm L/s 0,4720
pcm m³/min 0,02832
pcm m³/h 1,69923
L/s m³/min 0,06
L/s pcm 2,1186
m³/min pcm 35,31
Tabela 5 – Relação entre as Unidades de Vazão para a Pneumática Fonte: Parker (2008, p. 9).
Estas unidades se referem à quantidade de ar – ou gás – comprimi-do, efetivamente, nas condições de temperatura e pressão no local onde está instalado o compressor. Como estas condições variam em função da altitude, umidade relativa e temperatura, são definidas condições padrão de medidas, sendo que as mais usadas são:
▪ Nm³/h: Normal metro cúbico por hora – definido à pressão de 1,033 kg/cm2, temperatura de 0°C e umidade relativa de 0%.
▪ SCFM: Standard cubic feet per minute – definida à pressão de 14,7 lb/pol2, temperatura de 60°F e umidade relativa de 0%.
A Norma Brasileira (NBR10138) da ABHP (Associação Brasileira de Hidráulica e Pneumática) utiliza as unidades de medida do Sistema In-ternacional (SI), mas, é comum, o uso de outras unidades que não per-tencem (SI) devido aos fabricantes dos equipamentos utilizarem outros sistemas.
23COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
GRANDEZA SI
( C ) comprimento Metro ( m )
( M ) massa Quilo grama ( Kg )
( F ) força Newton ( N )
( t ) tempo Segundo ( S )
( T ) temperatura Grau Kelvin ( k ) Grau Celsius (*C)
( A ) área Metro quadrado ²
( V ) volume Metro cúbico
( Q ) vazão Metro cúbico / segundo
( p ) pressão Pascal ( Pa )Tabela 6 – Unidades do Sistema Internacional
Fonte: Parker (2008, p. 15).
A partir deste momento, estudaremos as características dos sistemas hi-dráulicos e pneumáticos. Continue conosco!
Unidade de estudo 3
Seções de estudo
Seção 1 – Características dos sistemas pneumáticosSeção 2 – Características dos Sistemas hidráulicos Seção 3 – Comparação entre os sistemas pneumáticos e hidráulicosSeção 4 – Características dos fluidos para sistemas pneumáticos e hidráulicos
25COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Seção 1Características dos sistemas pneumáticos
Vimos, anteriormente, que a hidráulica e a pneumática tornaram-se in-dispensáveis nos mais diferentes ramos industriais. Agora, veremos suas características. Acompanhe!
▪ Proteção natural contra explosão; ▪ Insensível contra influências externas como altas e baixas tempera-
turas; ▪ Acionamentos, ao serem sobrecarregados, simplesmente param; ▪ Transformação da energia, tanto em movimento linear como rotati-
vo; ▪ Velocidade e força facilmente controlados; ▪ Energia pode ser transmitida por grandes distâncias; ▪ Manutenção simples dos componentes devido às construções sim-
ples; ▪ Grande confiabilidade, segurança de operação e durabilidade de
acionamentos e componentes de comando; ▪ Necessidade de preparação do ar; ▪ Perdas por vazamento reduzem a eficiência econômica.
Seção 2 Características dos sistemas hidráulicos
▪ Dimensões reduzidas e pequeno peso com relação à potência insta-lada; ▪ Sensível à influências externas como altas e baixas temperaturas; ▪ Acionamentos, ao serem sobrecarregados, simplesmente param; ▪ Transformação da energia, tanto em movimento linear, como rota-
tivo; ▪ Velocidade e força facilmente controlados com alta precisão; ▪ Energia hidráulica não deve ser transmitida por grandes distâncias; ▪ Difícil manutenção dos componentes devido a sua precisão, dimen-
são e peso;
Características dos Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos
▪ Grande confiabilidade e du-rabilidade dos componentes por ser um sistema auto lubrificado; ▪ Necessidade de sistemas de
filtragem e refrigeração do fluido; ▪ Reversibilidade instantânea; ▪ Parada instantânea; ▪ Perdas por vazamento redu-
zem a eficiência econômica;
Seção 3 Comparação entre os sistemas pneumáticos e hidráulicos
Sistemas pneumáticos
▪ Fluido – ar (compressível) ▪ Estado – gasoso ▪ Circuito – aberto ▪ Trabalha com baixa pressão e
alta velocidade
Sistemas hidráulicos
▪ Fluido – óleo (praticamente incompressível, em torno de 0,5% do seu volume a cada 70 bar de pressão) ▪ Estado – líquido ▪ Circuito – fechado ▪ Trabalha com alta pressão e
baixa velocidade
26 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Custos da energia
Considerado um valor 1 para a energia elétrica, a relação com pneumática e hidráulica é:
▪ de 7 a 10 o custo da energia pneumática; ▪ de 3 a 5 o custo da energia
hidráulica.
Esta avaliação é apenas orientati-va, considerando apenas o custo energético, sem considerar os cus-tos de componentes.
Considerando os valores de vál-vulas e atuadores, o custo fica re-lacionado como:
Elétrica < Pneumática < Hidráulica
Seção 4Características dos fluidos para sistemas pneumáticos e hidráu-licos
Quando falamos em fluido, esta-mos falando de qualquer substân-cia no estado líquido ou gasoso capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que a contém. Ve-remos, agora, de modo geral, as características dos fluidos usados na pneumática e hidráulica.
Fluido para pneumática – ar
▪ Quantidade: o ar a ser com-primido se encontra em quanti-dade ilimitada, praticamente, em todos os lugares. ▪ Transporte: o ar comprimido
é facilmente transportável por tu-bulações, mesmo para distâncias, consideravelmente, grandes. Não há necessidade de preocupação com o retorno do ar. ▪ Armazenamento: no estabe-
lecimento não é necessário que o compressor esteja em funcio-namento contínuo. O ar pode ser sempre armazenado em um reservatório e, posteriormente, tirado de lá. Além disso, é possí-vel o transporte em reservatórios (botijão). ▪ Temperatura: o trabalho
realizado com o ar comprimido é insensível às oscilações de tempe-ratura. Isto garante, também, em situações extremas, um funciona-mento seguro. ▪ Segurança: não existe o
perigo de explosão ou de incên-dio. Portanto, não são necessá-rias custosas proteções contra explosões. ▪ Limpeza: o ar comprimido é
limpo. O ar, que, eventualmente, escapa das tubulações ou outros elementos, inadequadamente vedados, não polui o ambiente. ▪ Construção: os elementos
de trabalho são de construção simples e, portanto, de custo vantajoso.
▪ Velocidade: o ar comprimido é um meio muito veloz e permite alcançar altas velocidades de tra-balho (a velocidade de trabalho dos cilindros pneumáticos oscila entre 1 a 2 metros por segundo). ▪ Regulagem: as velocidades e
forças dos elementos a ar com-primido são reguláveis em escala. ▪ Seguro contra sobrecarga:
elementos e ferramentas a ar comprimido são carregáveis até a parada final e, portanto, seguros contra sobrecarga. ▪ Preparação: o ar comprimi-
do requer uma boa preparação. Impureza e umidade devem ser evitadas, pois, provocam desgas-tes nos elementos pneumáticos. ▪ Compressibilidade: não é
possível manter uniforme e cons-tante as velocidades dos pistões, mediante o ar comprimido.
Fluido para hidráulica – óleo
▪ Quantidade: o óleo a ser utilizado encontra-se em quanti-dade limitada e possui alto custo, seja ele de origem mineral ou sintética. ▪ Transporte: o óleo não é fa-
cilmente transportável por tubu-lações, devido a sua viscosidade e existe a necessidade de retorno do mesmo para o reservatório. ▪ Armazenamento: para que o
óleo esteja sob pressão, é neces-sário que a bomba mantenha-se ligada ou que sejam utilizados acumuladores.
27COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
▪ Temperatura: o óleo é sensível às variações de temperatura. ▪ Segurança: existe risco de explosão ou de incêndio se ultrapassados
os limites máximos de temperatura. ▪ Limpeza: o óleo hidráulico é poluente e não deve ser jogado na
natureza. ▪ Construção: os elementos de trabalho são de construção complexa
(muito precisa) e, portanto, de alto custo. ▪ Velocidade: o óleo hidráulico não é um meio veloz, devido a sua
viscosidade. ▪ Regulagem: as velocidades e forças dos elementos são reguláveis,
em escala com grande precisão. ▪ Seguro contra sobrecarga: nos sistemas hidráulicos, existe a ne-
cessidade da utilização de dispositivos para limitar a pressão máxima de trabalho. ▪ Preparação: para sistemas convencionais, o óleo hidráulico já vem
pronto, mas, para servo-sistemas, existe a necessidade de uma filtragem mais apurada. ▪ Compressibilidade: é possível manter uniforme e constante as
velocidades dos atuadores.
Com características dos fluidos para sistemas pneumáticos e hidráulicos concluímos, aqui, a terceira unidade de estudos desta unidade curricular. Prepare-se para conhecer, agora, a composição de um sistema pneumá-tico. Continue antenado!
Unidade de estudo 4
Seções de estudo
Seção 1 – CompressoresSeção 2 – Reservatório de ar comprimidoSeção 3 – Preparação do ar comprimidoSeção 4 – Redes de distribuição do ar comprimidoSeção 5 – Unidade de conservação de arSeção 6 – Válvulas direcionais pneumáti-casSeção 7 – Válvulas pneumáticasSeção 8 – Atuadores para sistemas pneu-máticosSeção 9 – Designação de elementosSeção 10 – Elaboração de esquemas de comandoSeção 11 – Tecnologia do vácuo
29COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Seção 1Compressores
Vejamos, a seguir, a divisão de um sistema pneumático:
Figura 5 – Composição do Sistema Pneumático
Fonte: Parker (2008, p. 5).
Compressores são máquinas utilizadas na manipulação de fluidos no estado gasoso, elevando a pressão de uma atmosfera a uma pressão de trabalho desejada.
Tipos de compressores
Dependendo das necessidades desejadas, relacionadas à pressão de tra-balho e ao volume, são empregados compressores de diversos tipos construtivos.
Composição de um Sistema Pneumático
Os mesmos são diferenciados em dois tipos:
▪ Deslocamento volumétrico: baseia-se no princípio da redução de volume, ou seja, consegue-se a compressão enviando o ar para dentro de um recipiente fechado e diminuindo, posteriormente, este recipiente, pressurizando o ar. É, também, denominado com-pressor de deslocamento positivo e é compreendido como com-pressor de êmbolo ou de pistão. ▪ Deslocamento dinâmico:
baseia-se no princípio de fluxo, succionando o ar de um lado e comprimindo de outro, por ace-leração de massa, ou seja, a eleva-ção de pressão é obtida por meio de conversão de energia cinética em pressão, durante a passagem do ar, através do compressor (turbina). É, também, denomina-do compressor de deslocamento dinâmico.Classificação dos compressores quanto ao tipo construtivo. Ob-serve o diagrama:
30 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Biela-manivela: Virabrequim e biela.
Tipos de Compressores
Compressor deÊmbolo linear
Compressor rotativo
TurboCompressor
Compressor de Êmbolo
Compressor de Membrana
Turbo CompressorRadial
Turbo CompressorAxial
Compressorde Palhetas
Compressorde Parafusos
Compressorde Roots
Compressor rotativo
Figura 6 – Classificação dos Compressores
Fonte: SAGGIN (2004, p. 14).
Compressor de deslocamento fixo unidirecional. Símbolo geral
Compressor de êmbolo (pistões)
Este compressor é um dos mais usados e conhecidos, pois, ele é apro-priado, não só para compressão a pressões baixas e médias, mas, tam-bém, para pressões altas. O campo de pressão é de um bar até milhares de bar. É, também, conhecido como compressor de pistão.O movimento alternativo é transmitido para o pistão através de um sis-tema biela-manivela, fazendo, assim, ele subir e descer.Iniciando o movimento descendente, o ar é aspirado por meio de vál-vulas de admissão, preenchendo a câmara de compressão. A compres-são do ar tem início com o movimento de subida. Após obter-se uma pressão suficiente para abrir a válvula de descarga, o ar é expulso para o sistema.
31COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 7 – Compressor de Êmbolo (simples estágio)
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 92).
Para a compressão a pressões mais elevadas, são necessários compres-sores de vários estágios, limitando, assim, a elevação de temperatura e melhorando a eficiência da compressão.
Figura 8 – Compressor de Êmbolo (duplo estágio)
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 15).
O ar aspirado será comprimido pelo primeiro êmbolo (pistão), refrigera-do, intermediariamente e, novamente, comprimido pelo próximo êmbo-lo, que possui menor diâmetro. Na compressão a altas pressões, faz-se necessária uma refrigeração intermediária, pois se cria alto aquecimento. Os compressores de êmbolo e outros são fabricados em execuções re-frigeradas a água ou a ar.
Compressor de membrana
Este tipo pertence ao grupo dos compressores de êmbolo. Mediante uma membrana, o êmbolo fica separado da câmara de sucção e com-pressão, quer dizer, o ar não terá contato com as partes deslizantes. O ar, portanto, ficará sempre livre de resíduos do óleo.
Estes compressores são os pre-feridos e mais empregados na in-dústria alimentícia, farmacêutica e química. Usados, também, em pequenas instalações de ar, com pressões moderadas ou na obten-ção de vácuo.
Figura 9 – Compressor de Membrana
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 16).
Compressor de parafu-sos
Este compressor é dotado de uma carcaça onde giram dois rotores helicoidais, em sentidos opostos. Um dos rotores possui lóbulos convexos, o outro uma depres-são côncava e são denominados, respectivamente, rotor macho e fêmea.Os rotores são sincronizados por meio de engrenagens. Entretan-to, existem fabricantes que fazem com que um rotor acione o outro por contato direto. O processo mais comum é acionar o rotor macho, obtendo-se uma velocida-de elevada do rotor fêmea.O ar à pressão atmosférica ocupa espaço entre os rotores e, confor-me eles giram, o volume compre-endido entre os mesmos é isolado da admissão e transportado para a descarga.
32 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 10 – Compressor de Parafusos
Fonte: Howden (2010).
A ausência de válvulas de admissão, de descarga e forças mecânicas des-balanceadas, permite que o compressor de parafuso opere com altas velocidades no eixo. A consequência deste fato é que existem combina-ções de capacidades elevadas, com pequenas dimensões externas. Verificou-se que, para obter compressão interna, é necessário que uma rosca convexa se ajuste, perfeitamente, a uma depressão côncava e que haja um mínimo de três fios de rosca.Existindo uma folga entre os rotores e entre estes e a carcaça, evita-se o contato metal-metal. Consequentemente, não havendo necessidade de lubrificação interna do compressor, o ar comprimido é fornecido, sem resíduos de óleo.Porém, existe o compressor de parafuso lubrificado, baseado no proces-so de contato direto. Nele, durante o processo de compressão, mistura-se, no ar, uma considerável quantidade de óleo que, depois, é retirada pelo separador de óleo.
Seleção de compressores
Volume de ar
O volume de ar fornecido é a quantidade de ar que está sendo fornecido pelo compressor. Podemos ter o volume de ar fornecido teórico – aque-le obtido por cálculos, porém, apenas o volume de ar fornecido efetivo pelo compressor é que interessa, pois, com este, é que são acionados e comandados os aparelhos pneumáticos.
Pressão
Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor. A pressão de trabalho é a pressão necessária nos pontos de trabalho. A pressão de trabalho é, geralmente, de 6 bar, que é tida como “pressão normalizada” ou “pressão econômica”.Uma pressão constante é uma exigência para um funcionamento seguro e preciso dos componentes de sistemas industriais. Na dependência da pressão constante estão: velocidade, forças e movimentos temporizados dos elementos de trabalho e de comando.
33COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 11 – Seleção de Compressores
Fonte: Metalplan (2008, p. 15).
Acionamento
O acionamento dos compressores, conforme as necessidades fabris, será por motor elétrico ou motor a explosão. Em instalações industriais, aciona-se, na maioria dos casos, com motor elétrico.
Refrigeração
Provocado pela compressão do ar e pelo atrito, cria-se calor no compres-sor, o qual deve ser dissipado. Em compressores pequenos, é utilizada a refrigeração à ar, através de ventiladores. Já em compressores grandes, usa-se a refrigeração à água, circulante com torre de refrigeração ou água corrente contínua.
Lugar de montagem
A estação de compressores deve ser montada dentro de um ambiente fechado, com proteção acústica para fora. O ambiente deve ter boa aera-ção. O ar sugado deve ser fresco, seco e livre de poeira.
34 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 12 – Instalação de Compressores
Fonte: Metalplan (2008, p. 18).
Regulagem
Para combinar o volume de fornecimento com o consumo de ar é ne-cessária uma regulagem dos compressores. Dois valores limites pré-es-tabelecidos, influenciam o volume fornecido.
Existem diferentes tipos de regulagem:
Regulagem de marcha
em vazio
Regulagem de carga
parcial
Regulagem
intermitente
Regulagem por
descarga
Regulagem por
fechamento
Regulagem na rotação
Regulagem por
estrangulamento
Com esta
regulagem, o
compressor
funciona em dois
campos (carga
máxima e parada
total).
Regulagem de marcha em vazio – regulagem por descarga
Quando é alcançada a pressão pré-regulada, o ar escapará livre da saída do compressor, através de uma válvula. Uma válvula de retenção evita que o reservatório se esvazie ou retorne para o compressor.
pré-estabelecidos: Pressão máxima/mínima.
35COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 13 – Regulagem por Descarga
Fonte: SAGGIN (2004, p. 28).
Regulagem por fechamento
Aqui, quando é alcançada a pressão máxima, a admissão de ar é inter-rompida.
Figura 14 – Regulagem por Fechamento
Fonte: SAGGIN (2004, p. 28).
Regulagem de carga parcial – regulagem na rotação
Sobre um dispositivo, ajusta-se o regulador de rotação do motor a explo-são. A regulagem da rotação pode ser feita manualmente ou, também, automaticamente, dependendo da pressão de trabalho. Este tipo de re-gulagem, também pode ser usada em motores elétricos, instalando-se inversores de frequência.
36 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Regulagem por estrangulamento
A regulagem se faz mediante simples estrangulamento no funil de suc-ção e os compressores podem, assim, ser regulados para determinadas cargas parciais. Encontra-se esta regulagem em compressores de êmbo-lo rotativo e em turbo compressores.
Figura 15 – Regulagem por Estrangulamento
Fonte: SAGGIN (2004, p. 29).
Regulagem intermitente
Com esta regulagem, o compressor funciona em dois campos: carga máxima e parada total. Ao alcançar a pressão máxima, o motor aciona-dor do compressor é desligado e, quando a pressão chega ao mínimo, o motor se liga novamente e o compressor trabalha outra vez.A frequência de comutações pode ser regulada em um pressostato e, para que os períodos de comando possam ser limitados a uma medida aceitável, é necessário um grande reservatório de ar comprimido.
Figura 16 – Regulagem Intermitente
Fonte: SAGGIN (2004, p. 29).
Seção 2 Reservatório de ar com-primido
O reservatório serve para a estabi-lização da distribuição do ar com-primido. Ele elimina as oscilações de pressão na rede distribuidora e, quando há, momentaneamente, alto consumo de ar, é uma garan-tia de reserva. A grande superfí-cie do reservatório refrigera o ar suplementar. Por isso, se separa, diretamente, no reservatório, uma parte da umidade do ar como água.
Figura 17 – Reservatório de Ar Com-
primido
Fonte: SAGGIN (2004, p. 31).
Os reservatórios devem ser ins-talados de modo que todos os drenos, conexões e a abertura de inspeção sejam de fácil aces-so. Os reservatórios não devem ser enterrados ou instalados em local de difícil acesso; devem ser instalados, de preferência, fora da casa dos compressores, na som-bra, para facilitar a condensação da umidade, no ponto mais baixo, para a retirada do condensado.
37COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Seção 3Preparação do ar comprimido
Na prática, encontramos exemplos onde se deve dar muito valor à qua-lidade do ar comprimido. Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, restos de óleo e umidade levam, em muitos casos, à falhas em instalações e avarias nos elementos pneumáticos.Enquanto a separação primária do condensado é feita no separador após o resfriador, a separação final, filtragem e outros tratamentos secundá-rios do ar comprimido são executados no local de consumo. Nisso, é necessário atentar, especialmente, para a ocorrência de umidade. A água (umidade) já penetra na rede pelo próprio ar aspirado pelo compressor.A incidência da umidade depende, em primeira instância, da umidade relativa do ar que, por sua vez, depende da temperatura e condições atmosféricas. Os efeitos da umidade podem ser limitados por meio de:
▪ filtragem do ar aspirado antes do compressor; ▪ uso de compressores livres de óleo; ▪ instalação de resfriadores; ▪ uso de secadores; ▪ utilização de unidades de conservação.
Resfriador de ar e separador de condensados
Como vimos no tópico anterior, a umidade presente no ar comprimido é prejudicial. Para ajudar a resolver, de maneira eficaz, o problema inicial da água nas instalações de ar comprimido, temos o resfriador posterior, localizado entre a saída do compressor e o reservatório, pelo fato de o ar comprimido na saída atingir sua maior temperatura.
Figura 18 – Resfriador de Ar e Separador de Condensados
Fonte: SAGGIN (2004, p. 42).
O resfriador posterior é, simplesmente, um trocador de calor utilizado para resfriar o ar comprimido. Como consequência deste resfriamento, permite-se retirar cerca de 75 a 90% do vapor de água contido no ar, bem como vapores de óleo; além de evitar que a linha de distribuição sofra uma dilatação, causada pela alta temperatura de descarga do ar.
Secador de ar
O ar seco industrial não é aquele totalmente isento de água.; É o ar que, após um processo de desi-dratação, flui com um conteúdo de umidade residual de tal ordem que possa ser utilizado, sem qual-quer inconveniente. Para tal, o uso de um secador de ar comprimido é aconselhável. Os meios de se-cagem, mais utilizados são três: secagem por absorção, secagem por adsorção, secagem por res-friamento.
Secagem por absorção
A secagem por absorção é um processo puramente químico. Neste processo, o ar comprimi-do passa sobre uma camada solta de um elemento secador. A água ou vapor de água que entra em contato com esse elemento, com-bina-se, quimicamente, com ele e se dilui na forma de uma com-binação elemento secador/água. Esta mistura deve ser removida, periodicamente, do absorvedor. Essa operação pode ser manual ou automática. Com o tempo, o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabastecido, periodicamente (duas a quatro ve-zes por ano).
O processo de absorção caracte-riza-se por:
▪ montagem simples da instala-ção; ▪ desgaste mecânico mínimo, já
que o secador não possui peças móveis; ▪ não necessita de energia
externa.
38 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 19 – Secagem por Absorção
Fonte: SAGGIN (2004, p. 43).
Secagem por adsorção
A secagem por adsorção está baseada em um processo físico: adsorver, ou seja, admitir uma substância à superfície de outra. O elemento secador é um mate-rial granulado, com arestas ou em forma de pérolas. Este elemento secador está formado de quase 100% de dióxido de silício. Em geral, é conhecido pelo nome “GEL” (sílica gel).
A tarefa do “GEL” consiste em adsorver a água e o vapor de água. É evidente que a capacidade de acumulação de uma camada de “GEL” é limitada. Uma vez que o elemento secador estiver satu-rado, poderá ser regenerado de uma maneira fácil: basta soprar ar quente da camada saturada e o ar quente absorve a umidade do ele-mento secador.
Mediante a montagem, em para-lelo, de duas instalações de adsor-ção, uma delas pode estar ligada para secar, enquanto a outra está sendo soprada com ar quente (re-generação).Acompanhe, agora, a esquemati-zação da secagem por adsorção.
Figura 20 – Secagem por Absorção
Fonte: SAGGIN (2004, p. 44).
Secagem por resfriamento
O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da diminuição de temperatura do ponto de orvalho. A temperatura do ponto de orvalho é a temperatura à qual deve ser esfriado um gás para obter a condensação do vapor de água contida nele. O ar comprimido, a ser secado, entra no secador, passando, primeiro, pelo denominado tro-cador de calor a ar. Mediante o ar frio e seco, proveniente do trocador de calor (vaporizador), é esfriado o ar quente que está entrando. A for-mação de condensado de óleo e água é eliminado pelo trocador de calor.
Figura 21 – Secagem por Resfriamento
Fonte: SAGGIN (2004, p. 45).
39COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Este ar comprimido, pré-esfriado, circula através do trocador de ca-lor (vaporizador) e, devido a isso, sua temperatura desce até 1,7°C, aproximadamente. Desta manei-ra, o ar é submetido a uma segun-da separação de condensado de água e óleo. Posteriormente, o ar comprimido pode, ainda, passar por um filtro, a fim de eliminar os corpos estranhos.
Seção 4Redes de distribuição do ar comprimido
A rede de distribuição de ar com-primido compreende todas as tu-bulações que saem do reservató-rio passando pelo secador e que, unidas, orientam o ar comprimido até os pontos individuais de uti-lização. A rede possui duas fun-ções básicas: funcionar como um reservatório para atender as exi-gências locais e comunicar a fonte com os equipamentos consumi-dores. Numa rede distribuidora, para que haja eficiência, segurança e economia, são importantes três pontos:
▪ baixa queda de pressão entre a instalação do compressor e os pontos de utilização; ▪ apresentar o mínimo de vaza-
mento; ▪ boa capacidade de separa-
ção do condensado em todo o sistema.
Figura 22 – Rede de Distribuição do Ar Comprimido
Fonte: Fargon (2010)
O posicionamento dos equipamentos e tomadas que receberão alimentação pneumática deverão estar definidos, para que seja possível a confecção dos projetos e desenhos. Estes, trarão consigo: comprimento das tubulações, diâmetros, ramificações, pontos de consumo, pressão destes pontos, posições das válvulas, curvaturas etc. Através dos projetos, pode-se, então, definir o melhor percurso da tubu-lação, acarretando menor perda de carga e proporcionando economia. A seguir, veremos os tipos de redes de distribuição mais comuns.
Rede de distribuição em anel aberto
Assim chamada, por não haver uma interligação na rede. Este tipo fa-cilita a separação do condensado, pois ela é montada com certa inclina-ção, na direção do fluxo, permitindo o escoamento para um ponto de drenagem.
1 – Compressor de parafuso
2 – Resfriador posterior ar/ar
3 – Separador de condensado
4 – Reservatório
5 – Purgador automático
6 – Pré Filtro coalescente
7 – Secador
8 – Filtros coalescentes (grau x, y, z)
9 – Purgador automático eletrônico
10 – Separador de água e óleo
11 – Separador de condensado
40 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 23 – Rede de Distribuição em Anel Aberto
Fonte: SAGGIN (2004, p. 33).
Rede de distribuição em anel fechado
Geralmente, as tubulações principais são montadas em circuito fechado. Este tipo auxilia na manutenção de uma pressão constante e proporcio-na uma distribuição mais uniforme do ar, pois o fluxo circula em duas direções.
Figura 24 – Rede de Distribuição em Anel Fechado
Fonte: SAGGIN (2004, p. 34).
Rede de distribuição combinada
A rede combinada, também, é uma instalação em circuito fechado, a qual, por suas ligações longitudinais e transversais, oferece a possibilida-de de trabalhar com ar em qualquer lugar.Mediante válvulas de fechamento, existe a possibilidade de fechar de-terminadas linhas de ar comprimido, quando, as mesmas, não forem usadas ou quando for necessário colocá-las fora de serviço, por razões de reparação e manutenção. Também, pode ser feito um controle de estanqueidade.
Figura 25 – Rede de Distribuição
Combinada
Fonte: SAGGIN (2004, p. 35).
Inclinação das tomadas de ar e drenagem da umidadeAs tubulações, em especial nas redes em circuito aberto, devem ser montadas com um declive de 0,5 a 2%, na direção do fluxo. Por causa da formação de água con-densada, é fundamental, em tu-bulações horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar na parte superior do tubo principal.
41COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 26 – Inclinação das Tomadas de Ar e Drenagem
Fonte: SAGGIN (2004, p. 36).
Desta forma, evita-se que a água condensada, eventualmente existente na tubulação principal, possa chegar às tomadas de ar através dos ramais. Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas deriva-ções com drenos na parte inferior da tubulação principal. Os drenos, colocados nos pontos mais baixos, de preferência, devem ser automáticos. Em redes mais extensas, aconselha-se instalar drenos distanciados de, aproximadamente, 20 a 30 metros um do outro.
Vazamentos
As quantidades de ar perdidas através de pequenos furos, acoplamentos com folgas, vedações defeituosas etc., quando somadas, alcançam eleva-dos valores. A importância econômica desta contínua perda de ar torna-se mais evidente quando comparada com o consumo do equipamento e a potência necessária para realizar a compressão. Desta forma, um vazamento na rede representa um consumo, consideralvemente, maior de energia.Podemos constatar isto através da tabela:
CUSTO DO VAZAMENTO
Diâmetro do orifício de
vazamento (pol)1/32’’ 1/16’’ 1/8’’ ¼’’ 3/8’’
m3/h vazamento 2,72 10,9 44,2 174,0 397,5
R$/ano 340,00 1.360,00 5.515,00 21.715,00 49.610,00
Considerando: P = 7 barg uso = 16h/dia 300 dias/ano (1,0kWh ~ R$0,25)Tabela 7 – Custo do vazamento de ar
Fonte: Metalplan (2008, p. 10).
42 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Funcionamento do dreno automático
Por um furo de passagem, o con-densado atinge o fundo do copo. Com o aumento do nível do con-densado, um flutuador se ergue. A um determinado nível, abre-se uma passagem. O ar comprimido, existente no copo, passa por ela e desloca o êmbolo para a direita. Com isso, se abre o escape para o condensado.
Seção 5Unidade de conserva-ção de ar
Após passar por todo o processo de produção, preparação e dis-tribuição, o ar comprimido deve sofrer um último condiciona-mento, antes de ser utilizado nos equipamentos. Neste condiciona-mento, ocorrerá a separação do condensado, filtragem, regulagem da pressão e, em alguns casos, lu-brificação que, atualmente, está deixando de ser utilizada, pois, os componentes, já possuem lubrifi-cação própria. Uma das maneiras de fazer isto acontecer é a insta-lação da unidade de conservação de ar. Esta unidade é composta, basi-camente, da combinação dos se-guintes elementos:
▪ filtro de ar comprimido e reci-piente de condensação; ▪ regulador de pressão do ar
comprimido com manômetro; ▪ lubrificador de ar comprimido
(quando for necessário).
Figura 27 – Unidade de Conservação de Ar
Fonte: Adaptado de Festo Didactic (2001, p. 16).
Filtro de ar comprimido
A função de um filtro de ar comprimido é reter as partículas de im-pureza, bem como a água condensada, presentes no ar que passa por ele. O ar comprimido, ao entrar no copo é forçado a um movimento de rotação, por meio de “rasgos direcionais”. Com isso, separam-se as impurezas maiores, bem como as gotículas de água, por meio de força centrífuga e depositam-se, então, no fundo do copo. O condensado acu-mulado no fundo do copo deve ser eliminado, o mais tardar, ao atingir a marca do nível máximo, já que, se isto ocorrer, o condensado será arrastado, novamente, pelo ar que passa.
Figura 28 – Filtro de Ar Comprimido
Fonte: Festo Didactic 155p ( 2001, p. 93).
As partículas sólidas, maiores que a porosidade do filtro, são retidas por este. Com o tempo, o acúmulo destas partículas impede a passagem do ar. Portanto, o elemento filtrante deve ser limpo ou substituído a inter-valos regulares. Em filtros normais, a porosidade se encontra entre 30 a 70 mícron.
43COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Regulador de pressão
O regulador tem por função man-ter constante a pressão de traba-lho (secundária), independente da pressão da rede (primária) e consumo do ar. A pressão primá-ria tem que ser sempre maior que a secundária. A pressão é regula-da 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.
Figura 29 – Regulador de Pressão
Fonte: Festo Didactic 155p ( 2001, p.
19).
Com aumento da pressão de tra-balho, a membrana se movimenta contra a força mola. Com isso, a secção nominal de passagem na sede da válvula diminui, progres-sivamente, ou se fecha totalmen-te. Isto significa que a pressão é regulada pelo fluxo. Na ocasião do consumo a pressão diminui e a força da mola reabre a válvula. Com isso, o manter da pressão regulada se torna um constante abrir a fechar da válvula. A pres-são de trabalho é indicada por um manômetro. Se a pressão crescer demasiado 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.
Lubrificador
O lubrificador tem a tarefa de abastecer, suficientemente, com materiais lubrificantes, os elemen-tos pneumáticos. Os materiais lubrificantes são necessários para garantir um desgaste mínimo dos elementos móveis, manter em nível mínimo as forças de atrito e proteger os aparelhos contra a corrosão.
Figura 30 – Lubrificador
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 104).
Lubrificadores de óleo, que es-tão caindo em desuso devido à utilização de componentes auto lubrificados, trabalham segundo o princípio Venturi. A diferença de pressão ∆p (Queda da pressão), entre a pressão antes do bocal nebulizador e a pressão no ponto estrangulador do bocal, será apro-veitada para sugar óleo de um re-servatório e de misturá-lo com o ar, em forma de neblina.
Com um parafuso de regulagem é dada a possibilidade de regular as gotas de óleo por unidade de tempo.
Manômetros
São instrumentos utilizados para medir e indicar a intensidade de pressão do ar comprimido, óleo etc. Nos circuitos pneumáticos e hidráulicos, os manômetros são utilizados para indicar o ajuste da intensidade de pressão nas válvu-las, que pode influenciar a força ou o torque de um conversor de energia. Um dos manômetros mais utilizados é o do tipo Bour-don.
Seção 6Válvulas direcionais pneumáticas
Assim como na hidráulica, as vál-vulas direcionais para a pneumáti-ca, também, são identificadas pelo número de vias, posições tipo de acionamento etc. e, também, pos-suem a função de direcionar o fluido que irá desenvolver diver-sas funções como, por exemplo, movimentar atuadores lineares e rotativos.
44 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 31 – Válvula direcional
Fonte: Adaptado de Festo Didactic (2001, p. 16).
Simbologia de válvulas
Em esquemas pneumáticos, para representarmos as válvulas direcionais, os símbolos não caracterizam o tipo de construção, mas, somente, a função das válvulas.Características principais:
▪ número de posições: contadas a partir do número de quadrados da simbologia.
▪ número de vias: contadas a partir do número de tomadas que a válvula possui em apenas uma posição. As válvulas direcionais podem ser descritas, abreviadamente, da seguinte forma: coloca-se V.D., para representar, abreviadamente, o termo válvula direcional. Depois, escreve-se o número de vias, ao lado a barra (/), logo após, o número de posições e a palavra “vias”.
Meios de acionamento
Os acionamentos servem para in-verter de posição as válvulas dire-cionais.
45COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
MANUAIS
Geral
Alavanca
Botão
Pedal
MECÂNICOS
Pino
Rolete
Mola Gatilho
ELÉTRICOS
Solenoide com uma bobina
Solenóides com duas
bobinas
PNEUMÁTICOS
DIRETOS
Piloto positivo
(créscimo de pressão)
Diferencial de áreas
Piloto negativo
(decréscimo de pressão)
PNEUMÁTICOS
INDIRETOS
Servo-piloto positivo
Controle internoServo-piloto negativo
CENTRALIZAÇÕESPor piloto positivo
Por travaPor molas
Identificação de vias
ORIFÍCIO NORMA DIN24300 NORMA ISO1219Pressão P 1
Utilização A B C 2 4 6Escape R S T 3 5 7
EA EB ECPilotagem X Y Z 10 12 14
Tabela 8 – Identificação das Vias
Fonte: Parker (2008, p. 41).
Exemplo de identificação:
Válvulas NA e NFVálvulas direcionais com 2 po-sições e até 3 vias que tenham, na posição de repouso, a via de pressão bloqueada, são chama-das de normalmente fechadas (NF). Aquelas que, ao contrário, possuírem esta via aberta, são de-nominadas normalmente abertas (NA).
46 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Válvulas CF, CAP e CAN
As válvulas direcionais de 3 po-sições caracterizam-se pela sua posição central. Àquelas que pos-suírem, na sua posição central, as vias de utilização bloqueadas, de-nominaremos centro fechado.
Já as válvulas que tiverem as vias de utilização sendo pressurizadas, chamaremos de centro aberto po-sitivo (CAP).
Quando encontrarmos estas vias em exaustão, elas receberão o nome de centro aberto negativo (CAN).
Válvulas de memórias
São válvulas de duas posições, acionadas por duplo piloto.
Tipos de escapes
Os escapes das válvulas são repre-sentados por triângulos. Quando encontrarmos o triângulo junto à simbologia da válvula, ele estará representando um escape livre, ou seja, sem conexão.
Se ele estiver afastado, o escape representado será o escape dirigi-do, com conexão.
Seção 7Válvulas pneumáticas
Além das válvulas direcionais, en-contraremos, ainda, as válvulas auxiliares de controle e combina-ções de válvulas, como veremos a seguir:
Válvula alternadora (Função lógica “OU”)
Também chamada “válvula de comando duplo” ou “válvula de dupla retenção”. Esta válvula tem duas entradas, X e Y, e uma saída A. Entrando ar comprimido em X, a esfera fecha a entrada Y e o ar flui de X para A. Em sentido contrário, quando o ar flui de Y para A, a entrada X será fechada.
47COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 32 – Válvula Alternadora
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 156).
Válvula alternadora
Exemplo da aplicação:
Válvulas de duas pressões (Função lógica “E”)
Esta válvula tem duas entradas, X e Y e uma saída, A Só haverá uma saí-da em A, quando existirem os dois sinais de entrada X “E” Y. Emprega-se esta válvula, principalmente, em comando de bloqueio, comandos de segurança e funções de controle em combinações lógicas.
48 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 33 – Válvula de Duas Pressões
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 152).
Exemplo da aplicação:
Válvula de escape rápido
Válvulas de escape rápido se prestam para aumentar a velocidade dos êmbolos dos atuadores. Tempos de retorno elevados, podem ser elimi-nados dessa forma. 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. O mais recomendável é colocar o escape rápido direta-mente no cilindro ou, então, o mais próximo possível do mesmo.
49COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 34 – Válvula de Escape Rápido
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 133).
Válvula de escape rápido
Exemplo da aplicação:
Válvula de retenção
Válvulas de bloqueio liberam o fluxo, preferencialmente, em um só sen-tido e bloqueiam o sentido inverso. O corpo de vedação da válvula de retenção, sujeito à pressão de mola, desloca-se de seu assento quando a pressão contra a ação da mola se torna maior do que a sua tensão.
50 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 35 – Válvula de Retenção
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 131).
Válvula reguladora de fluxo bidirecional
Estas válvulas têm influência sobre a quantidade de ar comprimido que flui por uma tubulação; a vazão será regulada em ambas as direções do fluxo.
Figura 36 – Válvula Reguladora de Fluxo Idirecional
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 131).
Válvula reguladora de fluxo unidirecional
Nesta válvula, a regulagem do fluxo é feita, somente, em uma direção. Uma válvula de retenção fecha a passagem numa direção e o ar pode fluir, somente, através da área regulada.Em sentido contrário, o ar passa livre através da válvula de retenção aberta.
51COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 37 – Válvula Reguladora de Fluxo Unidirecional
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 130).
Válvula reguladora de fluxo unidirecional (Festo).
Regulagem fluxo primária (entrada do ar)
Estas válvulas podem ser montadas para a regulagem da entrada do ar. O ar em exaustão sai, através de retenção, no lado do escape. Ligeiras os-cilações de carga na haste do pistão, provocadas, por exemplo, ao passar pela chave fim de curso, resultam em grandes diferenças de velocidade do avanço. A regulagem na entrada emprega-se em atuadores de simples ação e atuadores de dupla ação de pequeno volume.
Figura 38 – Regulagem Fluxo Primária
Fonte: SAGGIN (2004, p. 64).
Estas válvulas podem ser monta-das para a regulagem da saída do ar. O ar da exaustão, porém, será regulado. Nisto, a haste do êm-bolo está submetida entre duas pressões de ar. Esta montagem da válvula reguladora de fluxo, me-lhora muito a conduta do avanço. Em atuadores de dupla ação, de-vemos, sempre, usar regulagem na exaustão.
Figura 39 – Regulagem Fluxo Secun-
dária
Fonte: SAGGIN (2004, p. 65).
Válvula limitadora de pressão
É formada por uma vedação de assento cônico, mola e um para-fuso de ajuste. Quando a pres-são em P assume um valor que corresponde à tensão da mola, o cone de vedação se desloca de seu assento e libera o caminho ao escape. São, também, conhecidas como válvulas de sobrepressão ou válvulas de segurança.
52 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 40 – Válvula Limitadora de Pressão
Fonte: SAGGIN (2004, p. 65).
Temporizador pneumático N F.
Esta unidade consiste de uma válvula direcional de 3/2 vias, com acio-namento pneumático, de uma válvula reguladora de fluxo unidirecional e um reservatório de ar. O ar de comando flui da conexão 12 para a válvula reguladora de fluxo que controlara o tempo e, de lá, através de área regulada, com velocidade e pressão mais baixa, para o reservatório. Alcançada a pressão necessária de comutação, o êmbolo de comando afasta o prato do assento da válvula, dando passagem ao ar principal de P para A.
Figura 41 – Temporizador Pneumático
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 127).
53COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Exemplo de aplicação:
Figura 42 – Circuito com Temporização
Fonte: SAGGIN (2004, p. 69).
Seção 8Atuadores para sistemas pneumáticos
Os atuadores pneumáticos convertem energia pneumática em energia mecânica linear ou rotativa, dependendo de seu tipo construtivo. A se-guir, veremos os tipos mais comuns utilizados na indústria.
ATUADORES PNEUMÁTICOS
ATUADORES LINEARES
ATUADORES ROTATIVOS
SIMPLES AÇÃO
DUPLA AÇÃO
MOTORES PNEUMÁTICOS
OCILADORES PNEUMÁTICOS
Figura 43 – Atuadores Pneumáticos
Fonte: SAGGIN (2004, p. 72).
Atuador linear de sim-ples ação com retorno por mola: realiza trabalho em um sentido. Observe!
Figura 44 – Atuador Linear de Simples
Ação
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 36).
54 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Atuador linear de dupla ação: realiza trabalho nos dois sentidos
Figura 45 – Atuador Linear de Simples Ação
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 36).
Amortecimento de fim de curso
Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um atuador, emprega-se um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou até danificações. Antes de alcançar a posição final, um êmbolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando, somente, uma passagem pequena, geralmente, regulável.
Figura 46 – Atuador Linear de Dupla Ação com Amortecimento.
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 37).
Atuador rotativo de palhetas unidirecional: realiza movimento rotativo em um sentido.
Figura 47 – Atuador Rotativo
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 40).
Atuador rotativo de palheta bidi-recional (oscilador): realiza movi-mento rotativo nos dois sentidos, com ângulo de rotação limitado.
Figura 48 – Oscilador
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 40).
Características dos atuadores ro-tativos pneumáticos:
▪ regulagem, sem escala, de ro-tação e do momento de torção; ▪ construção leve e pequena; ▪ seguro contra sobrecarga; ▪ insensível contra poeira, água,
calor e frio; ▪ seguro contra explosão; ▪ grande escolha de rotação e
facilidade de inversão; ▪ conservação e manutenção
insignificantes.
Seção 9Designação de elemen-tos
Os circuitos pneumáticos são compostos de elementos que são identificados por números ou le-tras.Designação por números: os nú-meros identificam os elementos pela função.
55COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Elementos de trabalho. Ex.: cilíndros (atuadores lineares)
Elementos auxiliares. Ex.: Con-trole de Fluxo. Para Avanço.
Elementos processadores de sinal. E, OU, Temporiza-dor Influenciam o avanço do atuador.
Elementos de sinal. Para o avanço do atuador.
Elementos auxiliares do circito.
1.0
1.02/1.03
1.1
1.4
1.51.2
1.3
0.1
Elementos auxiliares. Ex: Contro-le de Fluxo. Para Retorno.
Elementos de comando. Ex.: V.D.3/2 vias NF, 43, 5/2 vias.
Elementos processadores de si-nal. E,OU, temporizador. Influen-ciam o retorno do atuador.
Elementos de sinal. Para o Retor-no do Atuador.
Figura 49 – Identificação dos Elementos
Fonte: SAGGIN (2004, p. 85).
0.1, 0.2, 0.3... Elementos auxilia-res influenciam em todo o cir-cuito. Ex.: Lubrefil, válvulas de fechamento.1.2, 1.4, 2.2, 2.4... Elementos de sinal, com número final par, in-fluenciam no avanço dos atua-dores lineares ou no sentido de rotação à direita dos atuadores rotativos (motores). Ex.: válvulas direcionais 3/2 acionadas por bo-tão, pedal, rolete.1.3, 1.5, 2.3, 2.5... Elementos de sinal, com número final ímpar, influenciam no retorno dos atu-adores lineares (cilindros) ou no sentido de rotação à esquerda dos atuadores rotativos (motores). Ex.: válvulas direcionais 3/2 acio-nadas por botão, pedal, rolete.
1.6, 2.6... Elementos processa-dores de sinal, com número final par, influenciam no avanço dos atuadores lineares (cilindros) ou no sentido de rotação à direita dos atuadores rotativos (moto-res). Ex.: válvulas E, válvulas OU, temporizadores.1.7, 2.7... Elementos de sinal, com número final ímpar, influenciam no retorno dos atuadores lineares (cilindros) ou no sentido de rota-ção à esquerda dos atuadores ro-tativos (motores). Ex.: válvulas E, válvulas OU, temporizadores.1.1, 2.1, 3.1... Elementos de co-mando influenciam nos dois sen-tidos de movimentos dos atuado-res (o primeiro número indica o atuador a ser comandado). Ex.: válvulas direcionais.
1.02, 1.04... Elementos auxiliares, com número final par, influen-ciam no avanço dos atuadores lineares (cilindros) ou no sentido de rotação à direita dos atuadores rotativos (motores). Ex.: válvulas reguladoras de fluxo, escape rápi-do.1.03, 1.05... Elementos auxiliares, com final ímpar, influenciam no retorno dos atuadores lineares (ci-lindros) ou no sentido de rotação à esquerda dos atuadores rotati-vos (motores). Ex.: válvulas regu-ladoras de fluxo, escape rápido.1.0, 2.0... Elementos de trabalho. Ex.: atuadores lineares ou rotati-vos, (motores pneumáticos, osci-ladores, atuadores lineares).
56 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Seção 10Elaboração de esque-mas de comando
Sequência de movi-mentos
Quando os procedimentos de comando são um pouco mais complicados e se devem reparar instalações de certa envergadura, é uma grande ajuda para o técni-co de manutenção dispor dos es-quemas de comando e sequências, segundo o desenvolvimento de trabalho das máquinas.Quando o pessoal de manutenção não os utiliza de forma correta, o motivo deve encontrar-se na má confecção dos mesmos, em sua simbologia incompreensível ou na falta de conhecimento técnico.A insegurança na interpretação de esquemas de comando torna impossível, por parte de muitos, a montagem ou a busca de defeitos de forma sistemática.Atingindo este ponto, pode-se considerar pouco rentável ter que basear a montagem ou busca de defeitos em testes e adivinhações. É preferível, antes de iniciar qual-quer montagem ou busca de ava-ria, realizar um estudo de esque-ma de comando e da sequência da máquina, para ganhar tempo, posteriormente. Para poder levar os esquemas de comando e sequ-ências para a prática, é necessário conhecer as possibilidades e pro-cedimentos normais de represen-tação dos mesmos.
Movimentação de um circuito como exemplo
Pacotes chegam sobre um transportador de rolos e são levados por um cilindro pneumático A e empurrados por um segundo cilindro B sobre um segundo transportador. Nisto, devido ao enunciado do problema, o cilindro B deverá retornar apenas quando A houver alcançado a posição final recuada.
Figura 50 – Representação em Sequência Cronológica
Fonte: SAGGIN (2004, p. 90).
Acompanhe a sequência de movimentos possíveis de um circuito.
O cilindro A avança e eleva os pacotes;O cilindro B empurra os pacotes sobre o segundo transportador;O cilindro A desce;O cilindro B retrocede.
Representação abreviada em sequência algébrica
Neste tipo, a letra maiúscula representa o atuador, enquanto que, o sinal algébrico representa o movimento. Sinal positivo (+) para o avanço e negativo (-) para o retorno.Exemplo: A +, B +, A -, B -.
Representação gráfica em diagrama de trajeto e pas-so
Neste caso, se representa a sequência de operação de um elemento de trabalho, levando-se ao diagrama o valor percorrido em dependência de cada passo considerado.
57COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Se existirem diversos elementos de trabalho para um comando, estes são representados da mesma maneira e desenhados uns sob os outros. A correspondência é realizada através dos passos.O diagrama de trajeto e passo, para o exemplo apresentado, possui cons-trução, segundo a figura abaixo:
Figura 51 – Representação Gráfica em Diagrama de Trajeto e Passo
Representação gráfica em diagrama de trajeto e tem-po
O trajeto de uma unidade construtiva é representado em função do tem-po. Contrariamente ao diagrama de trajeto e passo, o tempo é repre-sentado, linearmente, neste caso, e constitui a ligação entre as diversas unidades.Diagrama de trajeto e tempo para o exemplo:
Figura 52 – Representação Gráfica em Diagrama de Trajeto e Tempo
Passo: Variação do estado de qualquer unidade construti-va.
58 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Tipos de esquemas
Tal como no diagrama de movimentos, temos, também, na construção de esquemas de comando, duas possibilidades: o esquema de comando de posição e o esquema de comando de sistema. A diferença entre eles está na maneira de representação dos elementos nos circuitos.
Esquemas de comando de posição
Os elementos, aqui, são desenhados na posição, conforme serão instala-dos nas máquinas e equipamentos.
Figura 53 – Circuito Pneumático
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Esquema de comando de sistema
Este tipo de esquema está baseado em uma ordenação. Os símbolos são desenhados na horizontal e divididos em cadeias de comandos individu-ais. Os elementos fins de curso são representados por traços.
59COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 54 – Circuito Pneumático
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Seção 11Tecnologia do vácuo
Utilizando o mesmo raciocínio anterior para ilustrar como é gerada a pressão dentro de um recipiente cilíndrico, cheio de ar: se aplicarmos uma força contrária na tampa móvel do recipiente em seu interior, te-remos como resultante uma pressão negativa, isto é, inferior à pressão atmosférica externa.
Figura 55 – Princípio de Geração do Vácuo
Fonte: Parker ( 1998, p. 7).
Aplicações do vácuo
As aplicações do vácuo na indústria são limitadas, apenas, pela criativi-dade e pelo custo. As mais comuns envolvem o levantamento e deslo-camento de peças e materiais, como os exemplos mostrados a seguir:
A palavra vácuo, originária do latim vacuus, signifi-
ca vazio. Entretanto, podemos definir, tecnicamente, que um sistema se encontra em vácuo quando está submetido a uma pressão inferior à pressão at-mosférica.
60 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 56 – Aplicações do Vácuo
Fonte: Parker (1998, p. 7).
Aplicações do vácuo (PARKER, 1998):
▪ movimentação de cargas, . substitui o esforço humano; ▪ manipulação de peças frágeis, evita danos; ▪ manipulação de peças com temperatura elevada (usando ventosas de
silicone); ▪ operações que requerem condições de higiene; (abertura de embala-
gens); ▪ movimentação de peças muito pequenas, como, por exemplo, . com-
ponentes eletrônicos; ▪ movimentação de materiais com superfícies lisas (chapas de vidro).
No projeto de um sistema de vácuo é importante definir, corretamente, o desempenho do sistema e suas características para, então, selecionar a instalação mais adequada.Considerar os seguintes fatores:
▪ efeito do ambiente sobre os componentes; ▪ forças necessárias para movimentação das peças ou materiais; ▪ tempo de resposta; ▪ permeabilidade dos materiais a serem manipulados; ▪ como as peças ou materiais serão fixados; ▪ distância entre os componentes; ▪ custos.
Seleção de componentes para uma instalação de vácuo em geral:
▪ ventosas; ▪ geradores de vácuo; ▪ válvulas principais de controle;
▪ tubos ou mangueiras; ▪ conjunto mecânico com o
suporte das ventosas, dispositivos de montagem acessórios.
Ventosas
As duas formas mais comuns usa-das para fixação e levantamento de materiais ou peças são:
▪ sistema mecânico através, por exemplo, de garras; ▪ por meio do vácuo, utilizan-
do-se ventosas.
As vantagens do sistema mecâni-co incluem: a facilidade na deter-minação da força necessária para sustentação e o fato de que área a ser comprimida é, relativamen-te, pequena. Como desvantagens, temos: a peça que está sendo fixa-da pode ser danificada se a garra não estiver corretamente dimen-sionada, se as dimensões da peça variarem ou se ela for frágil. Te-mos, ainda, que os sistemas me-cânicos quase sempre apresentam alto custo de aquisição, instalação e manutenção.A grande vantagem das ventosas, como sistemas de movimentação, é que elas não danificam as peças. Outras vantagens que podem ser mencionadas são: o baixo custo, manutenção simples, bem como, a velocidade de operação. As ven-tosas podem ser projetadas em diversas formas, dependendo de sua aplicação, entretanto, generi-camente, podemos classificá-las em 3 tipos principais. Veja:
61COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Ventosa padrão
O tipo mais comum, para uso em superfícies planas ou ligeiramente curvas. As ventosas padrão po-dem ser produzidas com diferen-tes formas. Em função de suas aplicações, as características que podem variar são: tamanho, mate-rial, abas duplas para vedação, lu-vas de atrito, molas de reforço etc.
Figura 57 – Ventosa Padrão
Fonte: Parker (1998, p. 8).
Ventosa com fole
Este tipo de ventosa destina-se, principalmente, à aplicações que requerem ajuste para diferentes alturas/níveis. As ventosas com fole podem ser usadas em siste-mas de levantamento de peças com diversos planos e diferentes formas, como, por exemplo, cha-pas corrugadas. Elas, também, dão certo grau de flexibilidade ao sistema, que pode ser utiliza-do para separar películas finas. As ventosas com fole podem ser de fole simples ou duplo. A ventosa com fole não é adequa-da para movimentação de superfí-cies verticais.
Figura 58 – Ventosa com Fole
Fonte: Parker (1998, p. 9).
Caixa de sucção
Este tipo de ventosa pode ser oval, quadrada ou retangular, de-pendendo da forma da peça a ser movimentada.
Figura 59 – Caixa de Sucção
Fonte: Parker (1998, p. 9).
62 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Geradores de vácuo
Os geradores pneumáticos de vácuo operam sob o princípio Venturi, (descrito anteriormente, quando estudamos os lubrificadores de ar) e são alimentados por um gás pressurizado, geralmente, o ar comprimido.
Figura 60 – Geradores de Vácuo
Fonte: Parker (1998, p. 11).
O efeito Venturi
O efeito Venturi, é obtido através da expansão do ar comprimido que alimenta o gerador de vácuo, através de um ou mais bocais. Esta expan-são, converte a energia potencial do ar, em forma de pressão, para ener-gia cinética, em forma de movimento. A velocidade do fluxo aumenta e pressão e temperatura caem, criando uma pressão negativa no lado da sucção.Os geradores de vácuo pneumáticos apresentam dimensões reduzidas, ausência de peças móveis, baixo custo de manutenção e respostas rápi-das.
Figura 61 – Efeito Venturi
Fonte: Parker (1998, p. 12).
63COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Comparação entre geradores, ventiladores e bombas de deslocamento positivo
Gerador pneumático Ventilador
Bomba de
deslocamento
positivo
▪ Baixo custo de aqui-sição
▪ Respostas rápidas
▪ Pouco peso e dimen-sões reduzidas (facilitam a instalação)
▪ Montagem sobre ou próximo a ventosa reduz o volume de vácuo e o consumo de energia
▪ Alto nível de ruído
▪ Custo de operação re-lativamente alto, se usa-do em serviço contínuo
▪ Baixo custo de aqui-sição
▪ Alta capacidade de sucção (importante quando o material a ser deslocado, apresenta alta permeabilidade ao ar)
▪ Alto nível de ruído
▪ Baixo nível de vácuo
▪ Baixo custo de operação
▪ Baixo nível de ruído
▪ Alto custo de aquisição
▪ Alto custo de manutenção
Quadro 2 – Comparação entre as Fontes de Vácuo
Fonte: Parker (1998, p. 13).
Concluímos a quarta unidade de estudos desta unidade curricular. Mas, não pense que acabou! Há muitas descobertas ainda pela frente!
Unidade de estudo 5
Seções de estudo
Seção 1 – Fluidos hidráulicos Seção 2 – ReservatórioSeção 3 – Bombas hidráulicasSeção 4 – Filtros para sistemas hidráulicosSeção 5 – Válvulas direcionaisSeção 6 – AtuadoresSeção 7 – Válvulas de bloqueioSeção 8 – Válvulas reguladoras de vazãoSeção 9 – Válvulas reguladoras de pressãoSeção 10 – Elemento lógicoSeção 11 – Trocador de calorSeção 12 – AcumuladoresSeção 13 – Intensificador de pressãoSeção 14 – Instrumentos de medição e controle
65COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Composição de um Sistema Pneumático
Seção 1 Fluidos hidráulicos
Um sistema hidráulico independente do trabalho que irá realizar é com-posto dos seguintes grupos:
Figura 62 – Composição do Sistema HidráulicoFonte: Parker ( 2008, p. 5).
As fontes de energias, normalmente utilizadas, são: energia elétrica (mo-tor elétrico) e energia térmica (motor a combustão). O grupo de geração que transforma energia mecânica em energia hidráulica é constituído pelas bombas hidráulicas, entre outros componentes; o grupo de con-trole que controla e direciona a energia hidráulica, compõe-se de válvu-las direcionais e reguladoras de vazão e pressão. No grupo de atuação, encontraremos os atuadores, que podem ser os cilindros, osciladores e motores. O grupo de ligação responsável pela transmissão da energia hidráulica é composto por conexões, tubos e mangueiras.
Figura 63 – Sistema HidráulicoFonte: Software Automation Studio 5.6
(2009).
É o elemento vital de um sistema hidráulico industrial, pois é um meio de transmissão de energia, um lubrificante, um vedador e um meio de transferência de calor. O fluido hidráulico, à base de petró-leo, é o mais usado.
66 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 64 – Fluidos Hidráulicos
Fonte: Racine (1987, p. 130).
Um bom fluido hidráulico, com uma boa filtragem, contribuirá, muito, para o aumento na vida útil dos componentes dos sistemas hidráulicos. O mais usado é o óleo mineral à base de petróleo que recebe aditivos em sua composição para adequá-lo ao uso em sistemas hidráulicos.
Tipos de fluidos e suas características:
Figura 65 – Características dos FluidosFonte: Festo Didactic (2001, p. 59).
67COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Informações gerais
▪ Nunca devemos misturar dois fluidos de fabricantes diferentes, pois os aditivos podem reagir entre si, deteriorando o óleo e envelhecendo-o, precocemente; ▪ A limpeza do sistema deve ser bem feita, pois testes precisos reve-
laram que 10% do óleo “velho” deixado no interior do sistema reduz 70% das qualidades do óleo novo; ▪ Não utilizar método de somente completar o nível; ▪ Quando o fluido hidráulico ficar parado, pelo período aproximado
de dois meses após ter sido usado, convém substituí-lo; ▪ O tipo de óleo, bem como o período da troca, são recomendados
pelo fabricante; ▪ Para determinar, precisamente, as condições de um fluido (grau de
oxidação e quantidade de contaminantes) devem ser realizados testes de laboratório; ▪ Guarde o óleo, sempre, em recipientes limpos e protegidos contra as
intempéries; ▪ Mantenha as tampas dos recipientes hermeticamente fechadas.
Aditivos
São produtos químicos que, adicionados ao óleo, melhoram suas carac-terísticas ou criam novas características. Ex.: antiespumante, inibidores de corrosão, antedesgaste etc. Apesar de não existirem normas nem di-retrizes legais que definam a compatibilidade de um fluido com o meio ambiente, já se verifica, na prática, a utilização dos fluidos não poluentes. Ex.: biodegradáveis.
Viscosidade
É a resistência do fluido ao escoar, ou seja, se um fluido escoa facilmen-te, sua viscosidade é baixa, pode-se dizer que o fluido é fino ou pouco encorpado. Um fluido que escoa com dificuldade tem alta viscosidade, é grosso ou muito encorpado. Resumindo, viscosidade é uma medida inversa a de fluidez.
Métodos para definição da viscosidade
Alguns métodos para definir a viscosidade, em ordem de exatidão de-crescente são: viscosidade absoluta (Poise); viscosidade cinemática em centistokes; viscosidade relativa em S.U.S e SAE. Para efeito prático, na maioria dos casos, a viscosidade relativa já é suficiente. Determina-se a viscosidade relativa cronometrando-se o escoamento de uma dada quan-tidade de fluido, através de um orifício calibrado, a uma determinada temperatura. Observe a imagem:
68 CURSOS TÉCNICOS SENAI
▪ Viscosímetro de Saybolt
Figura 66 – Viscosímetro de Saybolt
Fonte: Parker (2008, p. 5).
▪ Número SAE
Os números SAE foram estabelecidos pela Sociedade Americana dos Engenheiros Automotivos para especificar as faixas de viscosidade SUS do óleo, às temperaturas de testes SAE. Os números de inverno (5W, 10W, 20W) são determinados pelos testes a 0°F (-17°C). Os números para óleo de verão (20, 30, 40, 50 etc.) desig-nam a faixa SUS a 212°F (100°C).
▪ Viscosidade ISO VG
O sistema ISO estabelece o número médio para uma determinada faixa de viscosidade cinemática (cSt), a temperatura de 40°C. Existem, ainda, outras unidades, porém, não vemos como necessário estudarmos, no nosso contexto. Usando a tabela seguinte podemos converter um valor em centistokes para segundos Saybolt Universal.
69COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
ISO standard 3448
ASTM D-2422
Ponto médio de
viscosidade
cSt
Viscosidade cinemática, cStEquivalência
aproximada
SUSmínimo máximo
ISO VG 2 2,2 1,98 2,42 32
ISO VG 3 3,3 2,88 3,52 36
ISO VG 5 4,6 4,14 5,06 40
ISO VG 7 6,8 6,12 7,48 50
ISO VG 10 10 9,00 11,0 60
ISO VG 15 15 13,5 16,5 75
ISO VG 22 22 19,8 24,2 105
ISO VG 32 32 28,8 35,2 150
ISO VG 46 46 41,4 50,6 215
ISO VG 68 68 61,2 74,8 315
ISO VG 100 100 90,0 110 465
ISO VG 150 150 135 165 700
ISO VG 220 220 198 242 1000
ISO VG 320 320 288 352 1500
ISO VG 460 460 414 506 2150
ISO VG 680 680 612 748 3150
ISO VG 1000 1000 900 1100 4650
ISO VG 1500 1500 1350 1650 7000
Tabela 7 – Conversão de Unidades de ViscosidadeFonte: Parker (2008, p. 24).
▪ Índice de viscosidade – IV
O índice de viscosidade é uma medida relativa da mudança de viscosi-dade de um fluido como consequência das variações de temperatura. Um fluido que tem uma viscosidade relativamente estável, a temperatu-ras extremas, tem um alto índice de viscosidade (IV). Um fluido que é espesso quando frio e fino quando quente, tem um baixo IV. A tabela abaixo mostra uma comparação entre um fluido de IV 50 e um de IV 90:
Comparação das viscosidades em 3 temperaturas:
IV (-17ºC) 0º F (37ºC) 100ºF (100ºC) 210ºF
50 12.000 SUS 150 SUS 41 SUS
90 8.000 SUS 150 SUS 43 SUS
Tabela 8 – Índice de ViscosidadeFonte: SAGGIN (2004, p. 37).
70 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Nota-se que o óleo de 90 IV é mais fino a -17°C e mais espesso a 100°C, porém, ambos têm a mesma viscosidade a 37°C.
Seção 2Reservatório
Sua principal função é armazenar o fluido hidráulico e, como regra geral (prática), deve conter duas a três vezes a vazão da bomba. Conectados ao reservatório encontraremos linhas de sucção, retorno e dreno. Quando as linhas não possuírem filtros nas extremidades, devem ser cortadas a 45° e montadas para a parede do reservatório, facilitando o fluxo normal do fluido.
Figura 67 – ReservatórioFonte: Festo Didactic (2001, p. 76).
No reservatório, encontraremos a tampa de inspeção, bocal de en-chimento, respiro, visor de nível e, no seu interior, a placa defletora (chicana) que tem a função de re-duzir a turbulência e evitar que o fluido de retorno seja succionado sem antes ter circulado pelo reser-vatório para trocar calor e decan-tar impurezas.
Os reservatórios podem ser:
▪ aberto: quando a pressão no interior do mesmo for igual à pressão atmosférica;
▪ pressurizado: quando a pressão no interior do mesmo for maior que a pressão atmosférica.
71COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Simbologia
Reservatório aberto
Reservatório pressurizado
Seção 3Bombas hidráulicas
Bombas hidráulicas são componentes utilizados para fornecer vazão ao sistema, fornecendo energia necessária ao fluido.
Bomba de deslocamento não positivo
São, também, chamadas de roto dinâmicas, não possuem vedação mecâ-nica entre a entrada e a saída, um pequeno aumento da pressão reduz a vazão na saída. Exemplo: bombas centrífugas que possuem fluxo radial. Existem, também, as que possuem fluxo axial e são constituídas por uma hélice rotativa.
Fluxo Radial - Centrífuga Fluxo Axial - Hélice Fluxo Misto - Turbina
Figura 68 – Bombas HidráulicasFonte: Vickers (1983 p. 11-1).
Características das bombas hidráulicas
▪ vazão uniforme; ▪ dimensões reduzidas; ▪ baixo custo de manutenção; ▪ ausência de válvulas;
72 CURSOS TÉCNICOS SENAI
▪ apresentam menores vibra-ções; ▪ trabalham com fluidos conta-
minados; ▪ baixo poder de sucção; ▪ necessidade da retirada do ar
(escorva); ▪ baixo rendimento (60%); ▪ desaconselhável para pequenas
vazões e elevadas pressões.
Bombas de desloca-mento positivo
Nestas, existe vedação entre a entrada e a saída; teoricamente, fornecem vazão independente da pressão. Basicamente, possuem três tipos construtivos:, engrena-gens, palhetas e pistões.
Bomba de engrena-gem
Com o desengrenamento das en-grenagens, o fluido é conduzido da entrada para a saída, nos vãos formados pelos dentes das engre-nagens e as paredes internas da carcaça da bomba. Com o reen-grenamento, o fluido é forçado para a saída.
Figura 69 – Bomba de Engrenagem
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 72).
Características das bombas de deslocamento positi-vo
▪ Rendimento de 80 a 85%; ▪ Pressão típica de 250 Kgf/cm2; ▪ Deslocamento típico de 250 cm3/r; ▪ Compacta e de pouco peso; ▪ Geralmente ruidosa; ▪ Baixo custo; ▪ Apenas deslocamento fixo, boa resistência à contaminação; ▪ Pouca possibilidade de manutenção; ▪ Resistente aos efeitos da cavitação.
Simbologia
Bomba de deslocamento fixo unidirecional.
Bomba de palhetas
As bombas de palheta produzem uma ação de bombeamento, fazendo com que as palhetasacompanhem o contorno de um anel. Seu mecanismo de bombeamento é composto de um rotor, palhetas, anel e placas com aberturas de entra-das e saídas, além do mecanismo de ajuste de pressão e vazão.
73COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Bomba de palhetas de vazão variável com compensação de pressão
Figura 70 – Bomba de Palheta
Fonte: Racine (1987, p. 141).
Características das bombas de palhetas
▪ Rendimento 75 a 80%; ▪ Deslocamento típico 100 cm3/r; ▪ Pressão de trabalho: até 210 kgf/cm² - bombas de vazão fixa e 70
kgf/cm² - bombas vazão variável; ▪ Montagem múltipla e simples; ▪ Possuem controle de vazão e pressão; ▪ Baixo custo e pouca tolerância às impurezas; ▪ Pouco ruidosa e vazão uniforme.
Simbologia
Bomba de deslocamento fixo unidirecional.Bomba de deslocamento variável unidirecional com
compensação de pressão.
Bombas de pistões
Estas bombas geram uma ação de bombeamento, devido ao desloca-mento de pistões no interior de um tambor cilíndrico.
74 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Bombas de pistões de eixo inclinado
Figura 71 – Bomba de Pistões
Fonte: Racine (1987, p. 144).
Bombas de pistões de placa inclinada
Figura 72 – Bomba de Pistões
Fonte: Racine (1987, p. 145).
Características das bombas de pistões de placa inclinada
▪ Rendimento que gira em torno de 95%; ▪ Deslocamento típico 500
cm3/r; ▪ Alta eficiência total. Podem
ser de vazão fixa ou variável; ▪ São as que menos toleram
impurezas; ▪ Pressão típica 700 bar; ▪ Possibilidade de montagem
múltipla. Compacta.
Simbologia
Bomba de
deslocamento fixo
unidirecional.
Bomba de deslocamento
variável unidirecional
com compensação de
pressão.
Bomba de
deslocamento
variável
bidirecional com
compensação de
pressão.
Como qualquer equipamento elétrico ou mecânico, requer uma série de cuidados para garantir uma vida útil mais longa. Para isso, devemos alinhar, corretamente, o motor de acionamento à bomba e utilizar aco-plamentos flexíveis. O sentido de rotação e a retirada do ar da bomba (escorva) deverão ser observados, com atenção, sob pena de danificar a bomba em pouco tempo.
Cavitação
Para cada líquido, numa determinada temperatura, existe uma pressão, abaixo da qual se inicia sua vaporização. A essa pressão dá-se o nome de pressão de vapor do líquido. Se isso ocorrer na sucção de uma bomba, o líquido irá vaporizar, parcialmente, sob forma de bolhas de vácuo que, ao serem arrastadas pelo rotor para uma zona de maior pressão, irão se condensar, bruscamente, provocando uma erosão no rotor. Para evitar a cavitação, podemos proceder das seguintes maneiras:
▪ diminuir a perda de carga na linha de sucção; ▪ aumentar a pressão do reservatório; ▪ reduzir a rotação da bomba; ▪ reduzir a distância entre a bomba e o reservatório; ▪ redimensionar tubulações.
Aeração
É a entrada de ar na bomba. Este fenômeno é similar ao da cavitação, inclusive seus efeitos sobre a bomba e demais componentes do sistema, diferindo-se, apenas, que nesta ocorre a formação de bolhas de ar e não de vácuo. A condição de aeração, também, é detectada pelo elevado ruí-do metálico. Quando há aeração, as medidas a ser tomadas são:
▪ verificar se as ligações entre os componentes da linha de sucção estão bem vedadas; ▪ evitar que a bomba arraste fluido com bolhas de ar do reservatório.
75COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Bombas em série
Quando a bomba hidráulica tem baixo poder de sucção, instala-se uma bomba auxiliar (Bomba de carga) cuja função é alimentar a bomba principal.
Figura 73 - Bombas em Paralelo
São utilizadas, em casos onde se necessita de duas velocidades em atuadores, uma rápida e outra len-ta. O rápido com pouca força e o lento com grande força. Se apli-ca, também, em casos de sistemas com circuitos independentes.
Seção 4Filtros para sistemas hidráulicos
Tem a função de reter as partículas insolúveis do fluido. Os filtros, bem como os elementos filtrantes, podem ser de diversos tipos e modelos. É recomendável que o filtro seja dimensionado para permitir a passagem por três vezes da vazão da bomba.
Figura 74 – Filtros para Sistemas Hidráulicos
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 79).
Visibilidade da contaminação
O menor limite de visibilidade para o olho é de 40 mícron. Em outras palavras, uma pessoa normal pode enxergar uma partícula que mede 40 mícron, no mínimo. Isto significa que, embora uma amostra de fluido hidráulico pareça estar limpa, ela não está, necessariamente, limpa.
76 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 75 – Visibilidade da ContaminaçãoFonte: Festo Didactic (2001, p. 82).
Tipos de filtros
▪ Filtro de sucção - 100 a 150 mícron, montados entre o reservatório e a bomba.
▪ Filtro de pressão - 0,1 a 20 mícron são filtros montados antes de alguns componentes que requeiram um grau de filtragem mais apurado como: servo-válvulas, motores de pistões axiais, válvulas proporcionais, entre outros.
77COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
▪ Filtro de retorno - 40 a 80 mícron, são os filtros montados na linha de retorno do fluido para o reservatório.
Folga típica de componentes hidráulicos
Componente Mícrons
Rolamentos antifricção de rolos e esferas 0,5Bomba de palheta 0,5-1
Bomba de engrenagem (engrenagem com a tampa) 0,5-5
Servo válvulas (carretel com a luva) 1-4
Rolamentos hidrostáticos 1-25
Rolamentos de pistão (pistão com camisa) 5-40
Servo-válvulas 18-63
Atuadores 50-250
Orifício de servo-válvula 130-450
Tabela 9 – Folga típica de componentes hidráulicosFonte: Parker (2008, p. 25).
Razão beta
O grau do meio filtrante, expresso em razão beta, indica a eficiência média de remoção de partículas. A razão beta é definida pela equação a seguir:
78 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Razão Beta = nº de partículas do lado não filtrado
nº de partículas do lado filtrado
Exemplo:
51000050000
==Β
Eficiência = 100)11( xΒ
−
Eficiência = %80100)511( =− x
Para uma razão beta menor que 75, temos um filtro nominal (baixa efi-ciência) e para uma razão b,eta maior ou igual a 75 temos um filtro ab-soluto (alta eficiência).
Indicadores de impurezas
Um indicador de impurezas mostra a condição de um elemento filtrante. Ele indica quando o elemento está limpo, quando precisa ser trocado ou se está sendo utilizado o desvio.
Sinal Elétrico Indicador Óptico
Figura 76 – Indicadores de ImpurezasFonte: Festo Didactic (2001, p. 80).
Seção 5Válvulas direcionais
São constituídas de um corpo com ligações internas que são conectadas e desconectadas por uma parte móvel, o carretel. Para identificar a simbologia de uma válvula devemos considerar o nú-mero de posições, vias, posição normal e o tipo de acionamento.
79COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 77 – Válvulas Direcionais
Fonte: Parker. (2008, 71).
▪ Válvula direcional 4/3 vias acionada por solenóide, centrada por molas, com centro fechado. ▪ Número de posições: identificamos pelo número de quadrados da
simbologia e devemos saber que, para ser uma válvula direcional, deve ter, no mínimo, duas posições.
Número de vias: corresponde ao número de cone-xões úteis que uma determinada válvula possui
80 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Tipos de acionamentos: manual ou automático
Tipos de centro: aberto ou fechado
Sobreposição de comando nas válvulas direcionais de carretel deslizante.Conforme o tipo de êmbolo de comando, ao serem comutadas as vál-vulas para outra posição de comando, as conexões são fechadas ou in-terligadas, durante um determinado tempo. Isto é denominado de so-breposição positiva ou negativa de comando. Sobreposição positiva é onde todas as conexões fecham-se durante a comutação. Sobreposição negativa é quando, durante a comutação, todas as conexões estão inter-ligadas durante um pequeno tempo.
Figura 78 – Sobreposição de ComandoFonte: Festo Didactic (2001, p. 108).
Para facilitar a instalação, as vál-vulas direcionais são, normalmen-te, montadas em placas e, estas, conectadas às tubulações. Segue, abaixo, as configurações padroni-zadas de furações.
81COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 79 – Configurações Padronizadas de FuraçõesFonte: Parker (2008, p. 72).
Figura 80 – Relação entre Tamanho Nominal e VazãoFonte: Parker (2008, p. 74).
Solenóides
Como visto, anteriormente, solenóides são componentes eletromecâni-cos, que transformam energia elétrica em energia mecânica linear. Nos sistemas hidráulicos e pneumáticos, os solenóides que têm sido, tradi-cionalmente, utilizados, são do tipo digital. Como a denominação deixa clara, estes solenóides possuem duas posições de equilíbrio, totalmente energizado ou totalmente desenergizado. O princípio de operação dos solenóides, independente do seu tipo construtivo, é bastante similar, po-dendo ser resumido da seguinte forma:
O solenóide é constituído, ba-sicamente, de um núcleo fixo, um núcleo móvel, mola de re-torno e bobina. Quando o so-lenóide está desenergizado o núcleo móvel é mantido, atra-vés da ação de uma mola de re-torno, afastado do núcleo fixo.
82 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 81 – Válvula Direcional Hidráu-lica com Acionamento Direto (em Repouso)Fonte: Rexroth (2005, p. 168).
Quando é aplicada uma corren-te elétrica à bobina, esta gera um campo magnético, o qual atrai o núcleo móvel que, por sua vez, desloca o carretel da válvula, dan-do nova direção ao fluxo do flui-do.
Figura 82 – Válvula Direcional Hidráuli-ca com Acionamento Direto (acionada)Fonte: Rexroth (2005, p. 168).
Dentre os solenóides convencio-nais existem dois tipos construti-vos básicos: solenóides a seco, e os solenóides em banho de óleo. Quanto ao sinal de alimentação, podem ser alimentados com cor-rente contínua ou alternada, em diversos níveis de tensão. Os solenóides a seco receberam esta denominação porque todo o solenóide é isolado do fluido hidráulico e, portanto, o núcleo móvel se desloca através de um espaço de ar quando o solenói-de é energizado. Estes solenóides tiveram seu desenvolvimento e aplicação anterior aos solenóides em banho de óleo, encontrando aplicação até os dias atuais, apesar de apresentarem alguns inconve-nientes.
O primeiro inconveniente é a excessiva geração de calor no solenóide, especialmente para solenóides alimentados com corrente alternada e que operam em equipamentos com uma frequência de acionamentos muito grande, havendo o risco de queima do solenóide. O segundo inconve-niente é a necessidade da vedação dinâmica, entre o pino de acionamen-to e o corpo da válvula, o que pode permitir eventuais vazamentos de fluido hidráulico para o interior do solenóide e, daí, para o seu exterior.
Figura 83 – Solenóide em Banho de Óleo e a Seco
Fonte: Festo Didactic (1986, p. 42).
Para eliminar este problema, outra concepção de solenóide foi desenvol-vida, denominado solenóide em banho de óleo. Nesta concepção, o pino de acionamento e o núcleo móvel estão imersos no fluido hidráulico que circula através da válvula, estando bobina e núcleo fixos, isolados do fluido hidráulico, atravwés de um tubo aparafusado no corpo da válvula. Com esta concepção, é permitido um escoamento contínuo do fluido hidráulico em torno do núcleo móvel, melhorando a dissipação do calor gerado na bobina.
Válvula direcional hidráulica pré-operada
São válvulas de tamanho nominal grande e de elevada potência hidráu-lica (P x Q), onde uma válvula pequena, comandada por solenóides, é acionada, deslocando o carretel o qual permite a passagem do óleo que irá deslocar o êmbolo da válvula principal. Por esse motivo, são chama-das de válvulas de duplo acionamento ou eletro-hidráulicas.
Figura 84 – Válvula Direcional Hidráulica Pré-OperadaFonte: Rexroth (2005, p. 171).
83COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Seção 6Atuadores
Os atuadores possuem, como função, a conversão de energia hidráulica em energia mecânica linear ou rotativa, dependendo de seu tipo cons-trutivo. Veremos, a seguir, os atuadores mais comuns, encontrados na indústria.Atuador linear de dupla ação: realiza trabalho nos dois sentidos (avanço e retorno).
Figura 85 – Atuador Linear de Dupla AçãoFonte: Racine (1987, p. 77).
Amortecimento de fim de cursoO amortecimento consiste de coxins* junto ao êmbolo que, ao chega-rem próximo do fim do curso, encontrarão uma câmara reduzida, associado a uma válvula de estrangulamento para a regulagem.
Figura 86 – Amortecimento de Fim de CursoFonte: Rexroth (2005, p. 119).
84 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Simbologia dos atuadores lineares
Os componentes internos dos motores e das bombas trabalham submersos em óleo que é, conti-nuamente, retirado por um dreno, cujas funções são:
▪ lubrificar; ▪ refrigerar; ▪ impedir a entrada de ar.
Atuador rotativo de pinhão e cre-malheira (oscilador hidráulico): são usados para transmitir mo-vimento rotativo alternado, com ângulo de rotação limitado.
Figura 89 – Oscilador
Fonte:Rexroth, (2005, p. 128).
Simbologia
oscilador
hidráulico.
Seção 7Válvulas de bloqueio
São, também, chamadas válvula de retenção e bloqueiam a passa-gem do fluxo em um sentido, per-mitindo fluxo reverso livre.
▪ Válvula de retenção sim-ples: permite o fluxo em uma direção.
Figura 87 – Simbologia dos Atuadores LinearesFonte: SAGGIN (2004, p. 50).
Atuador rotativo de palhetas (motor hidráulico)
Figura 88 – Atuador Rotativo de PalhetasFonte:Rexroth, (2005, p. 68).
Simbologia
Atuador
rotativo
85COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 90 – Retenção SimplesFonte: Festo Didactic (2001, p. 125).
▪ Válvula de retenção pilotada: permite o fluxo em uma direção, sendo que, na direção contrária, só existirá fluxo quando o êmbolo de pilotagem receber pressão e abrir a válvula principal.
Figura 91 – Retenção Pilotada
Fonte: Racine (1987, p. 144).
86 CURSOS TÉCNICOS SENAI
▪ Válvula de retenção pilotada geminada
Figura 92 – Retenção Pilotada GeminadaFonte: Racine (1987, p. 145).
▪ Válvula de pré-enchimento ou de sucção: Quando um sistema requer cilindro de grandes dimensões usa-se válvula de pré-enchimento (Válvula de retenção pilotada de grande vazão), que facilita o escoa-mento do óleo para o interior do cilindro, garantindo maior velocidade à máquina.
87COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 93 – Válvula de Pré-Enchimento ou de Sucção
Fonte: Rexroth (2005, p. 158).
Seção 8Válvulas reguladoras de vazão
As válvulas controladoras de vazão são utilizadas para influenciar na ve-locidade de movimento dos atuadores, variando-se a área da seção trans-versal de passagem do fluido. A área do orifício e o elemento controlável são responsáveis pelo controle, mas, existem outros fatores que afetam o controle da velocidade, como o diferencial de pressão e a viscosidade do fluido. Portanto, estes fatores merecem cuidados quando o movimento exigido for de precisão. Existem válvulas unidirecionais, bidirecionais com orifício de passagem fixo, variável e com compensação de tempe-ratura e pressão.
Válvula reguladora de vazão unidirecional
Controlam a vazão em um sen-tido, permitindo o fluxo reverso livre.
88 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 94 – Reguladora de Vazão UnidirecionalFonte: Festo Didactic (2001, p. 134).
Válvula reguladora de vazão com compensação de pressão.
Podemos encontrar esta válvula com o compensador de pressão antes ou depois do estrangulamento. O compensador tem a função de manter o diferencial de pressão constante, antes e depois do estrangulamento, garantido, assim, uma vazão constante na saída da válvula, mesmo com alterações de pressão na entrada da válvula.
Figura 95 – Reguladora de Vazão Unidirecional com Compensação de Pressão
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 135).
Métodos de controle
▪ Controle na entrada (meter in) - controla o fluxo que entra no atuador. É usado onde a carga resiste ao movimento do atuador.
▪ Controle na saída (meter out) - controla o fluxo que sai do atuador. É usado onde a carga tende a fugir do atuador ou deslocar-se na mesma direção deste.
▪ Controle em desvio (bleed off) - a válvula é instalada na linha de pressão através de um “T” e a velocidade é controlada desviando-se parte do fluxo da bomba ao tanque.
89COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Não deve ser aplicado onde a carga tende a fugir do atuador. Tem a vantagem da bomba não sobrecarregar. A desvantagem está na menor precisão de controle. O fluxo, em excesso, volta ao tanque através da V.R.V. e não através da válvula de alívio.
Seção 9Válvulas reguladoras de Pressão
As válvulas reguladoras de pressão controlam a pressão do sistema. A maioria é de posicionamento infinito, ou seja, pode assumir diversas po-sições, desde totalmente aberta até totalmente fechada. Podem ser:
▪ válvula de alívio ou limitadoras de pressão (segurança); ▪ válvula de descarga; ▪ válvula de sequência; ▪ válvula redutora de pressão; ▪ válvula de contrabalanço, entre outras.
Válvula reguladora de pressão de ação direta
Figura 96 – Válvula Reguladora de Pressão de Ação DiretaFonte: Parker (2008, p. 109).
90 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Válvula reguladora de pressão de ação indireta
Figura 97 – Válvula Reguladora de Pressão de Ação Indireta
Fonte: Parker (2008, p. 112).
Válvula redutora de pressão de ação indireta
Figura 98 – Válvula Redutora de Pressão de Ação DiretaFonte: Rexroth (2005, P. 205).
91COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Exemplo de circuito utilizando válvula limitadora de pressão (alívio) e válvulas de sequência
A
B
Y
A
B
Y
A BS1
P T
S2
M
Figura 99 – Exemplo de Aplicação
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Seção 10Elemento Lógico
É um elemento versátil, pois pode ser usado como:
▪ válvula direcional; ▪ válvula reguladora de vazão; ▪ válvula de retenção simples ou pilotada; ▪ válvula reguladora de pressão; ▪ entre outras funções combinadas.
Figura 100 – Elemento LógicoFonte: Parker (2008, p. 146).
Características
Não apresenta vazamentos, pos-sui rapidez nas respostas, pode trabalhar lentamente, possui co-mandos suaves, é versátil e possui vários tamanhos.
Exemplos de aplicação:
▪ retenção de A para B; ▪ retenção de B para A; ▪ retenção pilotada.
92 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 101 – Exemplos de Aplicação
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Limitando-se a elevação do cone principal, o elemento lógico passa a exercer a função de uma válvula reguladora de vazão.
Figura 102 – Elemento Lógico como Válvula Reguladora de VazãoFonte: Parker (2008, p. 148).
Válvula reguladora de vazão
Figura 103 – Exemplos de AplicaçãoFonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Válvula reguladora de pressão
Figura 104 – Elemento Lógico como Válvula Reguladora de PressãoFonte: Parker (2008, p. 149).
Válvula reguladora de pressão com despressuri-zarão por solenóide
Figura 105 – Elemento Lógico como Válvula Reguladora de PressãoFonte: Parker (2008, p. 149).
93COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Exemplo de aplicação
Figura 106 – Exemplo de Aplicação
Fonte: Parker (2008, p. 150).
Sequência de funcionamento elétrico:
▪ Posição de repouso: S1, S2 desligados. ▪ Avanço: S1 ligado. ▪ Retorno: S2 ligado.
Figura 107 – Elemento Lógico como Válvula Reguladora de Vazão
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Seção 11Trocador de calor
Os sistemas hidráulicos se aque-cem devido ao escoamento de óleo, pressão, entre outros fatores. Se o reservatório não for suficien-te para manter o fluido à tempera-tura normal de trabalho, ocorrerá um superaquecimento. Para evitar isso, são utilizados resfriadores ou trocadores de calor. Os modelos mais comuns são ar-óleo e água-óleo. Veja!
94 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Trocador de calor ar-óleo
Figura 108 – Trocador de Calor Ar-Óleo Fonte: SAGGIN (2004, p. 54).
Simbologia
Figura 109 – Trocador de calor água-óleo
Figura 110 – Trocador de Calor Água-ÓleoFonte: SAGGIN (2004, p. 54).
Simbologia
Seção 12Acumuladores
Os acumuladores armazenam certo volume de fluido sob pres-são para fornecê-lo ao sistema, quando necessário e podem cum-prir as seguintes funções:
▪ como equipamento auxiliar de emergência; ▪ como amortecedor de panca-
das hidráulicas; ▪ para aumentar a velocidade de
um atuador; entre outras.
Figura 111 – Acumuladores
Fonte: Adaptado de Parker (2008, p.
137).
Existem acumuladores de peso, de mola, de pistão, de membrana e de bexiga. Dentre os tipos ci-tados, os de peso e de mola são pouco aplicáveis na indústria. Os mais aplicáveis são os que utili-zam o gás nitrogênio. O nitrogê-nio é utilizado, devido às suas ca-racterísticas de estabilidade com relação à pressão, ser inerte, não oferecer perigo de explosão e não atacar os diversos tipos de elastô-meros.
Quando há necessidade de acu-mular grandes quantidades de óleo, de 15 a 80 litros, utilizam-se acumuladores de êmbolo. Para volumes menores, de 1 a 30 litros, utilizam-se acumuladores flexíveis ou elásticos, de membrana ou be-xiga. Estes acumuladores se ca-racterizam por possuírem estan-queidade absoluta.
95COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 112 – Acumuladores de Pistão, Bexiga e MembranaFonte: SAGGIN (2004, p. 56).
Simbologia
Acumulador à
gás (símbolo
geral)
Acumulador
de pistão
Acumulador
de
membrana
Acumulador
de bexiga
Exemplo de circuito com aplicação de acumulador hidráulico
Figura 113 – Exemplo de AplicaçãoFonte: Software Automation Studio 5.6 (2009).
Seção 13Intensificador de pressão
Os intensificadores de pressão (boosters) são dispositivos que con-vertem fluído à baixa pressão em fluido à alta pressão, isto é, inten-sificam a pressão de um sistema hidráulico.
96 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Figura 114 Intensificadores de PressãoFonte: SAGGIN (2004, p. 58).
Seção 14Instrumentos de medição e controle
São acessórios usados para avaliar e/ou controlar o rendimento dos sis-temas hidráulicos (pressão, temperatura, nível vácuo, vazão, entre ou-tros). Os principais instrumentos empregados na hidráulica são:
Manômetros
São equipamentos utilizados para medir pressão. Podemos encontrá-los de diversas formas construtivas, mas, os mais comuns, são: manômetro de Bourdon, que pode ser a seco ou em banho de glicerina, para amorte-cer as vibrações e lubrificar o manômetro e o manômetro digital.
Figura 115 – ManômetrosFonte: Parker (2008, p. 43).
Pressostatos
São elementos que convertem sinal de pressão em sinal elétri-co. São muito usados no moni-toramento de pressão máxima e mínima, em sistemas industriais hidráulicos. Também, são utiliza-dos para a emissão de sinais nos processos de automação, quando a grandeza medida for pressão. Atualmente, os mais comuns são os pressostatos mecânicos e os eletrônicos.
97COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Figura 116 – Pressostatos
Fonte: Rexroth (2005, p. 263).
Transdutores eletrôni-cos de pressão
São dispositivos que geram um sinal elétrico analógico, propor-cional ao valor da pressão à que são submetidos. Este dispositivo vem sendo, largamente, utilizado em aplicações como monitoração e/ou controle de processos en-volvendo pressão, forças de cilin-dros, nível de líquidos etc. O sinal de saída gerado pelo transmissor pode ser em corrente e/ou em tensão.
Figura 117 – Transmissor de Pressão
Fonte: Festo Didactic (2001, p. 80).
Indicadores e controladores de nível e temperatura
São equipamentos instalados no reservatório e podem ser de leitura lo-cal, como os indicadores de nível e temperatura ou de leitura remota analógica que, além de indicarem, localmente, o valor das grandezas me-didas, podem enviar sinais padronizados para posterior processamento.
Figura 118 – Indicadores e Controladores de Nível e Temperatura
Fonte: Parker (2008, p. 46).
99COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Finalizando
Em muitas situações, os sistemas hidráulicos e pneumáticos são subutilizados ou utilizados de forma incorreta, pela falta de informações claras e objetivas que proporcionem, aos técnicos, o acesso aos conhecimentos, permitindo a otimização do potencial das máquinas e equipa-mentos em geral.
Com o material apresentado, acreditamos ter alcançado o objetivo proposto, pois, com os conhecimentos de hidráulica e pneumática apresentados, você estará preparado para desen-volver circuitos industriais com embasamento teórico e prático.
Bons estudos!
Referências
101COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
▪ COEL. Contador digital de impulso HCW1840. 2010. Disponível em: <http://www.coel.com.br/produtos.asp>. Acesso em: 08 mar. 2010.
▪ FAMIC Automation Studio 2009. Version 5.6: Famic Technologies Inc, 2009. 1. CD-ROM.
▪ FARGON. Rede de distribuição de ar. 2010. Disponível em: <http://www.fargon.com.br/catalogos/manual_tratamento_ar.pdf>. Acesso em: 08 mar. 2010.
▪ FESTO DIDACTIC. Introdução a sistemas eletropneumáticos e eletro-hiráulicos. São Paulo: Festo Didactic, 2001. 162 p.
▪ ______. Introdução à hidráulica proporcional. São Paulo: Festo Didactic, 1986. 206 p.
▪ HOWDEN. Figure 1: Unidade integrada de compressor de parafusos. 2010. Disponível em: <http://www.howden.com/pt/Library/HowThingsWork/Compressors/ScrewCom-pressor.htm>. Acesso em: 10 jan. 2010.
▪ METALTEX. Relé. 2009. Disponível em: <http://www.metaltex.com.br/downloads/OP.pdf>. Acesso em: 20 dez. 2009.
▪ ______. Chaves de fim de curso FM7121. 2010. Disponível em: <http://www.metal-tex.com.br/downloads/FM7.pdf>. Acesso em: 08 mar. 2010.
▪ PARKER. Hidráulica industrial: Apostila M 2001. Elyria, 2008. 232p.
▪ ______. Componentes para o vácuo: Catálogo 1111 BR 1998. Elyria, 1998.
▪ RACINE. Manual de hidráulica básica. 6. ed. Cachoeirinha-RS, 1987. 328p.
▪ REXROTH HIDRAÚLICA. Treinamento hidráulico. Diadema-SP: GrafiK Design, 2005. 278 p. (Volume 1).
▪ SAGGIN, Adagir (Org.). Técnicas de comandos eletro-hidro-pneumáticos. Blume-nau-SC: SENAI/CTV, 2002. 68 p.
▪ SAGGIN, A. et. al. (Orgs.) Hidráulica e técnicas de comando. Florianópolis: SE-NAI/SC, 2004. 102 p.
▪ ______. Pneumática e técnicas de comando. Florianópolis: SENAI/SC, 2004. 100 p.
▪ UGGIONI, Natalino. Hidráulica industrial. Porto Alegre-RS: Ed. Sagra Luzzatto, 2002. 131 p.
▪ UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO. Controladores lógicos programáveis. Rio de Janeiro: UERJ, 2009. 33 p.
▪ WEG. Dispositivos de Comando e Proteção. Jaraguá do Sul: WEG, 2002. 85 p.
Anexo
103COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Anexo 1 – Simbologia dos Elementos Pneumáticos
Símbolos gráficos mais utilizados para componentes de sistemas pneumáticos segundo norma ISO 1219-1.
Linhas de fluxo
Linha de trabalho e retorno
Linha de pilotagem
Indicação de conjunto de funções ou
componentes
Mangueira flexível
União de linhas
Linhas cruzadas e não conectadas
Possibilidade de regulagem (Inclinação
à 45°)
Direção do fluxo
Fluxo pneumático
Sentido de rotação
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
104 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Fontes de energia
Motor elétrico
Motor térmico
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Acoplamentos
Acoplamento
Acoplamento com proteção
Fonte : Software Automation Studio 5.6 (2009)
Compressores
Compressor de deslocamento fixo unidirecional
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Condicionadores de energia
Filtro
Separador com dreno manual
Separador com dreno automático
Filtro com separador e dreno manual
Desumidificador de ar
Lubrificador
Reservatório de ar
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
105COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Válvulas direcionais
3/2 vias
4/3 vias
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Métodos de acionamento
Detente ou trava
Manual
Mecânico (rolete)
Pedal
Alavanca
Botão
Mola
Solenóide
Piloto
Duplo acionamento
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
106 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Conversores rotativos de energia
Motor de deslocamento fixo bidirecional
Osciladores
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Conversores lineares de energia
Simples ação ou simples efeito
Dupla ação ou duplo efeito
Haste dupla
Com amortecimento regulável
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Válvulas controladoras de vazão
Orifício fixo
Orifício variável
Orifício variável com retorno livre (by pass)
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
107COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Válvula de retenção
Simples
Válvula alternadora (elemento OU).
Válvula seletora (elemento E).
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Válvula reguladora de pressão
Alívio ou segurança
Redutora de pressão
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Instrumentos e acessórios
Manômetro
Vacuômetro
Termômetro
Medidor de vazão (rotâmetro)
Filtro
Registro fechado
Registro aberto
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
108 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Anexo 2 - Simbologia dos Elementos Hidráulicos
Símbolos gráficos mais utilizados para componentes de sistemas hidráulicos (conforme nor-ma ISO 1219).
Linhas de fluxo
Linha de trabalho e retorno
Linha de pilotagem (x)
Linha de dreno (y)
Mangueira flexível
União de linhas
Linhas cruzadas e não conectadas
Possibilidade de regulagem (Inclinação à 45°)
Direção do fluxo
Fluxo hidráulico
Sentido de rotação
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Fontes de energia/acoplamento
Motor elétrico
Motor térmico
Acoplamento
Acoplamento com proteção
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
109COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Válvulas direcionais
Válvula direcional 3/2 vias
Válvula direcional 4/3 vias
Válvula direcional proporcional 4/3 vias'
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Métodos de acionamento
Detente ou trava
Manual
Mecânico (rolete)
Pedal
Alavanca
Botão
Mola
Solenóide convencional
Solenóide proporcional
Piloto
Duplo acionamento
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
110 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Válvulas controladoras de vazão
Orifício fixo
Orifício variável
Orifício variável com retorno livre (by pass)
Com compensação de temperatura e pressão
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Válvula de retenção
Simples
Pilotada
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Válvula reguladora de pressão
Ação direta Ação indireta
Reguladora de pressão
(alívio)
Sequência
Redutora de pressão
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
111COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Reservatório
Aberto à atmosfera
Pressurizado
Acumulador à gás (símbolo genérico)
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Bombas
Bomba de deslocamento fixo unidirecional
Bomba de deslocamento variável unidirecional
com compensação de pressão
Bomba de deslocamento fixo bidirecional
Bomba de deslocamento variável bidirecional
com compensação de pressão
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
112 CURSOS TÉCNICOS SENAI
Motores, idêntico à simbologia das bombas, invertendo-se, somente, o triângulo interno
Motor de deslocamento fixo unidirecional
Osciladores
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
Atuadores lineares
Atuador linear de simples ação ou simples efeito
Atuador linear de dupla ação ou duplo efeito
Atuador linear de haste dupla
Com amortecimento regulável
Cilindro telescópio
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)
113COMANDOS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS
Instrumentos e acessórios
Manômetro
Vacuômetro
Termômetro
Medidor de vazão (rotâmetro)
Pressostato
Transdutor de pressão
Termostato
Fluxostato
Visor ou indicador de nível
Filtro
Bocal de enchimento com filtro
Válvula de bloqueio
Fonte: Software Automation Studio 5.6 (2009)