6. CILINDROS PNEUMÁTICOS

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1 6. CILINDROS PNEUMÁTICOS Os cilindros, também conhecidos como atuadores lineares, são elementos pneumáticos de trabalho os quais transformam a energia proveniente do ar comprimido em energia mecânica, produzindo movimentos lineares. Ao contrário da Mecânica, onde para se conseguir movimentos lineares de ida e volta deve-se empregar pinhões, cremalheiras e outros componentes mecânicos de baixa precisão e alto custo, na Pneumática esses movimentos são facilmente obtidos por meio da utilização dos cilindros, os quais oferecem maior precisão e menor investimento, tanto de instalação como de manutenção. Por essa razão os cilindros, também chamados de pistões, são os elementos pneumáticos mais utilizados pela empresa moderna em máquinas, equipamentos e dispositivos industriais na produção de movimentos lineares para estampar, cunhar, transportar, fixar, travar e acionar sistemas mecânicos, tanto na fabricação de produtos manufaturados como na indústria de processos contínuos. Os cilindros pneumáticos são encontrados realizando trabalho em muitos setores da economia, seja na indústria farmacêutica, de alimentação, de embalagem, no transporte de passageiros e cargas, em equipamentos hospitalares, enfim, sempre onde se deseja obter movimentos lineares rápidos a baixo custo. Existem diversos tipos de cilindros pneumáticos disponíveis no mercado. Suas características construtivas variam de acordo com o fabricante mas, basicamente, os cilindros são classificados como sendo de ação simples ou de ação dupla. 63

2 Os cilindros de ação simples executam trabalho em apenas um sentido de movimento, empregando o ar comprimido, por exemplo, para avançar. No sentido oposto, o retorno, o movimento é produzido por uma mola ou pela ação da gravidade. Injetando-se ar comprimido na câmara esquerda do cilindro, o êmbolo é empurrado para a direita, comprimindo a mola e fazendo com que a haste se estenda. Uma junta de vedação, montada no êmbolo do cilindro, impede o vazamento de ar comprimido da câmara esquerda para a direita quando o cilindro avança. Liberando-se o ar comprimido da câmara esquerda do cilindro para a atmosfera, a mola se estende e empurra o êmbolo para a esquerda, retraindo a haste. Quando a haste se retrai, o cilindro retorna. 64

3 Já os cilindros de ação dupla avançam e retornam pneumaticamente, utilizando o ar comprimido nos dois sentidos de movimento. Injetando-se ar comprimido na câmara direita do cilindro, o êmbolo é empurrado para a esquerda, retraindo a haste e descarregando o ar acumulado na câmara esquerda para a atmosfera. Nesse momento, o cilindro está retornando. Ao contrário, injetando-se ar comprimido na câmara esquerda do cilindro, o êmbolo é empurrado para a direita, estendendo a haste e descarregando o ar acumulado na câmara direita para a atmosfera. Neste caso, o cilindro está avançando. Em ambos os movimentos, juntas de vedação são montadas no êmbolo para evitar vazamentos de ar comprimido de uma câmara para a outra, tanto no avanço como no retorno. A maioria dos cilindros utilizam, também, montado na tampa dianteira, um retentor limpador cuja função é impedir a penetração de sujeira trazida pela haste, quando esta se retrai. Alguns cilindros possuem amortecedores de final de curso que impedem o golpe mais intenso do êmbolo contra as tampas dianteira e traseira no final dos movimentos de avanço e retorno. A camisa do cilindro pode ser fabricada de tubo de aço, bronze ou latão, sendo que, os mais modernos tem a camisa em perfil de alumínio padronizado. Os cilindros podem ter, ainda, um imã 65

4 permanente montado ao redor do êmbolo para ser detectado por sensores magnéticos de posicionamento. Existe uma infinidade de modelos e tamanhos diferentes de cilindros, dependendo da finalidade para a qual foi projetado. Considerando-se que a área de ação do ar comprimido dentro do cilindro é diretamente proporcional à força que o mesmo pode realizar, esses componentes podem ser encontrados no mercado em diferentes diâmetros, cuja construção varia de um fabricante para outro. A forma com que um cilindro pneumático pode ser fixado a uma máquina ou a um conjunto mecânico também é bastante diversificada, dependendo do trabalho a ser executado e do espaço disponível no equipamento industrial. 66

5 Um cilindro pode ser fixado ao conjunto mecânico por meio de pés ou flanges de montagem dianteiras ou traseiras, munhões de basculamento ou diretamente por meio de rosca disponíveis nas extremidades do componente pneumático. Na automação dos processos industriais de produção, os cilindros são acoplados mecanicamente entre si, formando braços de robôs manipuladores com até 6 graus de liberdade, comandados eletronicamente e com os movimentos monitorados por sensores de proximidade. 67

6 Os conjuntos manipuladores, acima representados, são formados por dois cilindros de ação dupla, com dois graus de liberdade (2 eixos) e garras pneumáticas para movimentação de cargas. A técnica do vácuo, estudada nos capítulos anteriores, também é muito empregada em robôs manipuladores para fixação, transporte e movimentação de peças. Um gerador de vácuo compacto, com sua respectiva ventosa, é montado na extremidade do braço, ao invés da garra pneumática. Uma outra possibilidade consiste em montar apenas a ventosa ou conjunto de ventosas na extremidade do braço manipulador, mantendo o gerador pneumático de vácuo à distância, conectado à ventosa por meio de mangueiras flexíveis. 68

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