Blocos de segurança para Prensas tipo N e P

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1 1 Blocos de segurança para Prensas tipo N e P

2 Conteúdo Introdução Referências normativas Bloco tipo N Bloco tipo P Considerações finais 2

3 Introdução Prensas hidráulicas são máquinas responsáveis pela conformação, corte e dobra de peças metálicas e não metálicas. A conformação é realizada por meio do movimento de cilindro (s) hidráulico (s) controlado e acionado por um sistema hidráulico. 3

4 Introdução Devido as características operacionais, de acordo com a interação do operador com a máquina, da máquina com o operador, da máquina com o meio e do operador com o meio, a prensa hidráulica pode requerer o uso de rigorosos sistemas de segurança para o seu acionamento e movimentação do martelo, acoplado ao cilindro hidráulico. 4

5 Introdução Conforme a norma NBR e a norma européia EN 954, por meio de uma análise de risco, as prensas hidráulicas podem exigir o uso de sistemas de segurança categoria 4 Exemplo - Prensa Esmagamento -> S2 Operação manual -> F2 Velocidades rápidas na prensa -> P2 Nível 4 5

6 Introdução Conforme a norma ISO 13849, em prensas devem ser projetados e utilizados sistemas que atinjam o maior grau de segurança PL = redução de risco e Sistema de controle de prensa 1 st Caso: Risco de vida Segurança Máquina PL = redução de risco d Aplicação comum na hidráulica PL = redução de risco c 2 nd Case: Alto risco com dano Circuitos De grampo 3 rd Case: Médio risco com dano tolerado Baixo risco exposição de /h para situações perigosas risco inaceitável Risco médio Risco alto Risco 6

7 Introdução Os blocos de segurança para prensas hidráulicas tipo N e P foram desenvolvidos para adequação de sistemas hidráulicos para prensas já existentes e que não estão de acordo com as normas de segurança. O objetivo é implementar a segurança hidráulica em prensas, adicionando à um sistema hidráulico já existente, a função de segurança. Devido a alta inércia do movimento de descida do martelo, em caso de necessidade de parada de emergência, a hidráulica é um meio eficiente para interromper o movimento do cilindro. 7

8 Introdução Os blocos de segurança tipo N e tipo P são compostos por circuito hidráulico com duas válvulas com monitoramento e uma válvula de segurança contra multiplicação de pressão. Por meio das duas válvulas monitoradas é possível alcançar a categoria 4 de segurança hidráulica conforme NBR O objetivo do bloco de segurança é parar o movimento perigoso de descida do martelo/cilindro por meio da hidráulica conforme comando do controlador de segurança!!! A parada é feita por meio do desligamento do comando das válvulas monitoradas Falhas mecânicas estruturais, o risco não é evitado por meio do bloco de segurança. Exemplos de falha mecânica: - Rompimento de tubo - Quebra do cilindro do martelo 8

10 Referências normativas Para a obtenção de um correto projeto, fabricação e implementação de máquinas e equipamentos, bem como sua conservação, manutenção e descarte é obrigatório seguir as orientações e especificações contidas em normas. No Brasil, a principal diretiva de segurança para máquinas e equipamentos, com força de lei é a Norma Regulamentadora do Ministério do Trabalho número 12 (NR12). 10

11 Referências normativas NR 12 Segurança em Máquinas e Equipamentos NBR Partes de sistemas de comando relacionados à segurança princípios gerais para projeto NBR Segurança de máquinas princípios para apreciação de riscos NBR NM Segurança em máquinas conceitos fundamentais e princípios gerais de projeto EN Safety of machinery, safety related parts of control systems EN 693 Hydraulic Presses - Safety IEC EN Electrical equipament of machines part 1 General requirements 11

12 Referências normativas ISO Safety of machinery Safety related parts of control systems - ISO Safety of machinery General principles for design Risk assessment and risk reduction ISO 4413 Hydraulic fluid power General rules relating to systems 12

14 Bloco tipo N O bloco tipo N é um controle hidráulico de segurança para prensas hidráulicas. Ele é composto de um circuito hidráulico redundante por meio de válvulas direcionais com monitoramento. Indicado para adequação de sistemas hidráulicos existentes, onde existe a necessidade de instalar um circuito hidráulico categoria 4 (NBR 14153) O movimento do cilindro do martelo somente é possível mediante ao acionamento do bloco. 14

15 Bloco tipo N Exemplo de instalação Bloco tipo N PERIGO! Hidráulica existente Bloco N 15

16 Bloco tipo N Exemplo de diagrama de acionamento O diagrama de acionamentos mostrado é somente do bloco N!!! No trabalho de adequação ele deve ser inserido no diagrama de acionamento já existente na prensa. Eventuais temporizações nos acionamentos podem ser necessárias em função do projeto. 16

17 Bloco tipo N Características gerais Dados técnicos: Hidráulico -Pressão máxima = 315 bar -Conexão T = 210 bar -Fluído hidráulico = Óleo mineral (HL, HLP) conforme DIN Classe de pureza do fluído hidráulico conforme ISO 4406 ( C ) classe 20/18/15 Elétrico -Tipo de tensão = Continua -Tensão disponível = 24V Maiores informações ver também catálogos RP (TN 6), RP (TN10), RP (válvulas pré-operadas) e RE Aplicações especiais entrar em contato com os canais de vendas da Bosch Rexroth 17

18 Bloco tipo N Características gerais A válvula monitorada do bloco tipo N usa sensor indutivo tipo QM Quadro de sinais Posição neutra Posição atuada Curso do embolo % Esquema do sensor Conector 4 pinos M12x1 18

19 Bloco tipo N Principais tamanhos Código Descrição Vazão máxima (L/min) Pressão máxima em P (bar) R IH04M06NB X/G24K R IH04M10NB X/G24K R IH04M12NB X/G24K4 1) R IH04M16NB X/G24K4 1) ) Para os blocos tipo N tamanhos 12 e 16 deve ser previsto pilotagem externa e dreno externo 19

21 Bloco tipo P O bloco tipo P é um controle hidráulico de segurança para prensas hidráulicas. Ele é composto de um circuito hidráulico redundante por meio de elementos lógicos direcionais com monitoramento. Indicado para adequação de sistemas hidráulicos existentes, onde existe a necessidade de instalar um circuito hidráulico categoria 4 (NBR 14153). O movimento do cilindro do martelo somente é possível mediante ao acionamento do bloco. 21

22 Bloco tipo P Exemplo de instalação Bloco tipo N Nota!!! Conexões X3,X4 X6 e X7 podem ser ligadas dependendo do projeto PERIGO! Conexão X5 deve ser ligada na linha de piloto do componente de pressão ou descompressão do sistema existente Bloco P Hidráulica existente 22

23 Bloco tipo P Exemplo de diagrama de acionamento O diagrama de acionamentos mostrado é somente do bloco P!!! No trabalho de adequação ele deve ser inserido no diagrama de acionamento já existente na prensa. Eventuais temporizações nos acionamentos podem ser necessárias em função do projeto. 23

24 Bloco tipo P Características gerais Dados técnicos: Hidráulico -Pressão máxima = 315 bar -Conexão T = 210 bar -Fluído hidráulico = Óleo mineral (HL, HLP) conforme DIN Classe de pureza do fluído hidráulico conforme ISO 4406 ( C ) classe 20/18/15 Elétrico -Tipo de tensão = Continua -Tensão disponível = 24V Maiores informações ver também catálogo RP Aplicações especiais entrar em contato com os canais de vendas da Bosch Rexroth 24

25 Bloco tipo P Características gerais A válvula monitorada do bloco tipo P usa sensor indutivo tipo QM Quadro de sinais Posição neutra Posição atuada Curso do embolo % Esquema do sensor Conector 4 pinos M12x1 25

26 Bloco tipo P Principais tamanhos Código Descrição Vazão máxima (L/min) Pressão máxima em P (bar) R IH04ME16P7A1001-3X/G24K R IH04ME25P7A1001-3X/G24K R IH04ME32P7A1001-3X/G24K R IH04ME40P7A1001-3X/G24K R IH04ME50P7A1001-3X/G24K

28 Considerações finais Projeto de adequação Para o dimensionamento e seleção do bloco de adequação mais apropriado é necessário análise técnica do circuito hidráulico existente na máquina. Informações como velocidades de trabalho, esforços, pressões, força de sustentação, contrabalanço do martelo e o esquema atual da máquina são informações obrigatórias para a correta seleção do bloco. Após a seleção do bloco, o esquema existente da máquina deve ser revisado e a documentação atualizada. O projeto de adequação deve buscar manter o desempenho da máquina o mais próximo possível da condição original. 28

29 Considerações finais Instalação O bloco de adequação deve ser montado o mais próximo possível do cilindro. O tubo que liga o bloco ao cilindro deve ser dimensionado para resistir ao máximo esforço mecânico e hidráulico existente na máquina aplicando um coeficiente de segurança. A tubulação deve fazer uso de conexões positivas e flanges. Os terminais preferencialmente devem ter a ponta conformada a frio (sistema Vossform) ou deve ser utilizado solda. Em caso de processo de soldagem, todo o processo deve ser qualificado e os cordões de solda devem ser inspecionados com emissão de relatório de aprovação. Tubo de segurança. Exigência de elevada qualidade. 29

30 Considerações finais Instalação Devem ser observados boas práticas e alta qualidade na montagem do tubo de segurança. Não são permitidas a utilização de emendas ou junções por conexões na tubulação entre o bloco e o cilindro. O tubo deve ser preso com braçadeiras e ter resistência e estabilidade aos efeitos de vibrações. Não é permitido a utilização de tubo com costura. Não é permito a utilização de conexões com anel de cravamento conforme recomendação da EN 693. Não é permitido o uso de mangueiras entre o bloco de segurança e o cilindro conforme recomendação da EN 693. Tubo de segurança. Exigência de elevada qualidade. 30

31 Considerações finais Instalação Caso a máquina possua vibração intensa característica a sua natureza de trabalho, condições de contorno e outras medidas devem ser tomadas caso exista impedimento ao uso de tubulação de segurança rígida. Quanto a tubulação, demais exigências vide as referências normativas. Tubo de segurança. Exigência de elevada qualidade. 31

32 Considerações finais Comissionamento O comissionamento e start-up devem ser realizados por profissionais especializados em mecânica, hidráulica e elétrica. Medidas de segurança devem ser providenciadas durante o comissionamento, tendo acesso a máquina somente os envolvidos no trabalho. Após a finalização da instalação, testes de ciclagem de máquina devem ser realizados. Todo o procedimento de teste, descrição, números de ciclos, ferramenta usada, produto conformado, etc, devem ser registrados em relatório. Não sendo evidenciado nenhum problema de ordem elétrica, hidráulica e mecânica, e sendo constatado o correto funcionamento e estabilidade da máquina, a mesma poderá ser homologada com o fechamento do relatório e documentação atualizada. 32

33 Considerações finais Comissionamento Somente após a homolagação do teste (ver NBR 14153) e finalização da documentação, a máquina poderá ser liberada para a produção. Catálogos de referência para comissionamento hidráulico RP Montagem, colocação em operação e manutenção de bombas e motores hidráulicos RP Montagem, colocação em operação e manutenção de cilindros hidráulicos RP Montagem, colocação em operação e manutenção de válvulas industriais RP Montagem, colocação em operação e manutenção de instalações hidráulicas 33

34 Considerações finais Reforma e adequação Toda a reforma e adequação deve ser emitido a Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) por Engenheiro responsável junto a CREA. A adequação de uma prensa hidráulica não se limita apenas a instalação de bloco hidráulico de segurança. A adequação plena e completa envolve o uso de uma série de dispositivos, componentes de segurança, proteções, etc, cujo as recomendações técnicas podem ser encontradas nas normativas de referência, sendo obrigatório seguir a diretivas da NR

35 Considerações finais - Exemplo de sistema de segurança integrado Exemplo de um sistema integrado de controle eletrônico de segurança, intertravamento e atuadores Image: Sick AG Valvula 1 Valvula 2 Valvula 3 35

36 Machine Safety Obrigado Bosch Rexroth Securing Your Future! 36