Laboratório de Pneumática. Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva Prof. Dr. Rafael Traldi Moura MSc. Ruben Andres Salas

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1 Laboratório de Pneumática Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva Prof. Dr. Rafael Traldi Moura MSc. Ruben Andres Salas

2 Objetivos: Objetivo e Considerações O laboratório tem por principal objetivo revisar e fixar os conceitos das aulas teóricas através da prática experimental. Durante o laboratório, o aluno montará circuitos pneumáticos utilizando os dispositivos vistos apenas como diagramas, compreendendo seus efeitos no circuito de maneira experimental. Considerações Gerais: Deverá ser entregue um relatório desenvolvido durante a experiência no prazo máximo de uma semana da mesma; Será apenas permitida a entrada de pessoas trajando calças longas, calçados fechados e com o cabelo preso, caso seja longo; Siga rigorosamente as indicações referentes à manipulação dos equipamentos do laboratório; Os últimos alunos que utilizarem as bancadas serão responsáveis pela limpeza tanto dos equipamentos quanto da área de trabalho. Laboratório de Pneumática 2

3 Familiarização com a Bancada Bancada: A bancada para os experimentos sobre pneumática será encontrada conforme a figura, com uma unidade de conservação, um bloco distribuidor, um pistão de simples ação, um pistão de dupla ação, um músculo pneumático, uma válvula geradora de vácuo e válvulas direcionais responsáveis pelo movimento dos pistões. Laboratório de Pneumática 3

4 Familiarização com a Bancada Fixação dos dispositivos: No caso de atuadores (cilindros, músculo, etc.), a ancoragem à bancada é feita por bases de fixação rápida que dispensa o uso de ferramentas. Importante!: Não coloque outros componentes no curso dos pistões. A bancada possui trilhos equidistantes a 50mm para a fixação dos componentes. No caso de válvulas, a ancoragem à bancada é feita com botão de fixação rápida. Laboratório de Pneumática 4

5 Familiarização com a Bancada Unidade de conservação: A unidade de conservação possui três elementos principais: Regulador de pressão: O giro do regulador permite disponibilizar para a linha uma pressão inferior à de entrada. Após a regulagem, deve-se forçar o mesmo para baixo de modo a trava-lo, ouvindo-se um clique; Manômetro: através do mesmo é possível ver qual será a pressão disponível para a linha. Válvula deslizante de acionamento manual biestável: Permite ter ou não pressão no sistema alternando as suas duas únicas posições de acionamento, com seu estado podendo ser checado no manômetro. Despressurize o sistema sempre que for montar ou alterar o circuito. Importante!: A pressão máxima permitida na linha do sistema é de 4bar; sendo proibido alterá-la. Laboratório de Pneumática 5

6 Familiarização com a Bancada Bloco Distribuidor: Permite a entrega de ar pressurizado aos diferentes componentes do circuito. Possui conexões de engate rápido: 1 entrada para mangueira de Ø6mm e 8 saídas para mangueira de Ø4mm. Conexão/Desconexão com Engate rápido: Para fazer uma conexão, pressione o encaixe azul e mantendo-o pressionado enfie a mangueira. Quando a mangueira chegar no fim da conexão solte o encaixe. Nunca abra o fluxo de ar caso existam mangueiras ou componentes soltos. Para realizar uma desconexão, pressione o encaixe azul e somente após puxe a mangueira, assim evitará danos na mesma. Nunca desconecte mangueiras quando o sistema estiver alimentado, isso causará o ricochete das mesmas, o que pode ocasionar lesões. Laboratório de Pneumática 6

7 Elementos Disponíveis na Bancada Qtd Código Descrição Cilindro de dupla ação com amortecimento nas posições finais de curso, com êmbolo magnético Ø20mm, haste Ø8mm e curso de 100mm Cilindro de simples ação com amortecimento nas posições finais de curso, com êmbolo magnético Ø20mm, haste Ø8mm e curso de 50mm Músculo pneumático de simples ação, Ø10mm, força teórica a 6bar de 480N e carga máxima adicional suspendida de 30kg. (Possui uma conexão rápida com redução de Ø6mm a Ø4mm) Válvula direcional 5/2 vias acionada por duplo piloto pneumático (biestável) Válvula direcional 5/2 vias acionada por simples piloto pneumático e com retorno por mola Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por simples piloto pneumático e com retorno por mola Válvula direcional 3/2 vias NA acionada por simples piloto pneumático e com retorno por mola Tampão para conexão Válvula temporizadora 3/2 vias NF com faixa de ajuste de 0 a 30s Válvula de sequência 3/2 vias NF acionada por simples piloto regulável e com retorno por mola Válvula alternadora (elemento OU ) Observação: Quantidades por bancada, sendo que há um total de 8 bancadas no laboratório Laboratório de Pneumática 7

8 Elementos Disponíveis na Bancada Qtd Código Descrição Válvula de simultaneidade (elemento E ) Válvula reguladora de fluxo unidirecional Válvula de escape rápido Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por rolete e com retorno por mola Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por rolete escamoteável e com retorno por mola Unidade de conservação Bloco distribuidor com 8 saídas e conexões de engate rápido com retenção 20m Tubo flexível para conexões de engate rápido Øext 4mm e Øint 3mm Conexão rápida em T Captador de queda de pressão pneumático Válvula geradora de vácuo com ventosa Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por botão e com retorno por mola Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por botão basculante com trava Observação: Quantidades por bancada, sendo que há um total de 8 bancadas no laboratório Laboratório de Pneumática 8

9 Músculo Pneumático Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição de cada componente do circuito, contendo o nome, símbolo e quando aplicável, a identificação das conexões de entrada, saída e pilotagem; Compreensão do circuito: Após a verificação e compreensão de cada componente, da identificação do fluxo de ar comprimido ao longo do circuito e do teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento; Perguntas: Explique o principio de funcionamento do músculo pneumático e cite algumas aplicações. Ilustre com figuras. Selecione uma aplicação e explique o seu funcionamento utilizando gráficos e diagramas. Laboratório de Pneumática 9

10 Válvula Geradora de Vácuo com Ventosa Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição de cada componente do circuito, contendo o nome, símbolo e quando aplicável, a identificação das conexões de entrada, saída e pilotagem; Compreensão do circuito: Após a verificação e compreensão de cada componente, da identificação do fluxo de ar comprimido ao longo do circuito e do teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento; Perguntas: Explique o principio de funcionamento desta válvula e cite algumas aplicações. Ilustre com figuras. Selecione uma aplicação e explique o seu funcionamento utilizando gráficos e diagramas. Laboratório de Pneumática 10

11 Pistão de Simples Ação Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição de cada componente do circuito, contendo o nome, símbolo e quando aplicável, a identificação das conexões de entrada, saída e pilotagem; Compreensão do circuito: Após a verificação e compreensão de cada componente, da identificação do fluxo de ar comprimido ao longo do circuito e do teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento; Perguntas: Qual modificação deve ser efetuada no circuito se é requerido que o pistão comece na posição de avanço? Laboratório de Pneumática 11

12 Pistão de Dupla Ação Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição de cada componente do circuito, contendo o nome, símbolo e quando aplicável, a identificação das conexões de entrada, saída e pilotagem; Compreensão do circuito: Após a verificação e compreensão de cada componente, da identificação do fluxo de ar comprimido ao longo do circuito e do teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento; Perguntas: O que acontece quando são pressionados simultaneamente os botões de comando do circuito, seja no avanço ou no retorno do pistão? Laboratório de Pneumática 12

13 Sensor de Final de Curso Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição de cada componente do circuito e todos os sensores de final de curso pneumáticos, contendo o nome, símbolo e quando aplicável, a identificação das conexões de entrada, saída e pilotagem; Compreensão do circuito: Altere o circuito para que o retorno do pistão seja automático utilizando o sensor na posição indicada. Após o teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento. Somente passe para a próxima etapa após mostrar seu circuito funcionando para um dos responsáveis no laboratório; Perguntas: O que acontece quando o botão para o avanço está pressionado e o pistão aciona o sensor de final de curso? Importante!: O sensor deve ser acionado pela parte inclinada do pistão Laboratório de Pneumática 13

14 Válvula de Controle de Fluxo Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição da válvula de controle de fluxo, contendo o nome, símbolo, a identificação das conexões de entrada, saída e os seus demais componentes; Compreensão do circuito: Altere o circuito para que tanto o avanço quanto o retorno do pistão tenham a velocidade controlada colocando-se as válvulas de controle de fluxo na saída do ar comprimido (configuração meter-out). Após o teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento. Somente passe para a próxima etapa após mostrar seu circuito funcionando para um dos responsáveis no laboratório; Perguntas: Qual é a melhor configuração para o controle de um cilindro pneumático meter-in ou meter-out e por quê? Laboratório de Pneumática 14

15 Válvula Temporizadora Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição da válvula temporizadora, contendo o nome, símbolo, a identificação das conexões de entrada, saída e os seus demais componentes; Compreensão do circuito: Altere o circuito utilizando a válvula temporizadora para que após o pistão complete o avanço acione o sensor e fique nessa posição por aprox. 15s antes do retorno. Após o teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento. Somente passe para a próxima etapa após mostrar seu circuito funcionando para um dos responsáveis no laboratório. Perguntas: Que tipo de retardo é observado no circuito, retardo à conexão ou à desconexão? Laboratório de Pneumática 15

16 Ciclo Único e Ciclo Contínuo Familiarização: Tire fotos e faça uma descrição do botão com trava e das válvulas de bloqueio (alternadora e de simultaneidade), contendo o nome, símbolo, a identificação das conexões de entrada, saída e os seus demais componentes; Compreensão do circuito: Altere o circuito para que a sequência A+A- possa ser realizada num ciclo único com o acionamento de um botão, ou em ciclo contínuo utilizando um botão com trava. Após o teste do mesmo, faça o diagrama do circuito pneumático e explique o seu funcionamento. Somente passe para a próxima etapa após mostrar seu circuito funcionando para um dos responsáveis no laboratório. Perguntas: Adicione um botão de emergência no circuito. É possível implementá-lo com os elementos da bancada? Laboratório de Pneumática 16

17 Circuito Proposto A B D C Sequência: (A+ D-)(B+ C+)(B- C-)(A- D+) Laboratório de Pneumática 17

18 Trabalho Proposto Monte na bancada do laboratório a sequência mostrada na figura anterior, implementada pelo método de cascata, explique e verifique seu funcionamento. Não esqueça mostrar seu circuito funcionando para um dos responsáveis no laboratório. Faça uma tabela que contenha a descrição de todos os componentes do circuito, com o nome, símbolo e quando aplicável, a identificação das conexões de entrada, saída e pilotagem; Faça o diagrama da mesma sequência empregando o método passo a passo e simule-o no software FluidSIM, restringindo-se aos tipos de elementos disponíveis na bancada. Adicione o número de elementos necessários se faltarem; Responda as seguintes perguntas: Quais são as vantagens e desvantagens de utilizar os métodos de projeto de circuitos pneumáticos sugeridos? Quais são aplicáveis neste caso? Faça o diagrama trajeto-passo do sistema e os diagramas de comando de todas as válvulas presentes no circuito; Não esqueça incluir no relatório as respostas às perguntas propostas em cada apartado desta apostila; Lembre-se que o prazo máximo de entrega do relatório é de uma semana. Caso não for entregue nesse prazo, o aluno não poderá realizar a segunda experiência do laboratório. Laboratório de Pneumática 18