UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL UNIJUI DOUGLAS RITTER

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1 UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL UNIJUI DOUGLAS RITTER ESPECIFICAÇÃO E PROJETO DE ALOJAMENTO DE VEDAÇÕES PARA CILINDROS PNEUMÁTICOS Panambi 2014

2 DOUGLAS RITTER ESPECIFICAÇÃO E PROJETO DE ALOJAMENTO DE VEDAÇÕES PARA CILINDROS PNEUMÁTICOS Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Mecânica apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Mecânico. Orientador: Antonio Carlos Valdiero Panambi 2014

3 DOUGLAS RITTER ESPECIFICAÇÃO E PROJETO DE ALOJAMENTO DE VEDAÇÕES PARA CILINDROS PNEUMÁTICOS Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para a obtenção do título de BACHAREL EM ENGENHARIA MECÂNICA e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelos membros da banca examinadora. Panambi, 10 de novembro de Prof. Antonio Carlos Valdiero Doutor pela Universidade Federal de Santa Catarina - Orientador Prof. Roger Schildt Hoffmann Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica/UNIJUÍ BANCA EXAMINADORA Prof. Antonio Carlos Valdiero Doutor pela Universidade Federal de Santa Catarina Prof. Felipe Tusset (UNIJUÍ) Engenheiro Mecânico graduado pela Unijuí

4 À minha família, pоr sua capacidade dе acreditar еm mіm е investir еm mim. Mãe, sеυ cuidado е dedicação fоі que deram, еm alguns momentos, а esperança pаrа seguir. Pai, sυа presença significou segurança е certeza dе qυе não estou sozinho nessa caminhada.

5 AGRADECIMENTOS Aos meus pais, Carlos e Marlene por nunca medirem esforços para me manter estudando e pela educação que me proporcionaram. A minha irmã Carla, pelo apoio incondicional em todos os momentos em que mais precisei. A minha noiva Luana, pelo companheirismo e apoio, e também pela compreensão nos momentos em que não pude estar ao seu lado por estar concentrado em meus estudos. Ao meu orientador Antonio Carlos Valdiero, pela sua paciência e sabedoria na orientação das atividades. A empresa Companhia Energética de Pernambuco (CELPE), pelo apoio financeiro no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico do Setor Energético regulado pela ANEEL (código ANEEL PD /2011).

6 O que sabemos é uma gota; o que ignoramos é um oceano. Isaac Newton.

7 RESUMO O grande desafio de quem projeta um cilindro pneumático hoje é a correta especificação das vedações e o projeto dimensional dos alojamentos das mesmas, pois existem muitas tecnologias de vedação disponíveis no mercado e o conhecimento de projeto destas vedações é de domínio de centros de pesquisa ligados aos grandes fabricantes de vedações. A fim de proporcionar ao projetista uma ferramenta de projeto auxiliar, este trabalho traz a sistematização das etapas envolvidas no processo de projeto para vedação em cilindros pneumáticos. O projeto para vedação deve levar em consideração as condições de trabalho e o ambiente no qual o atuador pneumático irá trabalhar. Para assegurar que a vedação será eficaz e duradoura, é necessário utilizar a vedação certa para dada aplicação. Estas aplicações podem ser estáticas ou dinâmicas, e para cada uma delas existe um tipo de vedação mais apropriado. Além disso, o trabalho auxilia na escolha do tamanho, material e no projeto do alojamento onde a vedação será instalada, fatores estes que estão diretamente relacionados com a eficácia da vedação. Através de uma tabela, o leitor tem o alcance a todas as variáveis que devem ser consideradas no projeto para vedação. Apresenta-se uma aplicação prática das recomendações de projeto de vedações no estudo de caso de um equipamento pneumático para poda de árvores, o qual contou com o apoio financeiro da Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) no âmbito do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico do Setor Energético regulado pela ANEEL (código ANEEL PD /2011). Como perspectivas futuras, prevê-se o estudo do efeito da variação das tolerâncias dimensionais e geométricas do alojamento das vedações. Palavras-chave: Vedação; Sistematização; Projeto.

8 ABSTRACT Nowadays the challenge for those designing a pneumatic cylinder is the correct specification of seals and dimensional design of the housings, as there are many sealing technologies available in the market and knowledge of design of these seals is a domain of research centers linked the major manufacturers of seals. In order to provide the designer with a tool to design effective, this work brings the systematization of the steps involved in the design process for sealing in pneumatic cylinders. The design for sealing should take into account the working conditions and the environment in which the pneumatic actuator will work. To ensure that the seal be efficient and durable, it is necessary to use the right application to sealing. These applications can be static or dynamic, and for each of them there is a more suitable type of seal. Furthermore, the work assists in choosing the size, material and design of the housing where the seal is installed, factors that are directly related to the effectiveness of the seal. Through a table, the reader has the scope to all the variables that should be considered in the design to seal. It presents a practical application of the seals of design recommendations in the case study of a pneumatic equipment for pruning trees, which received financial support from the Energy Company of Pernambuco (CELPE) under the Research Program and Technological Development Energy Sector regulated by ANEEL (ANEEL code PD / 2011). As future prospects, it is planned to study the effect of varying the dimensional and geometric tolerances of the housing seals. Keywords: Sealing; Systematization; Design.

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Compressibilidade do ar Figura 2 - Elasticidade do ar Figura 3 - Difusibilidade do ar Figura 4 - Expansibilidade do ar Figura 5 - Variação das variáveis físicas Figura 6 - Princípio de Pascal Figura 7 - Geometria de um O`Ring Figura 8 - Exemplo de vedação com O`Ring Figura 9 - Exemplo de aplicação de Parbak Figura 10 - Aplicação de O`Ring externamente Figura 11 - Aplicação de O`Ring internamente Figura 12 - Exemplo de vedação de face Figura 13 - Exemplo de vedação por esmagamento Figura 14 - Exemplo de vedação dinâmica de movimento recíproco Figura 15 - Exemplo de vedação dinâmica de movimento oscilante Figura 16 - Exemplo de vedação dinâmica de movimento rotativo Figura 17 - Geometria da seção da gaxeta tipo U Figura 18 - Perfil da gaxeta antes e depois de montada Figura 19 - Gaxeta instalada em êmbolo de atuador de simples ação Figura 20 - Gaxetas instaladas em êmbolo de atuador de dupla ação Figura 21 - Gaxeta instalada em haste de atuador Figura 22 - Geometria da seção da gaxeta Polypak Figura 23 - Gaxeta PolyPak Figura 24 - Gaxeta e anel raspador instalados em haste de atuador Figura 25 - Geometria da seção do raspador Figura 26 - Dimensões do alojamento para O`Ring Figura 27 - Distância mínima do início do alojamento Figura 28 - Exemplo de alojamento para vedação dinâmica com O`Rings Figura 29 - Dimensões dos alojamentos para O`Ring em aplicação dinâmica

10 Figura 30 - Distância mínima do início do alojamento Figura 31 - Atuador acoplado a mecanismo de corte de galhos Figura 32 - Vedações existentes no atuador Figura 33 - Escolha do tamanho do O`Ring Figura 34 - Escolha do material do O`Ring Figura 35 - Escolha do tamanho da gaxeta Figura 36 - Escolha do tamanho da gaxeta da haste Figura 37 - Escolha do tamanho do raspador

11 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Escolha da vedação apropriada para cada aplicação

12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Generalidades Objetivos e metas Metodologia adotada Organização do trabalho REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Conceitos e definições Tipos de Vedações Vedações Estáticas Vedações Dinâmicas METODOLOGIA PROPOSTA PARA PROJETO Introdução Recomendações para escolha da vedação Projeto do Alojamento Projeto do Alojamento para O`Rings Aplicações estáticas Aplicações Dinâmicas Projeto do alojamento para Gaxetas tipo U Projeto do alojamento para Gaxetas PolyPak Projeto do alojamento para Raspadores Escolha do material da vedação Escolha do material de O`Ring Escolha do material de Gaxeta tipo U

13 3.4.3 Escolha de material de Gaxeta PolyPak Escolha de material de Raspador ESTUDO DE CASO Análise das necessidades Aplicação da metodologia de projeto CONCLUSÃO REFERÊNCIAS Anexo 1 TABELA PARA ESCOLHA DO TAMANHO DO O`RING Anexo 2 TABELA PARA ESCOLHA DO TAMANHO DA GAXETA TIPO U.. 69 Anexo 3 PROJETO DO ALOJAMENTO DE GAXETAS POLYPAK Anexo 4 PROJETO DO ALOJAMENTO DE RASPADORES Anexo 5 ESCOLHA DO MATERIAL DO ORING Anexo 6 TABELA PARA ESCOLHA DO TAMANHO DA GAXETA POLYPAK Anexo 7 ESCOLHA DO MATERIAL DA GAXETA POLYPAK

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15 13 1 INTRODUÇÃO 1.1 Generalidades Atualmente para serem competitivas as indústrias precisam inovar e se manter atualizadas com as últimas tecnologias oferecidas no mercado, além disso, uma tendência é procurar depender o mínimo possível de fornecedores de suprimentos e materiais, buscando desenvolver novos processos e tecnologias dentro de casa visando agregar o máximo de valor possível aos seus produtos. Dentro deste desenvolvimento de novos processos, a automatização de tarefas é cada vez mais empregada, pois diminui o tempo de processamento e deixa o processo mais estável, já que o fator humano deixa de ser uma variável atuante, fazendo assim com que se atinja um alto grau de produtividade e diminuição de custos de produção. Uma tecnologia que vem sendo muito empregada no processo de automação industrial é a pneumática, porém poderia ser utilizada de forma mais barata e produtiva se as próprias indústrias fabricassem seus cilindros. O uso de atuadores pneumáticos é muito comum em aplicações industriais, pois possui as seguintes vantagens: manutenção simples e fácil, baixo custo, boa relação força/tamanho e flexibilidade de instalação (RITTER et. al., 2010), bem como o ar comprimido é uma forma de energia que não gera poluição ambiental, o que vem de encontro ao atual cenário de sustentabilidade e proteção ao meio ambiente, pois o ar comprimido é limpo de impurezas. O ar, que eventualmente escapa das tubulações ou outros elementos inadequadamente vedados, não polui o ambiente. Esta limpeza é uma exigência, por exemplo, nas indústrias alimentícias, madeireiras, têxteis e em curtumes. Além disso, o ar comprimido está disponível na maioria das instalações industriais. Apesar destas vantagens, devido à pneumática ser uma ciência que poucos dominam, a indústria fica a mercê daquilo que os principais fabricantes de cilindros oferecem ao mercado. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

16 A fim de justificar a utilização da tecnologia pneumática nas indústrias como ferramenta auxiliar na automatização dos processos, serão explanadas em tópicos as principais características que tornam essa tecnologia vantajosa frente a outras disponíveis no mercado. Comparativamente a hidráulica, pode-se dizer que a pneumática é sem dúvida o elemento mais simples, de maior rendimento e de menor custo que pode ser utilizado na solução de muitos problemas de automatização. Conforme (Bollmann, 1997), As principais vantagens do uso da tecnologia pneumática são: Quantidade disponível. O ar comprimido existe em quantidades ilimitadas; Facilidade de transporte. O ar comprimido é transmitido através de tubulações, não existindo para esse caso a necessidade de linhas de retorno, como é feito nos sistemas hidráulicos. Armazenagem. O ar é comprimido por um compressor e armazenado em um reservatório, sendo assim não é necessário que trabalhe continuamente, mas somente quando a pressão cair a um determinado valor mínimo ajustado em um pressostato. Temperatura. Diferentemente do óleo que tem sua viscosidade afetada pela variação da temperatura, o ar comprimido é insensível às oscilações desta, permitindo funcionamento seguro, mesmo em condições extremas. Segurança. O ar comprimido não apresenta perigos de explosão e incêndio, e mesmo que houvesse explosão por falha estrutural de um componente do sistema, a pressão do ar comumente utilizada é relativamente baixa (entre 6 e 12 bar), enquanto na hidráulica, por exemplo, trabalha-se com pressões que chegam à ordem de 350 bar. Limpeza. Como o fluido de trabalho é o ar comprimido, não existe o risco de poluição ambiental, mesmo que ocorrerem eventuais vazamentos nos elementos mal vedados. Esta condição torna a pneumática uma alternativa excelente para as indústrias alimentícia e farmacêutica, por exemplo. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

17 15 Construção. Como as pressões de trabalho são relativamente baixas quando comparadas a hidráulica, seus elementos de comando e ação são menos robustos e mais leves, podendo ser construídos em alumínio e até mesmo materiais poliméricos. Velocidade. Pode-se dizer que é um meio de trabalho de alta velocidade de deslocamento, em condições normais entre 1 e 2 m/s, podendo atingir até 10 m/s no caso de cilindros especiais. Segurança contra sobre carga. Diferentemente dos sistemas puramente mecânicos ou eletroeletrônicos, os cilindros pneumáticos podem ser solicitados, em carga, até parar, sem sofrer qualquer dano, voltando a funcionar normalmente tão logo cesse a resistência. Apesar deste grande número de vantagens, trabalhar com pneumática solicita cuidado com algumas variáveis, que podem tornar inviável a escolha desta tecnologia se não forem conhecidas e avaliadas. Abaixo, serão citadas algumas desvantagens da pneumática em relação as demais tecnologias existentes no mercado. Atualmente a indústria possui tecnologia e processos capazes de produzir cilindros pneumáticos, mas não tem o conhecimento científico necessário para projetar as vedações, que são importantíssimas para o bom funcionamento e desempenho dos atuadores. Isso se deve ao conhecimento estar concentrado apenas nos grandes fabricantes de vedações, que além do produto, oferecem o serviço de projeto, ou seja, prestam consultoria em projeto para vedação de cilindros a fim de manter assim o domínio deste mercado. Tem-se como tema deste Trabalho de Conclusão de Curso, o desenvolvimento de uma metodologia que venha possibilitar o projeto para vedação de cilindros pneumáticos de forma simples, para que os leigos no assunto tenham o embasamento e as informações necessárias para projetar cilindros pneumáticos de alto desempenho e com boa durabilidade. Este trabalho contou com o apoio financeiro da Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) no âmbito do Programa de Pesquisa e Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

18 Desenvolvimento Tecnológico do Setor Energético regulado pela ANEEL (código ANEEL PD /2011). 1.2 Objetivos e metas O objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia, sistematizando as etapas de projeto para vedação de cilindros pneumáticos, desde a escolha da vedação correta para a aplicação até o projeto do alojamento das mesmas, bem como realizar testes práticos com o intuito de verificar a influência de projetar corretamente e erroneamente as vedações frente ao comportamento, desempenho e durabilidade dos mesmos. 1.3 Metodologia adotada Através do estudo do material bibliográfico, será desenvolvida uma metodologia que integre todos os passos necessários para a elaboração do projeto para vedação de cilindros pneumáticos de forma a padronizar e tornar mais fácil a escolha da vedação, sistematizando as etapas envolvidas neste processo detalhando as variáveis atuantes em cada passo em um passo a passo. Tendo-se em vista que um dos objetivos deste trabalho é criar uma sistemática de projeto para vedação em cilindros pneumáticos, prevê-se o estudo de caso de um cilindro real utilizando esta metodologia. Inicialmente, serão aplicadas as técnicas de metodologia de projeto e desenvolvimento de produto, as quais consistem da análise das necessidades de aplicação (problema), projeto conceitual (dividir o problema em problemas menores, ou seja, as funções que o protótipo deve exercer, a fim de facilitar o processo criativo para solução das demandas), projeto preliminar (cálculos estruturais para que as peças atendam às solicitações), projeto detalhado (a partir do projeto preliminar, confeccionar os desenhos para a manufatura das peças e selecionar Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

19 17 os itens do sistema pneumático em catálogos, de acordo com a disponibilidade dos mesmos no Campus), construção do protótipo e testes. 1.4 Organização do trabalho Esta seção é um breve resumo do conteúdo disposto em cada capítulo do trabalho, a fim de expor ao leitor a forma como o trabalho está organizado e o que cada capítulo detalha. No primeiro capítulo o leitor é introduzido ao assunto, justifica-se através dos objetivos a importância das vedações nos cilindros e a importância da pneumática na industria atual. No segundo capítulo apresenta-se a revisão bibliográfica do trabalho, onde é apontado o estado da arte das vedações pneumáticas, dividindo-as por tipos e aplicabilidades. No terceiro capitulo é apresentada a metodologia criada para atender as necessidades dispostas no primeiro capítulo. A metodologia criada é uma forma de sistematizar as etapas do processo de projeto para vedação. No quarto e último capítulo é realizado um estudo de caso, com a intenção de aplicar a metodologia criada e seguir os passos descritos na mesma de forma a verificar sua eficácia. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

20 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Conceitos e definições A seguir serão citados e revisados os principais conceitos específicos que formam a base dos fundamentos da área de pneumática, que são imprescindíveis para o bom entendimento da metodologia que será desenvolvida, estes fundamentos serão expostos ao leitor a fim de proporcionar o embasamento teórico necessário para que seja possível compreender como as vedações devem atuar para que sejam eficazes e duradouras. O primeiro conceito que precisamos conhecer é a própria definição de pneumática. Pneumática é uma palavra que provém do grego pneuma, que significa fôlego, vento, sopro. Portanto, pneumática pode ser conceituada como sendo a ciência que estuda os movimentos e fenômenos dos gases. Dentro dos conceitos específicos que atuam e influenciam no comportamento de sistemas pneumáticos, está a pressão. Em termos de pneumática, pressão define-se como sendo a força exercida em função da compressão do ar em um recipiente, por unidade de área interna do mesmo. Sua unidade no sistema internacional de unidades é dada em N/m² ou Pa (Pascal), embora seja comum ainda a utilização de unidades como: Atm; Bar; Kgf/mm²; Psi. O próximo conceito que se deve conhecer é a definição de fluído. Pode-se definir fluido como qualquer substância capaz de escoar e assumir a forma do recipiente que a contém, (no caso da pneumática o fluído em questão é o ar). Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

21 19 Conhecendo-se a definição de fluído, e sabendo que na pneumática o fluido de trabalho é o ar, a seguir serão citadas algumas propriedades físicas do ar: Compressibilidade: o ar tem a capacidade de ocupar todo o volume de um recipiente, adquirindo assim o seu formato. Assim, podemos encerrá-lo em um recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume, ou seja, o ar permite reduzir o seu volume quando sujeito a uma força exterior (conforme ilustrado na figura 2). Figura 1 - Compressibilidade do ar. Fonte: Apostila Parker M BR (Tecnologia Pneumática Industrial). Elasticidade: é a capacidade que o ar tem de voltar ao seu volume inicial quando suspenso o efeito da força exterior (conforme ilustrado na figura 2). Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

22 Figura 2 - Elasticidade do ar. Fonte: Apostila Parker M BR (Tecnologia Pneumática Industrial). Difusibilidade: o ar se mistura homogeneamente com qualquer meio gasoso que não esteja saturado (conforme ilustrado na figura 3). Figura 3 - Difusibilidade do ar. Fonte: Apostila Parker M BR (Tecnologia Pneumática Industrial). Expansibilidade: possibilita que o ar ocupe totalmente o volume de qualquer recipiente, adquirindo o seu formato (conforme ilustrado na figura 4).. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

23 21 Figura 4 - Expansibilidade do ar. Fonte: Apostila Parker M BR (Tecnologia Pneumática Industrial). Lei geral dos gases perfeitos: As leis de Boyle-Mariotte, Charles e Gay Lussac referem-se a transformações de estado, nas quais uma das variáveis físicas permanece constante. Geralmente, a transformação de um estado para outro envolve um relacionamento entre todas, sendo assim, a relação generalizada é expressa pela eq. 1: = (1) De acordo com esta relação são conhecidas as três variáveis do gás. Por isso, se qualquer uma delas sofrer alteração, o efeito nas outras poderá ser previsto. Efeito variável entre as três variáveis físicas: Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

24 Figura 5 - Variação das variáveis físicas. Fonte: Apostila Parker M BR (Tecnologia Pneumática Industrial). Principio de Pascal: Constata-se que o ar é muito compressível sob ação de pequenas forças. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em todos os sentidos, conforme ilustrado na figura 6. Por Blaise Pascal temos: "A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais". Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

25 23 Figura 6 - Princípio de Pascal. Fonte: Site Acesso às 19h38min em 21/10/2014. A pressão que atua nas paredes pode ser calculada a partir da eq. 2: = (2) Onde: P= Pressão (Pa) F= Força (N) A= Área (mm²) Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

26 2.2 Tipos de Vedações Nesta seção serão citados e estudados os principais tipos de vedações pneumáticas atualmente existentes no mercado. Considerando que as vedações estarão expostas tanto a solicitações físicas quanto químicas, é necessário escolher entre alguns tipos de vedações para que se alcance o resultado esperado Vedações Estáticas Vedações estáticas são vedações que são aplicadas entre dois corpos que não se movem, ou seja, não existe movimento relativo entre a vedação e as superfícies em que ela está alojada. O principal tipo de vedação estática atualmente disponível no mercado e que é comumente utilizado para este tipo de aplicação, são os O`Rings. Um O Ring é um objeto toroidal (conforme figura 7), geralmente feito de elastômero, embora alguns materiais tais como plástico e metais sejam algumas vezes utilizados. Embora os O`Rings geralmente sejam lembrados apenas como vedações estáticas, eles também podem ser utilizados como vedações dinâmicas, conforme será descrito na próxima seção, que se refere a este tipo de aplicação. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

27 25 Figura 7 - Geometria de um O`Ring. Fonte: Catálogo Parker 5700br. A vedação com O Ring é um meio de fechar a passagem e prevenir uma indesejável perda ou transferência de fluido. O princípio básico da vedação com O Rings consiste de dois elementos, o próprio O Ring e o adequado alojamento ou canal para confinar o material elastomérico. A figura 8 mostra uma típica vedação com O Ring. Figura 8 - Exemplo de vedação com O`Ring. Fonte: Próprio autor. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

28 Conforme (PARKER, 2005) toda a operação com fluidos caracteriza-se pela ausência, perda ou transferência do mesmo. A prevenção dessa perda ou transferência pode ser obtida de diversos modos: ligando, soldando ou confinando-se um material macio entre as duas superfícies. Este último método, descreve o princípio do projeto em que se baseia a operação de vedação com O Rings. O elastômero é confinado no alojamento, e forçado a moldar-se para preencher as irregularidades da superfície das partes e qualquer folga existente, criando dessa maneira entre as partes a condição de folga zero, promovendo o efetivo bloqueio do fluido. A carga que força o O Ring a amoldar-se é fornecida mecanicamente pelo aperto gerado pelo desenho apropriado do alojamento e do material selecionado, e pela pressão do sistema transmitida pelo próprio fluido ao elemento de vedação. De fato, pode-se dizer que a vedação com O Rings é pressurizada, de modo que quanto maior a pressão do sistema, mais efetiva será a vedação, até que os limites físicos do elastômero sejam excedidos, e o O Ring comece a ser extrudado através da folga entre as partes. Entretando, esta condição pode ser evitada pelo projeto adequado do alojamento, correta seleção do material, e pelo uso de Parbaks. Os Parbaks são dispositivos únicos de anti-extrusão (conforme figura 9), feitos de borracha de alta dureza. Eles são usados para reduzir a folga diametral do lado de baixa pressão da vedação com O Rings. Um O Ring e um Parbak combinados vedarão pressões muito mais altas que um O Ring sozinho. O Parbak é moldado em um círculo contínuo, e pode ser facilmente esticado para montagem. Devido a não serem cortados ou separados, eles não marcam ou cortam o O Ring. Entretanto vale lembrar que os Parbaks são indicados para uso em altas pressões, que geralmente não são praticadas na pneumática, ou seja, dificilmente são aplicados quando se trabalha com pneumática. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

29 27 Figura 9 - Exemplo de aplicação de Parbak. Fonte: Catálogo Parker 5700 BR. A utilização de O`Rings em aplicações estáticas pode acontecer de diversas formas, dependendo das características das superfícies que estarão em contato com o O`Ring. A aplicação mais comum é como vedação entre duas superfícies cilíndricas, geralmente entre o flange e a camisa do cilindro pneumático, sendo que podem estar alojados externamente (figura 10) ou internamente (figura 11) no flange do cilindro. Figura 10 - Aplicação de O`Ring externamente. Fonte: Próprio Autor. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

30 Figura 11 - Aplicação de O`Ring internamente. Fonte: Próprio Autor. Outra variação de aplicação em que os O`Rings são utilizados são as vedações de face, que são aquelas que utilizam um O Ring pressionando-o contra a face de contato de outra parte para fechar a passagem do fluido (conforme ilustrado na figura 12). Figura 12 - Exemplo de vedação de face. Fonte: Catalogo Parker 5700 BR. Em aplicações bastante específicas, pode ser necessário utilizar outro tipo de aplicação de O`Rings, a vedação por esmagamento, que é uma variação da vedação de face, na qual o O Ring é literalmente esmagado num espaço com dimensões Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

31 29 diferentes do alojamento normal (conforme ilustrado na figura 13). Embora ofereça uma vedação eficiente, o O Ring deve ser trocado sempre que o conjunto seja aberto. Figura 13 - Exemplo de vedação por esmagamento. Fonte: Catalogo Parker 5700 BR Vedações Dinâmicas Vedações dinâmicas são vedações que são aplicadas entre dois corpos sendo que um deles se move, ou seja, existe movimento relativo entre a vedação e uma das superfícies que estão em contato com ela. Portanto, sabemos que as vedações dinâmicas devem funcionar entre peças cujas superfícies têm movimento relativo entre si, como a vedação de pistões e hastes de cilindros pneumáticos. Comparada a vedação estática, a vedação dinâmica é mais complicada, e requer seleção de material e projeto mais cuidadoso. O tipo mais comum de equipamento utilizando O Rings como vedantes em aplicações dinâmicas, são os de movimento recíproco (conforme figura 14). Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

32 Figura 14 - Exemplo de vedação dinâmica de movimento recíproco. Fonte: Próprio Autor. Além das vedações de movimento recíproco, existem outros tipos de movimento, nos quais um O Ring pode ser utilizado como vedação dinâmica. Um exemplo é a utilização nas vedações oscilantes (conforme figura 15), nas quais a peça interna ou externa do conjunto move-se descrevendo um arco em relação à outra, girando uma das partes em relação ao O Ring, ou seja, existe movimento linear e angular ao mesmo tempo. Figura 15 - Exemplo de vedação dinâmica de movimento oscilante. Fonte: Catalogo Parker 5700 BR. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

33 31 Outra variação de aplicação de O`Rings em vedações dinâmicas são as vedações rotativas (conforme figura 16), nas quais o elemento interno ou o externo do conjunto gira em relação ao outro numa única direção. Figura 16 - Exemplo de vedação dinâmica de movimento rotativo. Fonte: Catalogo Parker 5700br. Como podemos perceber boa parte das aplicações que requerem vedação dinâmica em cilindros pneumáticos pode ser solucionada utilizando o tipo de vedação mais simples e conhecido de todos, os O`Rings. Porém, para aplicações específicas (baixas pressões e baixas velocidades) que normalmente são utilizadas na pneumática, os O`Rings não podem ser utilizados, isso se deve a grande interferência que deve haver para que este tipo de vedação seja eficiente. Esta grande interferência acaba causando atrito excessivo entre a vedação e a haste (ou entre a vedação e o êmbolo), fazendo com que se perca boa parte da força pneumática. Para estes casos específicos, nos quais velocidade e pressão são baixos, devem ser utilizadas gaxetas, que possuem baixo coeficiente de atrito e assim proporcionam funcionamento extremamente suave e estável, exigindo pouca força inicial. A flexibilidade das gaxetas permite facilidade na montagem e aumento da folga de hastes e pistões, proporcionando a redução do tempo de montagem e dos custos. Existem dois tipos básicos de gaxetas. O que diferencia uma da outra é basicamente a geometria da sua seção, esta diferença entre elas interfere na escolha de uma ou outra de acordo com a aplicação na qual a gaxeta será instalada. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

34 As gaxetas tipo U (figura 17) são as mais comuns e as que atendem praticamente a maioria das aplicações na pneumática. A geometria de sua seção garante que apenas as extremidades dos lábios fiquem em contato com a superfície do cilindro ou da haste, garantindo desta forma baixo atrito, ou seja, menos perdas. Figura 17 - Geometria da seção da gaxeta tipo U. Fonte: Catalogo Parker PPD Nos dois tipos de gaxetas, a vedação é obtida por sobressaliência dos lábios flexíveis, que fazem contato com a haste ou com as paredes do cilindro. Pode-se notar que certa folga será mantida na parte paralela da gaxeta para minimizar o atrito (conforme figura 18). Devido ao seu desenho a Gaxeta é pré-tensionada quando instalada. A eficiência da vedação é aumentada pela pressão do ar ou do fluido contra a superfície dos lábios. Figura 18 - Perfil da gaxeta antes e depois de montada. Fonte: Catalogo Parker PPD Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

35 33 A figura 19 ilustra uma gaxeta instalada num atuador de simples ação, no qual o avanço da haste é dado pelo aumento da pressão na câmara, e o retorno por força da gravidade ou mola. Para ser instalada, a gaxeta deve ser distendida para passar pela ponta do pistão, da mesma forma que se faz com os O rings. Percebe-se que há um contato muito pequeno da gaxeta com o pistão e com as paredes do cilindro, que fica limitado às áreas onde a vedação deve acontecer. Conseqüentemente as gaxetas funcionam livre e suavemente com o movimento do pistão e geram pouco atrito (tanto inicial como de trabalho). Figura 19 - Gaxeta instalada em êmbolo de atuador de simples ação. Fonte: Catalogo Parker ppd3300. Já para atuadores de dupla ação, nos quais tanto o avanço quanto o retorno da haste se dá pelo aumento de pressão em uma das câmaras, são necessárias duas gaxetas (conforme figura 20). Isso se dá pela própria característica construtiva da gaxeta, que é projetada para vedar eficientemente em apenas um sentido. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

36 Figura 20 - Gaxetas instaladas em êmbolo de atuador de dupla ação. Fonte: Catalogo Parker ppd3300. As gaxetas podem ser utilizadas tanto para vedação dos êmbolos quanto das hastes do cilindro (conforme figura 21), porém, como no local onde são montadas só precisam vedar de dentro para fora do cilindro, apenas uma gaxeta é suficiente para vedar eficientemente. Figura 21 - Gaxeta instalada em haste de atuador. Fonte: Catalogo Parker ppd3300. Já as gaxetas PolyPak (figura 22) têm a geometria parecida com as do tipo U, porém entre os lábios é montado um O`Ring. Este tipo de gaxeta atua de forma mais Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

37 35 eficiente em baixas pressões, pois o O`Ring pressiona os lábios garantindo melhor vedação. Tambem são mais estáveis a médias e baixas pressões, o que remete a elas uma boa vantagem em relação as gaxetas do tipo U. Figura 22 - Geometria da seção da gaxeta Polypak. Fonte: Catalogo Parker PPD A gaxeta Parker Polypak é fabricada com molde de precisão, utilizada para diversas aplicações. Combina um anel o ring de borracha sintética com uma vedação convencional tipo labial (conforme figura 23) para produzir um dispositivo de vedação capaz de vedar tanto o vácuo quanto a pressão alta ou baixa. Figura 23 - Gaxeta PolyPak. Fonte: Catalogo Parker PPD A gaxeta PolyPak é uma vedação flexível e fornece ótima vedação em baixa pressão. À medida que a pressão do sistema aumenta, uma força adicional é aplicada à interface da gaxeta PolyPak e enquanto a pressão continua a subir, a carga labial é Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

38 aumentada automaticamente para compensar a alta pressão e então manter uma vedação positiva e livre de vazamentos. Além de oferecer uma alta vedação em aplicações em vácuo à baixa e alta pressões, as gaxetas PolyPak oferecem também um grande número de vantagens sobre as gaxetas convencionais com perfil U. A gaxeta PolyPak estabiliza a vedação sob pressão extrema, prevenindo a distorção da vedação labial, ou o rolamento dentro do alojamento ou a torção na gaxeta. Em temperaturas extremas, altas ou baixas, a vedação mantém a carga tanto no lábio interno quanto no externo. A gaxeta Polypak pode ser alongada ou flexionada para se acomodar nos alojamentos de hastes e pistões. Quanto mais a seção da vedação estiver correta em relação às dimensões radiais, o Polypak compensará e manterá a carga labial. A diversidade de materiais disponíveis das gaxetas PolyPak assegura a combinação apropriada à abrasão, extrusão, resistência à temperatura e compatibilidade de fluidos que produzem ótima vedação e uma longa vida útil da vedação. Já para aplicações em que o atuador pneumático está exposto a intempéries como óleo e sujeira, é altamente recomendável o uso de anéis raspadores (conforme figura 24), que retém a sujeira impregnada na haste do cilindro evitando que a mesma entre em contato com a gaxeta da haste e com o interior do cilindro, o que pode causar desgaste rápido das vedações internas e conseqüentemente redução da vida útil das mesmas. Figura 24 - Gaxeta e anel raspador instalados em haste de atuador. Fonte: Catalogo Parker PPD Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

39 37 Os raspadores (figura 25) não têm a função de vedar grandes pressões, por isso, a geometria de sua seção é diferente da geometria das gaxetas. Pode-se observar que os raspadores têm um terceiro lábio, que fica na parte mais próxima ao lado externo do atuador e é responsável pela retenção dos contaminantes. Figura 25 - Geometria da seção do raspador. Fonte: Catalogo Parker ppd3300. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

40 3 METODOLOGIA PROPOSTA PARA PROJETO 3.1 Introdução O correto projeto para vedação deve levar em consideração vários aspectos para que o resultado esperado seja alcançado, para auxiliar o projetista neste processo, é necessário que todos estes aspectos estejam dispostos em um só lugar, de forma sistematizada e de fácil compreensão. Esta seção traz o detalhamento dos dois fatores que juntos são responsáveis pela eficácia ou não das vedações. O primeiro passo para projetar para vedação é a escolha correta da própria vedação, ou seja, definir qual o tipo de vedação será instalada, sempre lembrando que para cada aplicação existe um tipo de vedação que é mais adequado. O segundo passo é o projeto do alojamento no qual a vedação será instalada. O projeto correto do alojamento é de extrema importância, pois se ele for feito de forma errada, a vedação não será eficaz e a vida útil da mesma irá diminuir drasticamente. 3.2 Recomendações para escolha da vedação Uma das variáveis que mais influencia no desempenho e durabilidade das vedações pneumáticas é a correta escolha do material do qual é composta a vedação. São diversas variáveis que interferem na escolha do material da vedação, algumas dessas variáveis são: temperatura de trabalho, pressão de trabalho, exposição á óleos e derivados de petróleo, material das superfícies a serem vedadas, entre outras. Na tabela 1 estão referenciadas as principais variáveis que interferem na escolha da vedação correta para a aplicação. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

41 39 Tabela 1 - Escolha da vedação apropriada para cada aplicação. TIPO DE PROJETO DO VEDAÇÃO APLICAÇÃO CUSTO HASTE CILINDRO PRESSÃO ALOJAMENTO TEMPERATURA O`RING ESTÁTICA BAIXAS CONFORME CONFORME BAIXO MÉDIAS SEÇÃO SEÇÃO DINÂMICA ALTAS GAXETA TIPO U CONFORME CONFORME DINÂMICA MÉDIO BAIXAS SEÇÃO SEÇÃO Até 16 bar GAXETA POLYPAK CONFORME CONFORME DINÂMICA MÉDIO ALTAS SEÇÃO SEÇÃO RASPADOR NÃO BAIXAS CONFORME CONFORME DINÂMICA ALTO APLICÁVEL MÉDIAS SEÇÃO SEÇÃO ALTAS Fonte: Próprio Autor. A tabela acima pode ser considerada como o caminho para a escolha correta da vedação e do correto projeto do alojamento. Porém, nas próximas seções veremos que o projeto do cilindro tem influencia principalmente na seção da vedação. A seção da vedação depende basicamente do diâmetro nominal da vedação, geralmente quanto maior for o diâmetro nominal da vedação maior será a geometria da sua seção. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

42 Para escolher o tamanho e a seção do O`Ring adequadamente é necessário consultar o anexo 1 (tabela para escolha do tamanho do O`Ring). Na tabela, os O`Rings são listados de acordo com o seu diâmetro interno e o diâmetro da sua seção. Para vedação instalada externamente (conforme figura 10), deve-se escolher o O`Ring com o diâmetro externo (diâmetro externo= diâmetro interno + 2x diâmetro da seção) mais próximo possível do diâmetro da face a ser vedada. Para O`Ring instalado externamente, (conforme figura 11), deve-se escolher o O`Ring com o diâmetro interno mais próximo possível do diâmetro da face a ser vedada. Para gaxetas e raspadores, a geometria da seção também tem relação com o diâmetro nominal. Os detalhes para escolha do tamanho de gaxetas e raspadores estão descritos nas respectivas seções de projeto do alojamento. 3.3 Projeto do Alojamento Após ter escolhido a vedação e o seu tamanho, é necessário garantir que o alojamento no qual a vedação será instalada será adequado. O tamanho da vedação é que vai definir o tamanho do alojamento no qual a vedação irá trabalhar, sendo que da mesma forma que a escolha errada de material, o dimensionamento errado do alojamento diminui drasticamente o desempenho e a durabilidade da vedação. Um fator que é muito importante e pode ser considerado um dos fatores que mais influenciam nas vedações é o acabamento superficial das superfícies em contato com elas, portanto, o acabamento das superfícies de trabalho tanto das hastes como de cilindros deverá ser no máximo de 0.4 Ra para obter-se vedação eficiente e longa vida útil das vedações. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

43 Projeto do Alojamento para O`Rings Aplicações estáticas Pode-se dizer que o O Ring é o melhor vedante estático já desenvolvido. A principal razão é por que eles são à prova de falha humana. Conforme (PARKER, acesso em 21 de outubro de 2014) nenhum ajuste ou regulagem interferirá com seu funcionamento nas manutenções futuras dos equipamentos, se o projeto da sua aplicação for bem feito e seu alojamento usinado corretamente. O primeiro fator com o qual devemos ter muita atenção é o acabamento superficial dos alojamentos. Os valores de rugosidade não devem ultrapassar 0,8 Ra na superfície de vedação das vedações estáticas, sendo que para a pneumática um máximo de 0,4 Ra é o recomendado. Igualmente importante é o método utilizado no processo de produção do canal. Se o canal for obtido através de torneamento, ou outro processo que produza riscos e cristas que corram no sentido do canal, uma rugosidade maior poderá não prejudicar a estanqueidade. Entretanto, alguns métodos como o frezamento, produzem riscos que correrão através da seção do O Ring. Estes se tiverem perfil arredondado que permitam que a borracha se conforme e penetre, não causarão grandes problemas. Porém, normalmente essas marcas de ferramenta apresentam cantos agudos e riscos em ângulo que não permitem que o material do O Ring os preencha completamente se eles forem profundos, causando vazamento de ar comprimido. Assim, os valores de rugosidade não devem, na medida do possível, ser excedidos. Portanto, sabendo que há a necessidade de obter uma rugosidade de no máximo 0,4 micra, é preciso assegurar-se que as máquinas que irão realizar o processo de usinagem garantam usinagem dentro desta tolerância. O próximo passo então é a definição da dimensão do alojamento. Esta etapa é muito importante, pois alojamentos mal projetados são grandes causadores de vazamentos. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

44 Conforme já citado, a dimensão do alojamento é definida pela dimensão da vedação, neste caso, o O`Ring. A primeira dimensão que precisamos ter em mãos é o diâmetro do eixo ou furo no qual o O`Ring será montado. Para fins de projeto, iremos definir eixo como sendo a peça na qual o O`Ring será instalado quando a vedação for externa (conforme figura 10), e furo como sendo a peça na qual o O`Ring será instalado quando a vedação for interna (conforme figura 11). O projeto do alojamento tem três dimensões básicas, que são a folga diametral (F) entre eixo e furo, a profundidade do alojamento (P) e a largura do alojamento (L) (conforme figura 26). Outro detalhe que é de extrema importância são os raios de canto dos alojamentos, os raios devem variar de 0,5 mm até 1 mm, dependendo do diâmetro e profundidade do rasgo, para isso, são necessárias ferramentas especiais de usinagem. Figura 26 - Dimensões do alojamento para O`Ring. Fonte: Próprio autor. Abaixo serão mostradas as equações que definem as dimensões do alojamento de acordo com o diâmetro da seção do O`Ring. A primeira dimensão a ser calculada é a folga diametral entre o eixo e o furo, os valores abaixo podem ser considerados tanto para O`Rings instalados externamente (alojamento no eixo) como para O`Rings aplicados internamente (alojamento no furo). (F) Folga diametral: Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

45 43 A folga diametral pode ser calculada aplicando-se a equação 3: =0,03 (3) Onde: F= Folga diametral entre eixo e furo. S= Diâmetro da seção do O`Ring. 0.03= Constante de multiplicação. Após termos conhecer-se a folga diametral necessária, pode-se calcular a profundidade do alojamento, pois já são conhecidos o diâmetro do eixo e do furo. (P) Profundidade do alojamento: A profundidade do alojamento pode ser calculada aplicando-se as seguintes equações 4, 5 e 6: Para O`Rings com diâmetro da seção de até 2 mm: =0,73 (4) Onde: P= Profundidade do alojamento. S= Diâmetro da seção do O`Ring. 0.73= Constante de multiplicação. Para O`Rings com diâmetro da seção de 2 até 5 mm: =0,81 (5) Onde: P= Profundidade do alojamento. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

46 S= Diâmetro da seção do O`Ring. 0.81= Constante de multiplicação. Para O`Rings com diâmetro da seção de 5 até 8 mm: =0,83 (6) Onde: P= Profundidade do alojamento. S= Diâmetro da seção do O`Ring. 0.83= Constante de multiplicação. A última dimensão a ser calculada é a largura do alojamento em que o O`Ring será montado. (L) Largura do alojamento: A largura do alojamento pode ser calculada aplicando-se a equação 7: =1,4 (7) Onde: L= Largura do alojamento. S= Diâmetro da seção do O`Ring. 1.4= Constante de multiplicação. Aplicando estas equações é possível dimensionar corretamente todas as dimensões do alojamento do O`Ring. Outra dimensão que é importante é o raio dos cantos do alojamento, que são definidos pela ferramenta utilizada na usinagem. O raio dos cantos do alojamento deve ser de 0.5 a 1 mm. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

47 45 Por fim, é necessário definir em que local ao longo do eixo ou furo será usinado o alojamento, quanto a isto vale ressaltar que a distância mínima entre a extremidade do eixo ou furo é de 5 mm, conforme ilustrado na figura 27. Figura 27 - Distância mínima do início do alojamento. Fonte: Próprio autor Aplicações Dinâmicas Como já foi citado, os O`Rings são suficientes para resolver a grande maioria dos problemas de vedação dinâmica, a limitação é que devido a alta interferência não podem ser utilizados em atuadores que trabalham a baixa pressão e velocidade pois a grande interferência que o O`Ring proporciona acaba gerando um grande atrito, o que ocasiona perdas. Da mesma forma dos alojamentos para vedação estática, o primeiro fator com o qual devemos ter muita atenção é o acabamento superficial dos alojamentos. Os valores de rugosidade não devem ultrapassar 0,4 micra. O material do qual será feito o atuador também influencia no desempenho, indica-se o uso de materiais duros, como aço e ferro fundido, evitando o uso de materiais com menor dureza, como o alumínio, cobre e aço inoxidável. Igualmente importante é o método utilizado no processo de produção do canal. Se o canal for obtido através de torneamento, ou outro processo que produza riscos e cristas que corram no sentido do canal, uma rugosidade maior poderá não prejudicar a estanqueidade. Entretanto, alguns métodos como o Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.

48 frezamento, produzem riscos que correrão através da seção do O Ring. Estes se tiverem perfil arredondado que permitam que a borracha se conforme e penetre, não causarão grandes problemas. Porém, normalmente essas marcas de ferramenta apresentam cantos agudos e riscos em ângulo que não permitem que o material do O Ring os preencha completamente se eles forem profundos, causando vazamento de ar comprimido. Assim, os valores de rugosidade não devem, na medida do possível, ser excedidos. Portanto, sabendo que há a necessidade de obter uma rugosidade de no máximo 0,4 micra, é preciso assegurar-se que as máquinas que irão realizar o processo de usinagem garantam usinagem dentro desta tolerância. O próximo passo então é a definição da dimensão do alojamento. Esta etapa é muito importante, pois alojamentos mal projetados são grandes causadores de vazamentos. Conforme já citado, a dimensão do alojamento é definida pela dimensão da vedação, neste caso, o O`Ring. A primeira dimensão que precisa-se ter em mãos é o diâmetro do eixo ou furo no qual o O`Ring será montado. Para fins de projeto, defini-se êmbolo como sendo a peça na qual o O`Ring será instalado quando a vedação for externa, e guia como sendo a peça na qual o O`Ring será instalado quando a vedação for interna (conforme figura 28). Figura 28 - Exemplo de alojamento para vedação dinâmica com O`Rings. Fonte: Próprio autor. Douglas Ritter (ritter_douglas@yahoo.com.br). Trabalho de Conclusão de Curso. Panambi DCEENG/UNIJUÍ, 2014

49 47 O projeto do alojamento tem três dimensões básicas, que são a folga diametral (F) entre eixo e furo, a profundidade do alojamento (P) e a largura do alojamento (L) (conforme figura 29). Figura 29 - Dimensões dos alojamentos para O`Ring em aplicação dinâmica. Fonte: Próprio autor. Abaixo serão mostradas as equações que definem as dimensões do alojamento de acordo com o diâmetro da seção do O`Ring. A primeira dimensão a ser calculada é a folga diametral entre o êmbolo e a camisa do cilindro (ou entre a haste e a guia), os valores abaixo podem ser considerados tanto para O`Rings instalados externamente (alojamento no êmbolo) como para O`Rings aplicados internamente (alojamento na guia). (F) Folga diametral: A folga diametral pode ser calculada aplicando-se a equação 8: =0,04 (8) Onde: F= Folga diametral entre eixo e furo. S= Diâmetro da seção do O`Ring. Especificação e projeto de alojamento de vedações para cilindros pneumáticos.