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DIDACTIC Automação Pneumática 1

Automação Pneumática


Mecânica

Boa força Ótimas velocidades

Ótima precisão

Ótima força

Baixas velocidades

Boa precisão

Hidráulica

Pneumática

Força limitada

Boas velocidades

Precisão limitada

Comando/Controle

Elétrica

Comparação qualitativa: força, velocidade e precisão


Energia Hidráulica Elétrica Pneumática Transmissão Limitada e muito bem rápida e Limitada e lenta cara longas distâncias Dist. econômica Até aprox. 100m Pratic. s/ limites Até aprox. 1000m Vel. de trans- Aprox. 50 mm/s Aprox. 300.000 Aprox. 2 m/s missão km/s Rotações Limitado Boas Até 500.000 rpm Força Bem alto Alto Baixo Proteção contra Excelente Não tão boa Excelente sobrecarga

Comparação quantitativa


Compressibilidade: Capacidade de reduzir o espaço de uma certa quantidade de ar.

Vi F Vf

Expansibilidade: Capacidade de retornar ao seu volume inicial. Difusibilidade: Capacidade de misturar-se homogeneamente com quaisquer outros gases.

Inodoro Incolor

Insípido

Oxygen

20,70%

Nitrogen

77,00%

Water

1,30%Carbondioxid

0,03%

Argon

0,90%

Various

0,07%

Propriedades físicas do ar


Sendo: p = Pressão - Pa F = Força - N A = Área - m2

É a relação entre a força dividida pela área onde está sendo aplicada.

p = F

A ----

F O R Ç A

ÁREA

Pressão (p)


Nível variável da Pressão Atmosférica 101kPa

Faixa de depressão

Faixa de Sobre-pressão

Pressão absoluta kPa

+ Pe

0

- Pe

Gráfico das pressões


Simbologia

Compressores – Pistão ou êmbolo


• Suporta pressões acima de 10 bar

• Contamina o ar com óleo • Compressão pulsante • Baixo custo

Simbologia Simbologia

Compressores – Duplo pistão


• Isento de contaminação • Não atinge altas pressões • Compressão pulsante

• Baixa vazão

• Pequenas aplicações

Simbologia

Compressores – Pistão com membrana


• Isento de lubrificação • Não atinge altas pressões • Compressão contínua

• Pode ser utilizado como bomba de vácuo

Simbologia

Compressores – Palhetas


• Isento de lubrificação • Alta vazão • Baixa manutenção • Custo elevado • Grande aplicação na indústria

• Compressão contínua

Simbologia

Compressores – Duplo parafuso


Escolha de compressores


Circuito aberto

Circuito fechado (anel)

Circuito combinado (válvulas de fechamento)

Redes de ar comprimido


Tubulações de Ar Comprimido (Anéis)


Tubulações de Ar Comprimido (Drenos)


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


Simbologia Estabilização da rede de ar comprimido

Elimina as oscilações

Garantia de reserva Refrigera o ar (por sua grande superfície)

Separa parte da umidade contida no ar por condensação

Reservatório


Simbologia

Condensado

Dreno

Separador

Ar Seco

Ar Úmido

Pré-Resfriador

Resfriador Principal

Freon

Compressor Refrigeração

By-Pass

• Resfria o ar

• Necessita de energia externa

• Reduz a umidade pela condensação do ar

• Muito utilizado na indústria metalúrgica

Secadores - Secagem por resfriamento


Ar Seco

Ar Úmido Purgador

• Processo químico

• Não necessita de energia externa

• Instalação e manutenção simples

• Utiliza-se geralmente Cloreto de Cálcio

Simbologia

Secadores - Secagem por absorção


• Elemento secante regenerável • Manutenção simples

• Não é preciso parar o fornecimento para regenerar o elemento secante • Utiliza-se geralmente Sílica-Gel

Simbologia

Secadores - Secagem por adsorção


Produção, preparação e distribuição do ar


Simbologia detalhada

A vazão total em m3/hora é determinante para o tamanho da unidade. Uma demanda (consumo) de ar grande demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos.

Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelos fabricantes.

A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura não deve ser maior que 500C (corpos de material sintético).

Simbologia simplificada

Preparação final – Unidade de conservação


Os sistemas pneumáticos evoluem para não comprometer o meio ambiente.

=

Filtro-regulador

com lubrificador Lubrificador Filtro-Regulador

Já existem vários produtos que trabalham sem lubrificação.

Simbologia detalhada

Preparação final – Filtro/regulador


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

Tipos de filtros


Simbologia

• A função do filtro é reter as partículas de impurezas, bem como a água condensada.

Copo do filtro

Saída do ar

Placa defletora

Condensado

Parafuso purgador

Filtro sinterizado Elemento filtrante

Filtro de impurezas


Simbologia

Purgador automático


Simbologia

Válvula reguladora de pressão


Simbologia

Câmara de gotejamento

Válvula de retenção

Tubo ascendente

Óleo

Parafuso de regulagem Parafuso de

abastecimento

Canal de alimentação

Lubrificador de ar comprimido


Simbologia

Manômetros


Atuadores

Lineares

Giro Limitado

Rotativos

Motores Simples Ação

Dupla Ação

Outros

Garras

Músculo

Antigiro

Elementos de trabalho


Diâmetro: 6 a 320 mm Curso: 1 mm a 2000 mm Força: 2 a 50.000 Newtons Vel. de avanço: 0,02 a 1m/s Aplicações:

Fixação Expulsão Extração Prensagem de peças entre outras

Simbologia

Atuadores – Simples ação


Simbologia

Atuadores – Simples ação


Simbologia

Atuadores – Simples ação (com membrana)


Simbologia

Atuadores – Dupla ação


Simbologia

Atuadores – Dupla ação (amortecimento por buchas)


Simbologia

Atuadores – Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)


Parafuso de regulagem

Êmbolo de amortecimento

Atuadores – Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)

Simbologia


Simbologia

Atuadores – Dupla ação (haste passante)


Simbologia

Atuadores – Dupla ação (múltiplas posições)


Simbologia

Atuadores – Dupla ação (tandem)


Simbologia

Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento mecânico


Simbologia

Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento mecânico

FFF


Simbologia

Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento magnético


Êmbolo Retangular Êmbolo Oblongo Êmbolo Oval

Atuadores – Anti-giro


Paralela Angular 3 Pontos Radial

Atuadores – Garras pneumáticas


Simbologia •Alta velocidade (até 2000 mm/s) •Diâmetro de 10, 20 e 40 mm •Comprimento de 40 até 9000 mm •Possibilita contração (curso) de 15% até 25% do comprimento •Freqüência de até 90 Hz

Atuadores – Músculo pneumático


Simbologia

Atuadores – Rotativo (giro limitado)


Simbologia

Atuadores – Rotativo (giro limitado)


Simbologia

Atuadores – Rotativo (pinhão cremalheira)


Os motores de palhetas podem atingir rotações entre 3000 e 8500 rpm com potências que vão de 0,1 à 24 cv, à pressão normal.

Simbologia

Atuadores – Motor de palhetas


Cálculos

Simples ação

Dupla ação

Atuadores – Cálculos


Fa

Fa

Fa

Fa

Fm

p

D

p = pressão de trabalho (bar) Fm = força da mola (kgf) Fa = força de atrito (kgf) D = diâmetro do êmbolo (cm) d = diâmetro da haste (cm) A = área do êmbolo (cm2) a = área da haste (cm2) Fav = força de avanço teórica (kgf) Frt = força de retorno teórica (kgf)

Cálculo da forca nos cilindros – simples ação

)%203:(

.

4

. 2

ava

maavav

av

FF

FFFF

ApF

DA

real


Fa

Fa

Fa

Fa

p p

D d

a = área da haste

)%203:(

.

4

. 2

ava

aavav

av

FF

FFF

ApF

DA

real

artrt

rt

FFF

aApF

da

real

).(

4

. 2

Cálculo da forca nos cilindros – dupla ação


Válvulas

Direcionais

Pressão

Bloqueio

Fluxo

Combinadas

Válvulas


Quadrado representa posição

Setas indicam a direção e sentido do fluxo do ar

T’s representam bloqueios das vias

Número de posições da válvula

As conexões de entrada e saída são representadas por traços externos. Estes, indicam o número de vias.

Construção do símbolo de válvulas (norma DIN/ISO 1219)


Musculares Mecânicos Pneumáticos

Geral

Botão

Alavanca

Pedal

Came

Rolete

Gatilho

Mola

Piloto Positivo

Decréscimo de pressão

Acionamentos e seus símbolos


Tipos de acionamentos


(1) (1)

(2) (2) Simbologia

2

1

(A)

(P)

Válvulas direcionais - 2/2 vias NF acionamento por came retorno por mola


Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Válvulas direcionais - 3/2 vias NA acionamento por came retorno por mola


Simbologia

(A)

(P) (R)

2

1 3



Simbologia

(A)

(P) (R)

2

1 3



Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por simples piloto


Simbologia

2

1 3

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento botão retorno por mola


Simbologia

2

1 3

(A)

(P) (R)

Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por rolete servopilotada


Simbologia

4 2

1 3

Válvulas direcionais - 4/2 vias acionamento por duplo piloto


Simbologia

4 2

5

1

3

(A)

(P) (R) (S)

(B)

1

12(Y) 14(Z)



Simbologia

4 2

5

1

3

(A)

(P) (R) (S)

(B)

1

12(Y) 14(Z)



Simbologia

Válvulas de bloqueio – válvula de retenção


Válvulas de bloqueio – Retenção pilotada

Simbologia 1

2

21


Válvulas de bloqueio – Alternadora (OU)

Simbologia

12 14

2


Válvulas de bloqueio – Simultaneidade (E)

Simbologia

12 14

2


Simbologia

1

2

3

(A)

(R)

(P)

Válvulas de bloqueio – Escape rápido


R

Simbologia

1(P)

3(R)

Válvulas de pressão – Limitadora de pressão


P

R A

Simbologia

2

1 3

Válvulas de pressão – Reguladora de pressão


Simbologia

Válvulas de fluxo – Reguladora de fluxo bidirecional


Válvulas de fluxo – Reguladora de fluxo unidirecional

Simbologia


Simbologia 100%

2

1

12

3

Válvulas combinadas – Temporizadora NF


Válvulas combinadas – Temporizadora NA

R P

Simbologia 100%

2

1

10

3


Simbologia

(Z)12

2(A)

3(R) 1(P)

2

12 1

3

(Z) (P)

(A)

(R)

Válvulas combinadas – Seqüência


Válvulas combinadas – Corte de sinal


Festo Automação Ltda.

Rua Giuseppe Crespi, 76

Km 12,5 da Via Anchieta

CEP : 04183-080

São Paulo / SP

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Fax : (11) 5013-1613

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