automação pneumática industrial smc
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Apostila de PneumáticaTRANSCRIPT
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
API-01 Automação Pneumática
Industrial
Líder Mundial em Automação Pneumática
EDUCACIONAL
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
1959 - Início das atividades da SMC, denominada Shoketsu Kinzoky Kogyo Co. Ltda:
fabricação de filtros de metais sintetizados; Com o crescimento e surgimento de filiais, adotou o nome SMC (Sitered Metal and Company); 1967 - Inauguração da primeira filial fora do Japão (Austrália) e denominação SMC Corporation;
Histórico da SMC Corporation
Japão - 1.100 Engenheiros
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Investe 8% do seu faturamento em pesquisas e desenvolvimentos.
Atualmente são 1.600 engenheiros de desenvolvimento de produto.
Produtos com design diferenciado e alta tecnologia.
Elevada vida útil, chegando a 200 milhões de ciclos.
Economia de energia, consciência ecológica e ambiental.
Estrutura Global de Desenvolvimento
EUA - 100 Engenheiros China - 300 Engenheiros U.K. - 100 Engenheiros
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O maior parque fabril do segmento na América Latina.
SMC Brasil
Fundada em 1998 - 41ª subsidiária da SMC Corporation;
Atualmente produzindo 22 séries de produtos no Brasil;
Maior equipe de consultores de vendas do mercado com 102 pessoas em contato constante
com o cliente;
Centro Logístico com capacidade de atender a América Latina;
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SMC Treinamento
Centro de treinamento técnico, treinamentos in company, workshops e palestras
Equipamentos didáticos, bancadas de treinamento, softwares de simulação
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Princípios físicos que envolvem a pneumática.
Símbolos normalizados (DIN/ISO 1219, 5599), especificações técnicas, formas construtivas e
funções de: atuadores, válvulas direcionais, de bloqueio, de fluxo, de pressão e combinadas.
Circuitos pneumáticos para atender requisitos de automação com apoio de software de
desenho e simulação.
Montagens práticas de sistemas pneumáticos com componentes reais em unidades de
treinamento especialmente desenvolvidas.
Conteúdo do curso
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O que é Automação
Automação pneumática, é utilizar de componentes pneumáticos (movidos por ar comprimido),
para criar sistemas automáticos que facilitarão/dispensarão o auxílio do homem em processos
de produção.
Automação (do inglês Automation), é um sistema automático de controle pelo qual os
mecanismos verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo
correções, sem a necessidade da interferência do homem.
Existem diversas maneiras de explicar o que é pneumática, mas basicamente, observando
as atuais aplicações, pneumática é a técnica de transformar a pressão e o deslocamento de
ar em movimentos mecânicos .
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O tato, a visão e a audição representam os
sensores
O cérebro, por sua vez, representaria um
processador de sinais.
Os braços e pernas, em atividade,
representariam os movimentos dos
atuadores e dos motores.
Corpo humano x Automação
Podemos comparar a automação à uma pessoa.
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Corpo humano x Automação
Braços
Acionadores
Cérebro
Processadores
Músculos
Potência
Corpo
Mecânica
- Elétricos
- Mecânicos
- Elétricos - Mecânicos
- Eletrônicos
- Sensores
- Transmissores
- Detectores
Olhos
Sensores
- Inversores
- Conversores
- Estrutura
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Vantagens do Controle Automático x Humano
Maior número de aquisições para processamento
Maior velocidade de processamento e decisão
Produção constante na mesma qualidade
Maior confiabilidade
Maior segurança
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Tipos de Automação
Para alterar a Lógica, é
necessário modificações nos
componentes elétricos ou
pneumáticos.
A lógica pode der alterada
facilmente, por exemplo
por um software.
Automação
Rígida
Automação
Flexível
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Parâmetros para a escolha correta da tecnologia para projetos:
Precisão
Segurança de funcionamento
Custo de energia
Durabilidade
Força
Velocidade
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MECÂNICA
Boa força
Ótimas velocidades
Ótima precisão
Ótima força
Baixas velocidades
Boa precisão
HIDRÁULICA PNEUMÁTICA
Força limitada
Boas velocidades
Precisão limitada
Comparação qualitativa: força, velocidade e precisão
Tecnologias para transmissão de energia
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Comparação das várias formas de energia (resumo)
Energia Hidráulica Elétrica Pneumática
Transmissão Limitado e muito caro Bem rápida e longas distâncias
Limitada e lenta
Distância econômica Até aprox. 100m Praticamente sem limites
Até aprox. 1000m
Velocidade de transmissão
Aprox. 2 a 6 m/s Aprox. 300.000 km/s Aprox. 10 a 50 m/s
Rotações Limitado Boas Até 500.000 rpm
Torque Bem alto Alto Baixo
Proteção contra sobre carga
Excelente Não tão boas Execelente
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O ar atmosférico
A composição percentual de elementos que estão presentes no ar atmosférico seco varia de região
para região. Os engenheiros e cientistas utilizam nos cálculos o que denominam ar seco padrão.
Um fato interessante de se observar é que a composição do ar varia conforme a latitude. Ao
contrário do que se pensa, o ar atmosférico não é apenas uma mistura de gases, pois nele se
encontram também vapor de água, partículas sólidas e poluentes.
O ar aspirado durante o processo respiratório nos animais contém, aproximadamente, 4,5% de
dióxido de carbono.
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Insípido
Inodoro
Incolor
Composição:
78% de nitrogênio
21% de oxigênio
1,30 % de Água
1% outras substâncias
Propriedades físicas do ar
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Propriedades físicas do ar
Difusibilidade: O ar mistura-se homogeneamente com qualquer outro gás não saturado.
V1 V1 V1
abre
Compressibilidade: Permite reduzirmos o volume de determinada massa de ar
Vi F
Vf
Expansibilidade: O ar ocupa totalmente o volume de qualquer recipiente, tomando a sua forma.
V1 Fechada
V1 Aberta
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Como todos os gases, o ar comprimido não tem forma definida. O ar se altera à menor resistência ou
seja, ele se adapta à forma do ambiente. O ar se deixa comprimir, mas tende sempre a se expandir.
Isso é demonstrado pela lei de BOYLE-MARIOTTE que diz: sob temperatura constante, o volume de
um gás fechado em um recipiente é inversamente proporcional à pressão absoluta, quer dizer, o
produto da pressão absoluta e o volume é constante para uma determinada quantidade de gás.
p1 . V1 = p2 . V2 = p3 . V3 = constante Portanto:
Propriedades físicas do ar
F1
F2
F3
V1
p1
V2
p2 V3
p3
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Pressão é a relação entre a força dividida pela área onde está sendo aplicada.
p =
F
A
----
Pressão (Pascal)
F
O
R
Ç
A
ÁREA
E é ar natural confinado em um ambiente sob pressão.
Onde:
p = Pressão - Pascal - Pa
F = Força - N (Newton)
A = Área - m2
Pressão atmosférica
A pressão atmosférica está relacionada à umidade do ar. Quanto mais seco estiver o ar, maior será
o valor desta pressão.
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Sistemas de unidades
Apesar da recomendação para que sejam usadas as unidades do sistema métrico internacional, o
texto mencionará outras unidades de medidas, considerando seu uso já consagrado entre os
profissionais. Abaixo as unidades mais comuns.
Unidade Símbolo Sistema internacional SI Sistema Técnico (MKS)
Comprimento L Metro (m) cm
Massa m Kilograma (kg) kg
Tempo t Segundos (s) s
Força F Newton (N) - N = kg . m/s2 kgf
Área A Metro quadrado (m2) cm2
Volume V Metro cúbico (m3) cm3
Vazão Q Metro cúbico por segundo (m3/s cm3/s
Pressão p Pascal (Pa) - 1 Pa = N/m2 Bar ou kg/cm2
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Patm = 1 atm
Patm = 1,013 bar
Patm = 1 kgf/cm²
Patm = 101,3 KPa
Patm = 14,7 PSI
Patm = 760 mmHg
Gráfico das Pressões
Nível variável
da Pressão
Atmosférica
100kPa
Faixa de depressão
Faixa de
Sobre-pressão
(pressão de operação) Pressão absoluta
kPa
+ Pe
0
- Pe
A pressão do ar não é sempre constante. Ela muda de acordo com a situação geográfica e as
condições atmosféricas.
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No sistema pneumático são 2 as pressões importantes:
Pressão de regime é a pressão fornecida pelo compressor, bem como a pressão do reservatório
e a pressão da rede de distribuição até o consumidor.
Pressão de trabalho é a pressão necessária nos pontos de trabalho.
Na maioria dos casos, a pressão de trabalho é de 600 a 700 kPa (6 a 7 bar).
Os elementos pneumáticos estão construídos para essa faixa de pressão que é considerada quase
que como “pressão normalizada” ou “pressão econômica”.
Definições das pressões
Nota:
Para que haja um perfeito fornecimento da pressão, mesmo que a variação da pressão de trabalho
seja grande, é aconselhável que a pressão de regime seja no mínimo 2 vezes maior que a pressão
de trabalho.
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Ar comprimido
O ar comprimido é um produto dotado de alta energia, resultado de uma transformação
termodinâmica sofrida pelo ar atmosférico por meio do consumo de trabalho mecânico de
compressão realizado por uma máquina térmica, denominada compressor.
A realização de qualquer tipo de trabalho só é possível se o agente for dotado de capacidade; ou
seja, tiver energia para tal fim.
O compressor para produzir o “ar comprimido” deverá consumir um tipo de energia. No caso mais
comum, a energia elétrica é usada para produzir o “ar comprimido” , que é um produto dotado de
alta energia, portanto, dotado da capacidade de produzir trabalho mecânico no sistema em que for
utilizado.
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Quantidade: Se encontra na natureza em quantidades ilimitadas.
Transporte: Facilmente transportável, mesmo para longas distâncias.
Armazenamento: Fácil armazenamento.
Temperatura: O trabalho pode ser realizado em qualquer temperatura.
Segurança: Não existe perigo de explosão.
Velocidade: é o meio de trabalho mais rápido, atingindo velocidades que oscila entre 0,5 a 2
m/seg. (mov. retilíneo) - 500.000 rpm (mov. Giratório)
Vantagens do ar comprimido
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Limitações do ar comprimido
Preparação: O ar comprimido requer uma boa preparação. Impurezas e umidades devem ser
eliminadas. Provocam desgastes nos elementos.
Compressibilidade: Não é possível manter uniforme e constante as velocidades dos cilindros e
motores mediante uso do ar comprimido.
Forças: É econômico até uma determinada força, limitado pela pressão normal de trabalho de 7
bar e também pelo curso e velocidade. O limite está fixado entre 2000 a 5000 kgf.
Escape de ar: O escape e barulhento. Com o desenvolvimento de silenciadores, este problema
está atualmente solucionado. Aproximadamente 70%
Perda de carga por vazamentos: Essa perda de carga por vazamento representa o escape de
ar que ocorre nas tubulações onde existem orifícios com vazamentos.
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Conseqüências de um Sistema Ineficiente
Um sistema de ar comprimido ineficiente poderá acarretar um aumento significativo nos custos de
operação. Os prejuízos resultantes dessa situação decorrem de uma baixa pressão de trabalho,
aumento do ciclo de operação dos equipamentos, baixa qualidade do ar e vazamentos.
Perda de ar comprimido por vazamentos
Vazamentos
Os vazamentos merecem uma atenção especial, pois desperdiçam grande quantidade de energia.
Na prática é impossível eliminar totalmente os vazamentos de um sistema, no entanto ele não
deve exceder a 5% da capacidade instalada.
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As tabelas a seguir apresentam o desperdício de energia provocado por vazamentos.
Perda de ar comprimido por vazamentos
Diâmetro do furo
Vazamento a 6 bar
Pot. Requerida
p/compressão
mm l/s m3/min kW
1 1 0,06 0,3
3 10 0,6 3,1
5 27 1,62 8,3
10 105 6,3 33
Pressão Manométrica (bar) (kgf/cm2)
Descarga de ar em l/s através de diferentes orifícios
0,5 mm 1 mm 2 mm 3 mm 5 mm 10 mm 12,5 mm
0,5 0,06 0,22 0,92 2,1 5,7 22,8 35,5
1,0 0,08 0,33 1,33 3,0 8,4 33,6 52,5
2,5 0,14 0,58 2,33 5,5 14,6 58,6 91,4
5,0 0,25 0,97 3,92 8,8 24,2 97,5 152,0
7,0 0,33 1,50 5,19 11,6 32,5 129,0 202,0
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Perda de ar comprimido por vazamentos
0,5
3,5
O gráfico a seguir apresenta o desperdício de energia provocado por vazamentos.
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Perda de ar comprimido por vazamentos
Exemplo:
Orifício de diâmetro = 3,5 mm
Perda: 0,5 m3/min a uma pressão de 6 bar
0,5 m3/min x 7,6 (fator p/ custo em horas) = 3,80 m3/h
3,80 m3/h x 24 horas x 26 dias x 12 meses = 28.454,4 m3/ano
28.454,4 m3/ano x R$ 0,12/m3 = R$ 3.414,53/ano
Perdas por vazamentos aumentam o custo operacional !!!
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Principais aplicações da pneumática
Atuação de válvulas de processo para vapor, água, produtos químicos, etc.
Movimentação de portas pesadas e/ou quentes
Siderurgia
Industria de mineração
Industrias automobilística
Industrias Navais
Industrias Alimentícias
Industrias Químicas e farmacêuticas
Manipulações de peças e equipamentos nas industrias em geral
e muito mais... A Limitação está vinculada à criatividade do usuário.
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Na automação de movimentos na indústria, pode-se utilizar energia de diferentes formas, a energia
elétrica em suas formas tradicionais, a energia hidráulica quando a necessidade de grandes
esforços e a pneumática quando precisamos de esforço moderado e grandes velocidades, quando
o ambiente limpo é de fundamental importância, a exemplo da indústria alimentícia, ou quando o
ambiente é inflamável ou hostil, na presença de pó ou vapor.
Utilização na Indústria
Muito embora o ar seja facilmente encontrado na natureza, o ar comprimido é uma fonte de energia
que esta longe de ser econômica. Já que para comprimi-lo é necessário um grande investimento
inicial em compressores, preparação como filtros, secadores, outros equipamentos que lhe dão a
qualidade adequada ao uso e a distribuição dele na indústria.
E é esse assunto que vamos abordar em seguida:
O ar comprimido possibilita uma rápida movimentação de atuadores, com velocidade controlada e
uma razoável precisão de posicionamento e apesar de não ter a mesma velocidade de
processamento de informações que a elétrica ou a eletrônica pode, em ambientes que assim o
permitem, receber estas formas de comando, permitindo com isso uma redução de custos e
incremento na versatilidade. Pode também ser associado a circuitos hidráulicos dando a estes
maior versatilidade, reduzindo-lhe o custo e aumentando o campo de utilização.
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Representação simbólica, estações, funções, descrição
Produção, preparação e distribuição do ar
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Jan/2011
A primeira máquina que a espécie humana usou para comprimir ar foram os próprios pulmões.
Aliás, nos dias de hoje, vez por outra ainda é usado para essa finalidade. Os pulmões humanos
podem comprimir até cerca de 0,08 atm, o que é muito pouco para a metalurgia do ouro, cobre e
outros metais, que se estima ter começado por volta de 3000 AC.
Uma breve história
Compressores são equipamentos que elevam a pressão do ar através de acionamento mecânico,
em geral motor elétrico ou de combustão interna. Não é nosso propósito dar informações
detalhadas. Quase todos os fabricantes de compressores disponibilizam boas e variadas
informações em seus catálogos ou websites. Aqui são comentados apenas os tipos e dados
genéricos dos mais comuns.
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Compressor de pistão de simples estágio
Compressor de pistão
Quando o pistão faz o movimento de descer, é criado um vácuo dentro da camisa do pistão,
forçando o ar atmosférico preencher o volume interno da camisa do pistão. Quando o pistão faz o
movimento de subir, o deslocamento do ar faz com que a válvula de retenção feche, forçando o ar a
se dirigir para o reservatório de ar comprimido.
Para pressão de saída de 7 bar, encontram-se modelos com vazões de aproximadamente 2 nm3/h
até 10000 nm3/h (0,4 a 900 kW de potência do motor). Em geral, os de maior porte fazem a
compressão em dois ou mais estágios, com resfriamento intermediário em trocador de calor
(intercooler).
Simbologia
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Compressor de Pistão
Compressor de Pistão de Duplo Estágio
Mais utilizado atualmente
Suporta pressões acima de 10 bar
Contamina o ar com óleo
Compressão pulsante
Baixo custo
O ar é tomado da atmosfera e passa por dois estágio de compressão. E entre eles o ar é
refrigerado, para eliminar o calor excessivo criado pelo atrito proveniente dos pistões.
Simbologia
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Compressor de membrana
Isento de contaminação
Compressão pulsante
Baixa vazão
Pequenas aplicações
Não atinge alta pressão
Seu funcionamento é similar ao do compressor de pistão, porém, o ar atmosférico não tem
contato com as partes mecânicas do pistão, tão pouco com os componentes lubrificados de um
compressor. Desta forma o ar comprimido gerado pelo compressor por diafragma é mais limpo
que o do compressor de pistão.
Este tipo de compressor é bastante utilizado na industria farmacêutica e alimentícia.
Compressor de Pistão
Simbologia
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Compressor por Palheta
.
Isento de lubrificação
Não atinge alta pressão
Compressão contínua
Pode ser utilizado também como
bomba de vácuo
A força centrípeta promoverá o deslocamento das palhetas, que irão sugar o ar
atmosférico para dentro do compressor.
O compressor por palheta tem como principal característica, ser um compressor
com capacidade de gerar um grande volume de ar comprimido com baixa
pressão.
Compressores Rotativos
Simbologia
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Compressor de Parafuso
Simbologia
Isento de lubrificação
Alta vazão
Baixa manutenção
Custo elevado
Através do movimento rotativo de dois parafusos, um côncavo e outro convexo, o ar é arrastado
da atmosfera para dentro do compressor de ar. As principais características do compressor de
parafuso são:
É o tipo de compressor rotativo mais usado. Podem ser encontrados com vazões de
aproximadamente 50 a 5000 Nm3/h. Alguns são de dois estágios para maiores pressões. Podem
ter lubrificação com óleo ou ser isentos de óleo, resfriamento a ar ou a água, etc. A instalação é
mais simples pois não há vibrações como nos alternativos.
Compressor de Parafusos
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Gráfico para escolha de compressores
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Regulagem por descarga
Na saída do compressor, nesta regulagem, existe uma válvula limitadora de pressão. Quando no
reservatório é alcançada a pressão desejada, ela se abre dando passagem e permitindo que o ar
escape para a atmosfera. Uma válvula de retenção impede o retorno do ar do reservatório para o
compressor.
Válvula de retenção
Motor elétrico
Compressor
Reservatório
Rede de distribuição
Válvula Limitadora de pressão
com piloto externo
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Regulagem intermitente
Com esta regulagem o compressor funciona em dois campos (pressão máxima e mínima).
Ao alcançar a pressão máxima, o motor acionador do compressor é desligado totalmente e
quando a pressão chega ao mínimo, o motor é ligado e o compressor trabalha novamente. A
freqüência de comutação pode ser regulada num pressostato e, para que os períodos de comando
possam ser limitados a uma média aceitável, é necessário um grande reservatório de ar
comprimido.
Pressostato
Start Solenóide
Válvula de retenção
Motor elétrico
Compressor
Reservatório
Rede de distribuição
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Uma das principais características da tecnologia pneumática é a simplicidade no manuseio e
trabalho com os componentes.
Porém essa simplicidade pode, muitas vezes, comprometer a integridade e correto funcionamento
dos produtos.
Muitas vezes a geração e tratamento de ar comprido é abandonada por anos, seja por negligência
ou, como na maioria dos casos, falta de informação dos usuários.
Em todos os catálogos de produtos pneumáticos, os fabricantes são sempre muito claros:
- Fluído de trabalho = AR COMPRIMIDO, LIMPO E SECO
“E o não cumprimento desta informação resulta na perda da garantia do equipamento”.
Sem comentar nos problemas que a baixa qualidade do ar comprimido irá causar aos produtos,
muitas vezes podem estar instalados em processos danosos ao homem.
Tratamento ar comprimido
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Refrigeração do ar comprimido (pós produção - aftercooler)
Refrigeração por ar
Consiste em uma série de condutores pelos quais
flui o ar comprimido por uma área que passa uma
corrente de ar frio por meio de um ventilador.
Refrigeração por água
Consiste em uma série de condutores pelos
quais flui o ar comprimido por um lado e por
outro, normalmente em sentido contrário.
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Secador de Ar (Refrigeração)
O secador de ar por refrigeração resfria o ar através de uma
queda real da temperatura do ar. Esta queda provoca
condensação do vapor de água.
O ar entra em uma câmara de troca de calor que provoca a
primeira queda na temperatura. Após isto o ar vai para uma
segunda câmara, a câmara de resfriamento e sofre uma
espécie de choque térmico forte, entrando em contato com um
circuito de resfriamento por gás.
Simbologia
Resfria o ar (Aproximadamente 1,70 C)
Necessita de energia externa
Reduz a umidade pela condensação do ar
Muito utilizado na indústria metalúrgica
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Secador de Ar (Adsorção) - ID
O secador de ar por adsorção retira a água do ar através de um processo
secagem sem queda de temperatura. São mais eficientes que os secadores de
refrigeração.
Um elemento dessecante como sílica gel ou alumina ativado retira a água do
ar comprimido e retém esta umidade até que entre em contato com um fluxo
de ar seco, quando libera a umidade.
Este secador contém duas torres de secagem e
sempre, enquanto uma das torres está secando o
ar a outra está sendo regenerada. Para que os
elementos sejam regenerados, entre 10 e 20% da
vazão de entrada é utilizada.
Simbologia
Elemento secante regenerável
Manutenção simples
Não é preciso parar o fornecimento para
regenerar o elemento secante
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Simbologia
Reservatório
Os reservatórios de ar seguem, no Brasil, a norma NR-13 (ABNT).
O reservatório exerce funções importantes na instalação. Estabiliza o escoamento no caso de
fluxo pulsante de compressores alternativos. Contribui para redução da umidade, em especial para
instalações sem secador, pois alguma água sempre se condensa no fundo. É uma reserva de ar
pressurizado que supre variações de consumo na rede e permite uma atuação mais espaçada do
controle de carga/alívio do compressor.
Sua capacidade deve ser de 6 a 10 vezes a capacidade do compressor pôr segundo. Deve ser
instalado fora da casa dos compressores e preferencialmente na sombra.
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Como resultado da racionalização e automatização dos dispositivos de fabricação, as indústrias necessitam continuamente de uma maior quantidade de ar. Cada máquina e equipamentos necessitam de uma determinada quantidade de ar, sendo abastecidos por um compressor, através da rede tubular de distribuição. O diâmetro da tubulação dever ser escolhido de maneira que, se o consumo aumentar, a queda de pressão entre o reservatório e o consumidor não ultrapasse 10kPa (0,1 bar). Se a queda de pressão ultrapassar esse valor, a rentabilidade do sistema é prejudicada, diminuindo consideravelmente sua capacidade. No projeto de novas instalações, deve-se prever uma futura ampliação para maior demanda (consumo) de ar, por cujo motivo deverá ser previsto um diâmetro maior dos tubos da distribuição. A montagem posterior de uma rede de distribuição de maiores dimensões (ampliação) acarretará despesas elevadas.
Distribuição de ar comprimido
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Redes de ar comprimido
Circuito aberto
Circuito fechado (anel)
Circuito combinado (válvulas de fechamento)
É a rede de ar comprimido que será responsável por conduzir o ar comprimido, tratado e livre de
impurezas. Do ponto de geração até o ponto de utilização.
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Declives de 0,5 a 2% do comprimento
Tomadas de ar por cima da linha principal
Não utilizar final da linha para consumo
Definir reservatórios para condensado
Definir e localizar purgadores
Tubulações de Ar Comprimido (Drenos)
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Filtros nas redes de Ar Comprimido
Elementos de uma rede de ar comprimido
Filtro da Linha Principal
Consiste em um filtro de alta capacidade, instalado logo após o tratamento do ar
comprimido, antes da rede de ar.desenvolvido para remover contaminação, óleo, água,
vapor, particulados proveniente do desgaste dos compressores.
Linhas Secundárias
São as linhas que alimentarão, com ar comprimido tratado, seco e livre de impurezas, as
máquinas e equipamentos pneumáticos. As linhas secundárias podem ser de materias
alternativos como PU ou Borracha.
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1. Compressor
2. Resfriador posterior ar/ar
3. Separador de condensados
4. Reservatório
5. Purgador automático
6. Pré-filtro coalescente
7. Secador
8. Purgador automático eletrônico
9. Pré-filtro coalescente grau x
10. Pré-filtro coalescente grau y
11. Pré-filtro coalescente grau z
12. Separador de água e óleo
Rede de ar Comprimido (exemplo)
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A escolha do diâmetro da tubulação depende dos seguintes parâmetros:
o volume corrente (vazão),
o comprimento da tubulação,
a queda de pressão (admissível),
a pressão de trabalho e
o número de pontos de estrangulamento na rede.
Cálculo da tubulação
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Monograma cálculo da tubulação
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Perdas de carga
1 = Válvula de passagem
2 = Válvula angular
3 = Peças em “T”
4 = Válvula de gaveta
5 = Cotovelo
Diâmetro nominal do tubo em mm
Co
mp
rim
en
to e
qu
iva
len
te e
m m
etr
os
Diâmetro nominal do tubo em polegada
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
A Função do dreno é eliminar água e impurezas da rede de ar comprimido.
No passado os drenos eram atuados manualmente, porém a negligência acarretava em sérios
problemas nos sistemas pneumáticos.
Hoje em dia são utilizados drenos automáticos que são responsáveis por escoar o condensado
das redes de ar comprimido sem o auxílio do homem.
Drenos Automáticos - AD/ADH
Uma válvula de abertura e fechamento é acionada através de uma bóia/flutuador.
Quando o reservatório do dreno está cheio, o flutuador sobe, liberando a passagem da água para
escoamento.
Simbologia
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Existem drenos automáticos motorizados (ADM200) que funcionam pelo princípio de um came
no eixo de um motor síncrono acionando o pino de uma válvula de assento que elimina o
condensado. Muito utilizado em unidades móveis ( caminhões, ônibus, compressores portáteis)
por serem resistentes à vibrações e permitir montagem em qualquer posição. Veja figura abaixo.
Dreno automático motorizado, com came de acionamento - ADM
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Tratamento ar comprimido (final)
O ar, após ser comprimido, passa por uma série de etapas e processos para estar adequado na
utilização industrial. As unidades de tratamento de ar representam a preparação final do ar. O grau
de qualidade do ar comprimido está diretamente relacionado com a aplicação
Simbologia Simbologia simplificada
Unidades de tratamento de ar
A unidade de tratamento (conservação) é uma combinação dos seguintes aparelhos:
- Filtro de ar comprimido
- Regulador de pressão com manômetro
- Lubrificador de ar comprimido
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Tratamento ar comprimido (Preparação final)
Unidades de tratamento de ar
Manutenção dos aparelhos de conservação
Devem ser observados os seguintes pontos:
1. A vazão total de ar em m3/hora é determinante para o tamanho do aparelho. Uma demanda de ar
grande demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos. Devem-se observar rigorosamente
os dados indicados pelos fabricantes.
2. A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura ambiente
não deve ser superior a 50º C (máxima para copos de material sintético).
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2. Regulador de pressão de ar comprimido: na existência de um filtro de ar comprimido antes do
regulador, este não necessita de manutenção.
3. Lubrificador de ar comprimido: controlar o nível de óleo no copo indicador. Se necessário,
completar óleo até a marcação. O copo do lubrificador deve ser limpo somente com querosene.
Para o lubrificador devem ser usados somente óleos minerais de baixa viscosidade (máximo 20º
E)
Tratamento ar comprimido
Unidades de tratamento de ar
Manutenção dos aparelhos de conservação
São necessários os seguintes serviços freqüentes de manutenção:
1. Filtro de ar comprimido: o nível de água condensada deve ser controlado regularmente, pois a
altura marcada no copo indicador não deve ser ultrapassada. A água condensada acumulada
pode ser arrastada pela tubulação de ar comprimido adentro. Para drenar a água condensada
deve-se abrir o parafuso de dreno no fundo do copo da unidade. O cartucho filtrante, quando sujo,
também deve ser limpo, somente com querosene, ou substituído.
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Simbologia
Filtro Regulador de Ar - Série AW
Função:
Eliminar o condensado e filtrar impurezas
Regular a pressão de rede para pressão de utilização
Tratamento ar comprimido
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Simbologia Existem filtros para partículas maiores que 0,3 µm e 0,01 µm
Filtro do ar comum - Standar
Tratamento ar comprimido
Para eliminação das partículas que contaminam o ar comprimido (poeiras, umidade, óleo) e que
não foram eliminadas pelos separadores da rede.
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Simbologia
Filtro do ar - Micro-filtro (Coalescente)
Tratamento ar comprimido
Sua principal característica é a grande eficiência na retirada do óleo contido no ar. A coalescência
consiste na coleta de finas partículas em suspensão nos gases, através da coesão entre elas,
formando partículas maiores que são mais facilmente removíveis. Existem filtros para partículas
maiores que 0,3 µm e 0,01 µm. Material do filtro de fibras de Borosilicato.
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Tipos de filtros
Pré-filtro
Água, pó
40 ... 5 µm
Carbono ativo
Odores Água, pó
> 50 µm
Cyclone separador Estéril
Bactérias, vírus
Micro filtro
àgua, pó, óleo
0.01 µm
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Série de produtos para tratamento de ar comprimido
Eliminador de Condensado AMG
Filtros de linha principal AFF
Separador de poeira/sujeira e névoa de óleo AM AMD AMH
Adsorção de poeira/sujeira e névoa de óleo AME
Removedores de Odor AMF
A linha AM SMC para tratamento de ar comprimido é a mais completa do mercado, englobando
produtos específicos para diversas aplicações, de acordo com a necessidade de tratamento de ar
de cada processo. Tais como:
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Regulador de pressão
O Regulador de Pressão é um equipamento indispensável para qualquer aplicação onde se utiliza
o ar comprimido como fonte de energia.
Suas funções básicas é a regulagem da pressão do ar comprimido a ser utilizado e sua
estabilidade.
Simbologia
P
R A
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Trava de Segurança para Regulador de Pressão
Equipamento para assegurar a pressão ideal para o funcionamento regular dos produtos e
sistemas que tem o ar comprimido como energia pois impossibilita a alteração da pressão
acidentalmente ou arbitrariamente por pessoas não autorizadas conservando assim a vida útil dos
equipamentos.
Outra função importantíssima desta trava é a segurança física do operador, pois impede que
pessoas não autorizadas alterem a regulagem evitando assim acidentes graves provenientes de
quebras de peças por desgaste prematuro.
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Lubrificador para ar comprimido
O Lubrificador é utilizado para enviar o lubrificante até os componentes internos moveis
equipamentos pneumáticos diminuindo assim o atrito entre eles e tendo como conseqüência o
aumento do rendimento e sua vida útil.
Utilizar Lubrificantes somente em equipamentos que realmente necessitam, e sempre usando
instruções do fabricante do mesmo.
Obs: O lubrificante além do custo é prejudicial ao meio ambiente.
Simbologia
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Manômetros
Símbolo
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Válvula manual 3/2 vias com trava de segurança - VHS5510/VHS4510
Válvula utilizada para a despressurização segura de sistemas pneumáticos.
Este equipamento é indispensável na aplicação de sistemas automatizados que visa a segurança
dos equipamentos de manipulação e operadores.
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Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Atuadores pneumáticos
São os equipamentos que irão transformar o ar comprimido em deslocamento, energia mecânica.
Através dos atuadores pneumáticos, é possível conseguir movimentos retilíneos, giratórios e
angulares.
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Atuadores pneumáticos - CD85
Atuadores de ação simples
Simbologia
Série C85
Construído conforme norma internacional ISO 6432
Camisa em INOX
Diâmetros de 08 a 25mm
Curso de até 100mm
Menos atrito / Maior vida útil (12.000km)
Isento de lubrificação
Opção de haste antigiro
Montagem cabeçote recravado
Não há troca de reparos
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Atuadores pneumáticos
Utilização e Características gerais
Simbologia
Diâmetro: 6 a 320 mm
Curso: 1 mm a 2000 mm
Força: 2 a 5.000 kgf
Vel. de avanço: 0,02 a 2 m/s
Características gerais: Utilização:
Fixação
Expulsão
Extração
Prensagem de peças entre outras
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Atuadores pneumáticos - CD85
Simbologia
Atuadores de ação dupla
Nos atuadores de ação dupla, o ar comprimido é responsável pelos dois movimentos do atuador,
o de avanço e o de retorno. Os atuadores de ação dupla podem ser construídos seguindo
diversas normas internacionais, dentre elas as normas ISO-6431, ISO-6432, DIN-24562, dentre
outras, essas são as principais.
Contrução
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Atuadores - Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)
Êmbolo de amortecimento
Parafuso de regulagem
Como o próprio nome indica, a função do amortecimento de final de curso é eliminar o impacto do
embolo com a parede interna dos cabeçotes dos atuadores no momento que este chega ao final
do seu curso.
Simbologia
Jan/2011
Haste
Raspador da
Haste
Cabeçote
Dianteiro Cabeçote
Traseiro
Bucha de
amortecimento
Camisa
Conexão
de avanço
Conexão
de retorno
Tirantes
Embolo
Vedação do
amortecimento
Anel Magnético
Anel guia da Haste
Vedação do
Embolo
Anel guia do
Embolo
Atuadores - Descrição das partes
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Atuadores normalizados - CP95
Construídos conforme normas internacionais
VDMA 24562 e ISO 6431
Camisa cilíndrica e perfilada
Diâmetros de 32 a 100mm
Curso de até 1500mm
Menos atrito / Maior vida útil (8.000 km)
Isento de lubrificação
Montagem por tirante
Troca de reparo
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Atuador para aplicações pesadas - Série CS1
Para aplicações pneumáticas ou hidráulicas
Diâmetros de 125 à 300mm
Curso de até 2400mm
Para cargas de até 4900 kgf
Pressão máxima de operação 97 bar
Montagem por tirantes, maior resistência
Troca de reparos
Simbologia
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Simbologia
Cilindro Compacto - Série CQ2
Este tipo de construção, foi desenvolvida, visando a utilização de atuadores pneumáticos com
tamanho físico reduzido. O cilindro compacto, não possuí cabeçotes de fechamento e seu embolo
é mais estreito que os êmbolos de atuadores convencionais.
Jan/2011
Cilindro Compacto - Série CQ2 - Comparativo
Compacto CQ2 UNITOP RU-P6/P7
X
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Cilindro Compacto - Série C55
Diâmetros de 20 a 63mm
Conforme norma ISO 21287
Curso padronizados de 5 a 150mm
Tamanho reduzido
Pressão de trabalho: 0.5 á 10bar
Isento de lubrificação
Opções
Sistema anti-giro
Haste passante
Ação simples ou dupla
Rosca da Haste, macho ou fêmea
Amortecimento regulável
Com haste guia
Simbologia
Aplicável em nas indústrias em geral, onde se
necessita de atuadores com forças de até 218 quilos,
amortecimentos não ajustáveis e dimensões e
montagens normalizadas
Automobilística
Máquinas de embalagens
Sistemas de manipulação
Industria Gráfica
etc
Jan/2011
ISO-21287 UNITOP RU-P6/P7
X
Cilindro Compacto - Série C55 - Comparativo
Jan/2011
A Norma ISO-21287 rege todo o dimensional do cilindro, garantindo que o cliente possa utilizar
um cilindro que efetue forças de mais de 200 quilos, para cursos “standard” de até 150mm, porém
com um dimensional reduzido
As duas principais linhas de cilindros compactos da SMC são:
C55 – Conforme norma internacional ISO-21287
CQ2 – Padrão SMC
Cilindro Compacto - Comparativo
Em um comparativo entre as duas linhas de cilindros compactos. Á linha CQ2 é mais compacta do
que a linha C55, além de possuir um maior número de opções
CQ2 C55
Jan/2011
Cilindro Compacto
Jan/2011
Amortecedores Elásticos
Bucha
Magnético
Anel Guia
Vedação
Raspador
Camisa
Haste
Embolo
Tampa
Cilindro Compacto - Série C55
Detalhes técnicos
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Neste tipo de construção de atuadores de ação dupla, não há uma haste que se movimenta e sim
um carrinho preso ao corpo do cilindro.
Simbologia
Cilindro sem haste - MY3A/3B
Design diferenciado - maior resistência à cargas de torção
Opcional de rótula de compensação Mecânica
Redução do comprimento total em até 140mm
Opcionais de amortecimento de final de curso elástico ou pneumático
Diâmetros de 16 a 63mm
Velocidade média de funcionamento de até 300mm/seg.
Curso de até 3000mm
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cilindro sem haste - MY3A/3B
MY3A/3B Concorrência
X
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Neste Tipo de construção o carrinho é arrastado magneticamente por um embolo especial.
O carrinho desliza pelo corpo do cilindro, conforme o movimento do embolo magnético. Diâmetro
de 25 a 63 mm. Velocidade de 300 mm/s.
Cilindro sem haste magnético - Série REA
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cilindro haste passante
É um cilindro que possui duas hastes ligadas a um único êmbolo.
Um exemplo de aplicação é o acionamento de mesas ou plataformas, onde o corpo
do cilindro esteja fixado , sendo o próprio corpo do cilindro que se movimenta.
Simbologia
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Cilindro haste vazada passante
Simbologia
É um cilindro que possui duas haste vazadas ligadas a um único êmbolo, podendo passar por ela,
líquidos, ar comprimido ou cabos elétricos.
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Cilindro em Tánden - Série XC12
É um cilindro que possui uma haste e ligados a ele dois êmbolos. A função dele é de realizar uma
força quase que dobrada.
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Atuador de dupla força - MGZ
Diâmetros de 20 a 80mm
Substitui as aplicações de atuador tandem
Sistema anti-giro
Diversos tipos de fixação
Velocidade de avanço de até 700mm/s
Para carga de até 600kg em atuador de 80mm
Diversas possibilidades de fixação
Redução
30% 1 e 2 – área de avanço
3 – área de retorno
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Este tipo de construção, permite que o atuador execute paradas intermediárias precisas, devido à
separação das hastes internas ao atuador
O exemplo abaixo, indica um atuador com 3 posições.
Cilindro Múltiplas Posições
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cilindro Múltiplas Posições - RZQ
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Cilindro de múltiplas posições - Série XC10
São dois cilindros independentes e contrapostos unidos por suas tampas traseiras, o que permite
obter quatro posições distintas, sendo que uma das pontas das hastes deve estar fixada.
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Simbologia
Cilindro de múltiplas posições
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Variantes Construtivas
Atuador com bloqueador de haste - CNG/CNS
Consiste em um uma montagem com um segundo atuador pneumático montado no cabeçote
dianteiro do cilindro, que tem a finalidade de travar mecanicamente a haste do cilindro em uma
possível condição de segurança.
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Variantes Construtivas
Atuador com trava de haste
Consiste em um uma montagem com um pequeno atuador de ação simples montado no cabeçote
traseiro, que tem a finalidade de travar mecanicamente a haste do cilindro em uma possível
condição de segurança. Para destravar, o próprio ar de entrada faz a função.
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Variantes construtivas
Atuador com hastes paralelas - Série CXS
Este tipo de construção, além de ser um atuador com sistema anti-giro, proporciona maior
sustentação ao equipamento a ser manipulado, além de dobrar a força do atuador.
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Neste tipo de atuador, a haste do cilindro é sextavada. Dessa forma eliminando as condições
normais de giro da haste, de um atuador convencional.
Variantes construtivas
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Série MU
Neste tipo de construção, o embolo do atuador pneumático é oval. Isso impossibilitando o giro da
haste do atuador, além de ter uma força superior a dos atuadores convencionais
Variantes construtivas
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cilindro compacto guiado
Diâmetros de 20 a 63mm
Conforme norma ISO 21287
Curso padronizados de 5 a 150mm
Tamanho reduzido
Pressão de trabalho: 0.5 á 10bar
Isento de lubrificação
Opções
Sistema anti-giro
Haste passante
Ação simples ou dupla
Rosca da Haste, macho ou fêmea
Amortecimento regulável
Com haste guia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
A prova de Água
Ideal para utilizar com máquinas-ferramenta exposta a líquidos refrigerantes
Série sala limpa (Aplicável em ambientes de sala limpa)
Ideal para utilizar em linhas transportadoras para semi-condutores, cristal líquido, indústria
alimentícia, farmacêutica e de componentes eletrônicos
Diâmetro de 20 a 100mm
Curso de até 400mm
A solução mais compacta do mercado
Fácil posicionamento.
Cilindros compacto guiado - MGP
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Aumenta a resistência do cilindro contra esforços laterais na ponta da haste
Transforma um cilindro comum em anti-giro
Para cilindros com diâmetros de 20 a 100mm
Possibilidade de amortecimento hidráulico de final de curso
Fácil e rápido sistema de lubrificação
Cursos padronizados de 75 a 1300mm (concorrência 500mm)
Guias por rolamento ou bronze
Desenho do corpo facilita a instalação de conexões e sensores
Cilindro básico CG1 com guia linear - Séria MGG
Jan/2011
Cilindro básico CG1 com guia linear - Séria MGG
Exemplo de aplicação
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Possibilidades de fixação dos atuadores pneumáticos
Flange
Cantoneira
Basculante
Traseiro
Basculante
Intermediário
Fixação Roscada
Fixação Traseira Fixação Dianteira
Ponteira
Oscilante
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cálculo da força, pressão e vazão de atuadores
Dimensionamento de atuadores
Os atuadores são elementos responsáveis pela manipulação ou movimentação das peças a
serem transportadas. Como atuadores podem ser classificados como lineares, rotativos e tipo de
garras (pinças), etc.
Como já vimos, segundo sua construção básica podem ser de dupla ação ou de simples ação,
conforme veremos mais adiante.
IMPORTANTE: Estamos falando de forças teóricas, que irão servir de ponto de partida para o
dimensionamento. Por isto, ao dimensionarmos um atuador devemos sempre considerar que
teremos as forças de resistência ao seu movimento que devem ser consideradas e subtraídas da
força teórica na hora do dimensionamento final.
Em todos os atuadores teremos atrito em suas partes deslizantes. Este atrito causa uma força
contrária ao movimento, tornando a força efetiva de atuação sempre menor do que a força
teórica. O atrito interno de um atuador pode variar de acordo com o tipo de vedação, posição de
montagem, carga a ser movimentada, etc. Por isto a força efetiva de um atuador só pode ser
definida após uma verificação da aplicação.
Cálculo do diâmetro e da força do cilindro
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cálculo da força nos cilindros de ação simples
Fa
A = D2
4 ou .r2
Ftav =
Frealav = Ftav - Fa - Fm
Fa
Fa
Fa
Fm
p
Fa = 3 a 20% Ft
D
A = área do êmbolo
p = pressão de trabalho (bar)
Fm = força da mola (kgf)
Fa = força de atrito (kgf)
D = diâmetro do cilindro (cm)
d = diâmetro da haste (cm)
A = área do êmbolo (cm2)
a = área da haste (cm2)
Ft = força teórica (kgf)
= 3,1416
p . A
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cálculo da força nos cilindros de ação dupla
A = D2
4
Ftav = p . A
Frealav = Ftav - Fa
Fa = 3 a 20% Ft
a = d2
4
Fa
Fa
Fa
Fa
p p
D
A = área do êmbolo
d
a = área da haste
Ftret = p . (A - a)
Frealret = Ftret - Fa
Jan/2011
Cálculo do diâmetro e da força do cilindro
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Um exemplo:
Dimensionar um atuador para elevar uma carga de peso 20 Kg com uma pressão de trabalho de 5 bar.
F F = p . A ~ A = p
Cálculo do diâmetro do atuador
A = = D2
4
A = F
p = = 4 cm2
20
5
4 = D2
4
D = 2 5,09 = 2,26 cm = 22,6 mm ~ 25 mm √
Utilizando a fórmula básica que vimos anteriormente temos que:
D = 2 A . 4
√ ~ D2 = ~
3,14
4 . A ~ D = 2 4 . 4 = 5,09
3,14 √
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
O consumo de ar é um fator de extrema importância na instalação de um atuador. Com base
nele saberemos qual a válvula ideal a ser utilizada para alimentá-lo. Se a válvula utilizada não
for capaz de fornecer a vazão necessária para a utilização, o funcionamento do atuador ficará
comprometido .
Para calcularmos a vazão consumida por um atuador em ciclo de trabalho teremos que verificar
a vazão instantânea para evitarmos um erro significativo no dimensionamento da válvula.
Volume e vazão
Sempre que essas grandezas forem usadas devemos especificá-las sempre nas condições
normais de pressão e temperatura. O volume (V) sempre será em Nm3 ou em Nl, a vazão ou o
consumo (Q) em Nm3/h ou Nl/m e a temperatura na escala Kelvin, sendo que o fracionamento
pode ser indicado em graus 0C (Celsius).
A S.T. recomenda que os símbolos que definem as grandezas ou unidade não aceitam o plural,
assim 1 bar, 2 bar e não bares, 1 Kelvin e não Kelvins, etc.
Cálculo do consumo de ar no atuador
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Velocidade
Vazão
Área
Distância (s)
Leis da vazão
t
VQ
sAV
t
sAQ
vAQ Q - Vazão [m³/min] ou [l/min]
V - Volume [m³]
A - Área [m²]
s - Distância [m]
v - Velocidade do fluído [m/s²]
t - Tempo [min]
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Fórmulas para Cálculo de Consumo de ar :
onde:
Q = Vazão (cm³ / s ou l/min)
V = Volume do Atuador (cm³ )
v = velocidade (m/s2)
s = curso (cm)
RC = Relação de Compressão (1,033 + ptrab) / 1,033
t = tempo para executar a tarefa (s)
Ampliando a fórmula temos: V = A. s . RC ou V = . r² . s . RC
Cálculo do consumo de ar em atuadores
V Q =
t
A . s Q =
t Q = A . v ou ou
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Dimensione o consumo de ar para um atuador de diâmetro 63 mm e curso 250 mm para avançar
totalmente em 0,5 s. Pressão de trabalho: 6 bar.
Utilizando a fórmula ampliada que vimos anteriormente temos que :
V = A. s . RC
RC = (1,033 + 6) / 1,033 = 6,80 bar
:
Exemplo
Cálculo do consumo de ar em atuadores
V Q =
t
V = . 25 . 6,80 D2
4
= . 25 . 6,80 = 5296,30 cm3 3,14 . 6,32
4
V Q =
t
5296,30 cm3 =
0,5 s =
11926 cm3
1000 = 11,92 l/s . 60 s = 715,20 l/min
A = D2
4
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cálculo do consumo de ar em atuadores
É importante conhecer o consumo de ar da instalação, para poder produzi-lo e para saber quais as
despesas de energia.
Em uma determinada pressão de trabalho, num determinado diâmetro de cilindro e num
determinado curso, calcula-se o consumo de ar como segue:
Na utilização do “Diagrama do consumo de ar”, podemos usar as seguintes fórmulas:
Cilindro de ação simples - Q = s.n.q (Nl/min)
Cilindro de ação dupla - Q = 2(s.n.q) (Nl/min)
Onde:
Q = volume de ar (Nl/min)
s = comprimento de curso (cm)
n = número de cursos por minuto
q = consumo de ar por cm de curso (obtido no Diagrama do consumo de ar)
Jan/2011
Cálculo do consumo de ar em cilindros
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Ao calcular o consumo de ar deve ser também considerado o volume dos ambientes secundários,
os quais também se enchem em cada curso (tubos, válvulas, atuadores, etc.)
Valores correspondentes estão na tabela abaixo.
Volume de ar em ambientes secundários
Cálculo do consumo de ar em atuadores
Diâmetro do êmbolo em mm
Lado tampa anterior em cm3
Lado tampa posterior em cm3
12 1 0,5
16 1 1,2
25 5 6
35 10 13
50 16 19
70 27 31
100 80 88
140 128 150
200 425 448
250 2005 2337
1000 cm3 = 1 litro
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Atuadores rotativos - Série CRA1
Atuador Rotativo por Cremalheira
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Atuadores rotativos - Série CRQ2XB
Atuador Rotativo por Dupla Cremalheira
Neste tipo de construção, o atuador pneumático possui um avanço mais suave e preciso, além de
possuir uma montagem em uma unidade mais compacta.
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Atuadores rotativos Série CRB1
Atuador Rotativo por Palheta
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Garras pneumáticas - Série MHZ2
Garras de abertura Paralela
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Garras pneumáticas - Série MHT2
Garras de Abertura Angular
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Garras pneumáticas - Série MHSH3
Garras de Abertura Concêntrica
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Garras pneumáticas
Garras de Abertura angular para grandes esforços
Garras pneumáticas desenhadas para aplicações onde se requer grandes esforços de
manipulação. Sua construção é baseada em um cilindro compacto.
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Garras pneumáticas - Série MRHQ
Garras de abertura paralela rotativa com diâmetros variando entre de 10 a 25mm, ângulos de
rotação de 90°e 180°e possibilidade de embolo magnético.
Garras de abertura paralela rotativa
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Atuador rotolinear
É utilizado em aplicações onde é necessário combinar movimentos lineares e rotativos. É um
elemento compacto, integrando ambos os movimentos num mesmo corpo, podendo realizar
simultaneamente ou independente o movimento retilíneo e o giratório.
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Hidropneumáticos
Estes aparelhos são utilizados principalmente onde há necessidade de uma velocidade uniforme de
trabalho. A unidade é formada pelos seguintes elementos: cilindro pneumático, cilindro de frenagem
hidráulica (unidos por uma travessa rígida), válvula pneumática de comando e válvula reguladora de
fluxo. O cilindro pneumático funciona como elemento de trabalho. Alimentando o cilindro pneumático
com ar, este arrasta junto o cilindro de frenagem hidráulica.
O êmbolo da frenagem desloca o óleo através da reguladora de fluxo para o outro lado do êmbolo.
O óleo não permite, mesmo que a resistência de trabalho seja alterada, que o movimento seja
irregular.
O retrocesso é rápido devido à válvula de fluxo ser do tipo unidirecional. A velocidade do curso é
regulável, sem escala, de 30 à 6000 mm/min. Existem também unidades que no retrocesso
executam um curso regulado.
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Hidropneumáticos
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
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Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
As válvulas direcionais são responsáveis pelo direcionamento do fluxo de ar para a condição de
trabalho do sistema pneumático. São as válvulas direcionais que irão determinar se um atuador
irá avançar ou retornar, girar no sentido horário ou anti-horário.
As válvulas direcionais também podem ser utilizadas para acionar outras válvulas, de acordo
com as condições do circuito de comando do sistema pneumático.
São classificadas pelo número de vias, número de posições, tipo de acionamento, característica
construtiva e bitola.
Válvulas direcionais
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Construção do símbolo de válvulas - Norma DIN/ISO 1219
Quadrado representa posição
Setas indicam a direção (sentido) do fluxo do ar
Ts representam bloqueios dos fluxos
Número de posições da válvula
As conexões de entrada e saída serão representadas por traços
externos.
O número de traços indicam o número de vias.
Posições e vias
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Construção do símbolo de válvulas - Norma DIN/ISO 1219
Definição de posições
Define-se como posição de repouso aquela condição que, através de molas, por exemplo, os
elementos móveis da válvula são posicionados enquanto a mesma não está sendo acionada.
Neste caso as conexões de entrada e saída são representadas no quadrado da direita pelos traços
externos.
Posição de partida (ou inicialmente acionada) será denominada aquela que os elementos móveis
da válvula assumam, após montagem na instalação e ligação da pressão de rede, bem como na
possível ligação elétrica, e com a qual se inicia o programa previsto.
Neste caso as conexões de entrada e saída são representadas no quadrado da esquerda pelos
traços externos.
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Identificação das conexões
Conexão
DIN/ISO 5599II (1996)
DIN 24300 (1966)
Pressão
1
P
Exaustão
3
R ( 3/2 vias)
Exaustão
5, 3
R,S (5/2 vias)
Sinal saída
2, 4
B, A
Piloto de 1 para 2
12
Y (5/2 vias)
Piloto de 1 para 4
14
Z (5/2 vias)
Pneumática Hidráulica
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Acionamentos e seus símbolos
Geral
Alavanca
Pedal
Rolete
Ar comprimido
Botão
Mola
Rolete escamoteável
(gatilho)
Elétrico por
solenóide
Servo piloto
(comando)
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Tipos de acionamento
Acionamento Muscular
Simbologia Simbologia Simbologia Simbologia Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Tipos de acionamento
Acionamento Mecânico
Simbologia Simbologia Simbologia Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Posição dos finais de curso
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Tipos de assentos de válvulas direcionais
Assento de prato Assento de cone
Assento de carretel
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Micro válvula de acionamento muscular e mecânico - VM1000
Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Opções de 3 ou 2 vias e duas posições
Construção tipo poppet (acento)
Conexões tipo nipple, incorporada, para tubos de 4mm
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 60 l/min à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvulas de acionamento muscular e mecânico - VM100
Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Opções de 3 ou 2 vias e duas posições
Construção tipo poppet (ascento)
Conexões de 1/8
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 150 l/min à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
Pag. Best – 5-6-12
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvulas de acionamento muscular e mecânico - Série VM200
Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Opções de 3 ou 2 vias e duas posições
Construção tipo poppet (ascento)
Conexões de 1/4
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 890 l/min à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
1
3
2
1
3 3
2 2
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvulas de acionamento muscular e mecânico - VM400
Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Válvula de 3 vias e duas posições
Construção tipo carretel Conexões de 1/8
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 420 l/min à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
Pag. Best – 5-6-26
Simbologia
Jan/2011
Válvulas de acionamento muscular e mecânico
VZM400 Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Válvula de 5 vias e duas posições
Opção de servo-acionamento (piloto-externo)
Construção tipo carretel Conexões de 1/8
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 594 l/min / 648 l/mim à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
VZM500
Simbologia Simbologia
Jan/2011
Válvulas de acionamento muscular e mecânico
Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Vedação metálica
Válvula de 5 vias e duas posições
Opção de servo-acionamento (piloto-externo)
Construção tipo carretel Conexões de 1/8
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 982 l/min / 1080 l/mim à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
VFM200 VFM300
Simbologia Simbologia
Jan/2011
Tamanhos de 1/8 e 1/4 - VFA3000
Tamanhos de 1/4 - 3/8 e 1/2 - VFA5000
Possibilidade de montagem em sub-base
Vazões de 780 à 1000 l/min - VFA3000
Vazões de 1900 à 2700 l/mim - VFA5000
Válvulas de 5 vias com 2 ou 3 posições
Construção tipo carretel
Acionamento por simples ou duplo piloto
Acionamento muscular incorporado
Válvulas de acionamento pneumático
VFA3000
VFA5000
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvula de acionamento pneumático
O acionamento da válvula é feito através da conexão de pilotagem. Quando o piloto é acionado, o
carretel se movimenta e a pressão é direcionada para a via desejada.
1
3
2
1
3
2
12 12
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvula de acionamento pneumático
O acionamento da válvula é feito através da conexão de pilotagem. Quando o piloto é acionado, o
carretel se movimenta e a pressão é direcionada para a via desejada.
Entrada de ar (1)
Esacpe de ar (3)
Piloto (14)
Saída de ar (4)
Escape de ar (5)
Saída de ar (2)
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvulas de acionamento muscular e mecânico
Diversos tipos de acionamentos mecânicos e musculares
Válvula de 5 vias e duas posições
Opção de servo-acionamento (piloto-externo)
Construção tipo carretel Conexões de 1/8
Para ar comprimido e gases inertes
Vazão de 594l/min à 6 bar de pressão
Temperatura de trabalho: de -5 à 60°C
Isento de lubrificação
1
2
3
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvulas de acionamento eletropneumático
Simbologia
Servo acionamento por solenóide
acionamento indireto)
Acionamento direto
Simbologia
Aplicação
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvulas com acionamento pneumático - SYA
Três tamanhos: 3000 5000 7000
M5 1/8 1/4
Vazões: 160 l/min 490 l/min 640 l/min
Opcional de conexões incorporadas - para tubos de 4 a 10mm
Válvulas de 5 vias de 2 ou 3 posições
Possibilidade de ser montada em sub-base (rosca de até 3/8)
Acionamento simples ou duplo piloto
Construção por carretel
Pag. Best – 5-2-3
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvula Direcional - Série SY
Válvula direcional de 5/2, 5/3 e 3/2 vias
Vida útil de 50 milhões de ciclos
Diversas possibilidades de montagem individual ou em manifolfd
Potência de consumo: 0,35W
Versão POWER SAVING CIRCUIT
Potência de consumo: 0,1W
Vazões de até 2500 Nl/min
Possibilidade de conexões incorporadas à Válvula
Diversos tipos de acionamentos elétricos e pneumáticos
Isenta de lubrificação
Simbologia
Jan/2011
Tipos de vedação
Quanto ao tipo de vedação as válvulas podem ser:
Válvula com vedação metálica
A vedação é feita entre duas peças de aço inoxidável com folga de 0,03mm. Possui um consumo
de ar interno normal na ordem de 1 l/min. A durabilidade destas válvulas pode atingir os 200
milhões de ciclos.
Jan/2011
Válvula com vedação em borracha
A vedação é feita por anéis de borracha. Devido ao desgaste a durabilidade este tipo de válvula é
menor, porém pode alcançar os 50 milhões de ciclos.
Tipos de vedação
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvula Direcional - Série S0700
Tamanho compacto de alta vazão - 110 l/min
Vazão de válvulas similares na concorrência - 19 l/min
Diversas combinações e configurações disponíveis
Vida útil de 50 milhões de ciclos
Baixa potência de consumo - 0,35W
Montagem individual ou em bloco manifold
Possibilidade de comunicação com protocolos industriais
Device Net
Profibus DP
CC Link
Ethernet/IP
CANopen
AS-i
Control Net
Jan/2011
Válvula de processos - Série VX
As válvulas de processo estão entre as séries de produtos SMC com o maior range de opções e
variações disponíveis, isso para podermos atender a diversidade de aplicações e fluídos disponíveis.
As aplicações com fluídos diversos requerem alguns cuidados que são irrelevantes para a
pneumática. Entre esses cuidados podemos destacar:
Compatibilidade química dos materiais com o fluído
Temperatura e classe de isolamento necessária para a aplicação
E para algumas construções de válvulas devemos observar o diferencial de pressão entre a
entrada e a saída
Ao especificar uma válvula de processo, antes mesmo de verificar as condições de pressão e vazão,
deve-se atentar a compatibilidade química dos materiais de vedação com o fluído de trabalho.
Jan/2011
Válvula de processos - Série VX
Em sua especificação, a SMC utiliza a nomenclatura técnica dos materiais das vedações.
Por exemplo:
A classe de isolamento se refere à temperatura máxima de trabalho dos fluídos a serem
direcionados.
Este isolamento não tem nenhuma relação com a classe de proteção IP. Está conforme a NBR 7094,
relacionando-se com o limite máximo de temperatura que o isolante da parte elétrica é capaz de
operar sem sofrer danos.
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvula de processos - Série VX
Construção
Resistência à
corrosão
Material magnético
especial
VXZ22 - 7W
VXZ23 - 10,5 W
Baixa potência de consumo IP 65
Gotejamento de poeira
Conforme norma UL94-V0
Fácil manutenção
Desmontagem rápida
Respingos incandescentes
Jan/2011
Abaixo temos um quadro comparativo do desempenho de equipamentos de diferentes
fabricantes.
Quais as vantagens de utilizar equipamentos SMC ?
Fabricante Série Consumo
(W)
Resposta Tempo de vida
útil em ciclos
SY 0,35W 10ms 50 000 000
VQC vedação
metálica
1,0W
(0,5W) 10ms 200 000 000
CPE 1,5W 16ms 15 000 000
CPV 1,5W 16ms 15 000 000
MFH 4,5W 10ms 15 000 000
B3 1,2W 22ms 15 000 000
PVL 1,2W 22ms 15 000 000
SMC
Válvulas solenóide 1/8
Concorrente
nº2
Concorrente
nº1
Jan/2011
Comparativo de gastos em Reais
500 válvulas com acionamentos em 1Hz , 24h
500 x 4,5 = 2,250kW x 24h = 54 kWh/dia x 30dias = 1620 kWh kWh/mês x R$ 0,25 =
Válvulas de outros fabricantes 4.5W:
R$ 405,00 por mês!
R$ 4.860,00 por ano!
Valor por cada kWh: R$ 0,25
Válvulas SMC série VQC vedações metálicas 0.5W:
500 x 0,5 = 0,25KW x 24h = 6 KWh/dia x 30dias = 180 KWh/mês x R$ 0,25 =
R$ 45,00 por mês!!!
R$ 540,00 por ano!
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Fórmulas para Cálculo da vazão de ar em válvulas:
onde :
V = A. s . RC
Q = Vazão (cm³ / s)
V = Volume do Atuador (cm³ )
p = pressão de trabalho (bar = kg/cm2)
s = curso (cm)
RC = Relação de Compressão (1,033 + ptrab) / 1,033
t = tempo para executar a tarefa (s)
Dimensionamento de válvulas
V Q =
t
A . s Q =
t Q = A . v ou ou
V t =
Q ou
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Coeficiente da Vazão (Cv)
A capacidade de fluxo de uma válvula refere-se ao volume máximo de um fluído que pode passar
através dela em um determinado intercalo de tempo.
Coeficiente de vazão é definido como o número de galões americanos de água que passam por
minuto pela válvula, provocando uma queda de pressão de 1 psig a uma temperatura de 680F.
Tabela de conversão de Fatores e Fluxo
Fatores Fluxo
Cv Kv m3/h l/min
Cv 1 0,869 59,1 985
Kv 1,15 1 67,9 1132
m3/h 0,017 0,015 1 16,67
l/min 0,001 0,00088 0,06 1
1l = 1 dm3 - 1l = 1000 cm3 - 1l = 1.000.000 mm3
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Dimensione uma válvula para alimentar um atuador de diâmetro 63 mm e curso 250mm para
avançar totalmente em 0,5 s. Pressão de trabalho: 6 bar.
V = A. s . RC
RC = (1,033 + 6) / 1,033 = 6,84 bar
Exemplo
Cálculo do consumo de ar em válvulas
V Q =
t
V = . 25 . 6,84 D2
4
= . 25 . 6,84 = 5034,42 cm3 3,14 . 6,32
4
V Q =
t
5034,42 cm3 =
0,5 s =
10608,84 cm3
1000 = 10,60 l/s . 60 s = 636,53 l/min
Utilizando-se da folha de dimensionamento de válvulas, pode-se verificar que a válvula a ser
utilizada será a VFS2000 de ¼ pois ela nos da uma vazão de 1Cv ou 984 Nl/min e necessita-se de
636,53 l/min.
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
= D2
4
A = F
p
F
p
Dimensione um circuito para deslocar uma peça de 150 Kgf a uma distância de 300 mm em 0,3 s.
A pressão de trabalho é de 6 bar . Dimensionar o atuador, a válvula ideal e verificar qual a
velocidade máxima que o atuador pode atingir após o dimensionamento dos componentes.
Desconsiderar a força de atrito.
Exercício de aplicação
Dimensionamento de atuadores
√
4 . F
D = 3,14 . p
2
√
4 . 150
3,14 . 6
2
= √
32 =
2
= 56,98 ~ 63 mm
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
RC = (1,033 + 6) / 1,033 ~ RC = 6,84
t = 0,3s
V = A . s . RC
Valor necessário para atender a solicitação.
Dimensionamento de válvulas
A = D2
4
V = . 30 . 6,84 D2
4
= . 30 . 6,84 = 6393,34 cm3 3,14 . 6,32
4
V Q =
t
6393,34 cm3 =
0,3 s =
21311,15 cm3
1000 = 21,31 l/s . 60 s = 1278,66 l/min
V Q =
t
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Se escolhermos a Série VFS a vazão calculada é maior do que a vazão da VFS2000 -1/4 (CV 1,0
ou 815 Nl/min) e menor do que a vazão da VFS3000 - 3/8 (CV 1,4 ou 1963 Nl/min). Por isto
teríamos que adotar a VFS3000. Para calcularmos o tempo nas condições reais devemos
recalcular com estas informações.
Vazão da VFS3000 - 3/8 = 1963 l/min ou 32716,66 cm³/s
V = A . s . RC
Q = V / t
V 6355,95 cm3
t = = = 0,194 s Q 32716,66 cm3/s
t = 0,194 s, ou seja, este é o tempo mínimo para se executar a tarefa com a VFS3000.
Dimensionamento de válvulas
V = . 30 . 6,84 D2
4
= . 30 . 6,84 = 6393,34 cm3 3,14 . 6,32
4
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
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Válvula de retenção - Série AK
Função de bloquear o fluxo de ar comprimido em um dos sentidos sua Vazão entre 400 a 12.000
L/min e seu corpo de polímero ou metálico.
Simbologia
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Válvula de retenção
Simbologia
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Retenção Pilotada - Série ASP
Uma válvula de retenção pilotada permite o fluxo em uma direção. Na direção contraria, o fluxo
pode passar quando a válvula piloto deslocar o assento de sua sede no corpo da válvula.
Uma válvula de retenção operada por piloto consiste do corpo da válvula, vias de entrada e saída,
um assento pressionado por uma mola, como no caso da válvula de retenção. Do lado oposto do
assento da válvula está a haste de deslocamento e o pistão do piloto. O piloto é pressurizado
através do pistão pela conexão do piloto “X”.
O fluxo pode passar através da válvula, da via de saída para a via externa, desde que a pressão
no piloto seja suficiente para manter o pistão da haste acionado.
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Retenção Pilotada
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Retenção Pilotada
Simbologia
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Retenção Pilotada
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Dupla Retenção Pilotada
Esta válvula caracteriza em sua construção, na montagem em conjunto, por duas válvulas de
retenção pilotada em um único corpo, sendo que o pistão de comando trabalha entre duas
retenções simples.
Símbologia
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Válvula “OU” - Série VR1210
Função alternadora, alternada o sinal de saída, entre os dois sinais de entrada
Tabela Verdade (OU)
X(12) Y(14) A(2)
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1 Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Válvula “E” - Série VR1211F
Tabela Verdade (E)
X(12) Y(14) A(2)
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Válvula de soma de sinais. O sinal da saída só é acionado quando houver pressão nas duas
entradas e seu corpo em tecno-polímero.
Simbologia
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Válvula de escape rápido - Série AQ
Utilizada para aumentar as velocidades dos atuadores pneumáticos onde o volume de ar do
atuador é expelido para atmosfera diretamente nos cabeçotes.
Simbologia
1
2
3
1
2
3
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Expulsor pneumático
Formado por uma válvula de escape rápido, um reservatório de ar e um tubo maleável para
direcionar o fluxo. Utilizada para expulsar peças já trabalhadas em máquinas, substituindo assim a
utilização de atuadores de simples ação.
Simbologia
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Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Regulador de fluxo unidirecional - Série AS
Usada para controle de velocidade em atuadores com pressão máxima de operação em 10 bar e
permite que se trabalhe em temperaturas que variam entre -5 à 60°
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
B
A
Válvula de Retenção
Parafuso de
Ajuste da válvula
Regulador de fluxo unidirecional
Simbologia
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A
B
Regulador de fluxo unidirecional
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
A
B
Regulador de fluxo unidirecional
Simbologia
Aplicação
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Regulador de pressão
O Regulador de Pressão é um equipamento indispensável para qualquer aplicação onde se utiliza o
ar comprimido como fonte de energia.
Suas funções básicas é a regulagem da pressão do ar comprimido a ser utilizado e sua estabilidade.
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Simbologia
P
R
1
1
3
3
A limitadora de pressão tem a função de controlar o aumento da pressão estabelecida.
Utilizada como válvulas de segurança e de alívio.
Limitadora de pressão
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Válvula se seqüência ou pressostato
A válvula de seqüência é muito similar à válvula limitadora de pressão. Abre-se a passagem
quando alcançada uma pressão superior é ajustada pela mola. Quando no orifício Z (12) existir
uma pressão superior é pré-ajustada, o êmbolo movimenta uma válvula de 3/2 vias, de maneira
a estabelecer um sinal na saída A (2).
Simbologia
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Tempo de temporização, de 0,5 a 60seg
NA
Válvulas combinadas - Temporização - Série VR2110
Simbologia Simbologia
NF
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Válvulas combinadas - Corte de Sinal
Composta por uma válvula direcional de 3/2 vias NA, combinada com uma válvula reguladora de
fluxo unidirecional.
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Bloco Bi-manual de Segurança - Série VR51
Série VR51-C06
Conforme Norma EN574
Totalmente Pneumática
Tempo entre sinais de entrada - 0.5 segundos
Conexões instantâneas incorporada
Segurança Total
Melhor opção custo/benefício do mercado
Válvulas combinadas - Segurança
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Exercício teórico (exemplo)
Dados os seguintes valores:
Diâmetro do cilindro: 35 mm
Diâmetro da haste: 12 mm
Comprimento do curso: 300 mm
Pressão de trabalho: 6 bar
Força de atrito: 10% Ft
Calcular:
As forças de avanço e retorno do cilindro com resultado em Kgf
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Ftav = p . A
6 x 9,61 = 57,7 kgf
Frealav = Ftav - Fa
57,7 - 5,7 = 52,00 kgf
Ftret = p . (A - a)
6 x (9,61 - 1,13) = 50, 9 kgf
Frealret = Ftret - Fa
50, 9 - 5,1 = 45,80 kgf
Fav = 52,00 kgf e Fret = 45,80 kgf
A = D2
4
3,14 x 3,52
4 = 9,61cm2 =
a = d2
4
3,14 x 1,22
4 = 1,13 cm2 =
Solução
Jun/2011 Automação Pneumática Industrial Produzido por DK8
Cálculo do consumo de ar em atuadores
Uma outra forma mais simplificada para os cálculos do consumo de ar em atuadores pneumáticos, é
a utilização de fórmulas mais simplificadas como segue:
A partir do Diagrama do “consumo de ar”, podemos usar as seguintes fórmulas:
Cilindro de ação simples - Q = s.n.q (Nl/min)
Cilindro de ação dupla - Q = 2(s.n.q) (Nl/min)
Onde:
Q = volume de ar (Nl/min)
s = comprimento de curso (cm)
n = número de cursos por minuto
q = consumo de ar por cm de curso (obtido no Diagrama do consumo de ar)
Jan/2011
Cálculo do consumo de ar em cilindros
Jan/2011
Cálculo do diâmetro da haste