ATIVIDADE PRÁTICA 02: UTILIZANDO LIMITADORA DE PRESSÃO PROPORCIONAL A) CONHECENDO A VÁLVULA LIMITADORA DE PRESSÃO PROPORCIONAL: A Figura 01 ilustra o esquema de uma válvula limitadora de pressão proporcional e suas componentes básicas que são: 1. Carcaça 2. Carcaça do cartucho 3. Êmbolo 4. Tubo do solenóide 5. Solenóide 6. Porca serrilhada 7. Mola 8. Eixo da válvula 9. Armadura 10. Haste 11. Mola 12. Giclê Figura 01 Válvula limitadora de pressão - Fonte: Festo Didactic (2004) O êmbolo da válvula tem duas faces opostas que estão sob pressão. A primeira face é pressurizada através da conexão de pressão P, enquanto a segunda é pressurizado através da conexão T. Através da armadura e da haste, o solenóide gera uma força sobre o êmbolo, proporcional à corrente aplica, a haste então é deslocada até que seja alcançado um equilíbrio entre as forças no interior da válvula. Durante esse movimento, a secção transversal da ligação entre as conexões P e T é reduzida ou até mesmo completamente fechada. Uma tensão inicial é aplicada à armadura do solenóide pelo eixo da válvula e pela mola. Isso permite que a corrente do solenóide seja ajustada em relação à pressão resultante. A máxima pressão estática de operação suportada pela válvula é de 12 MPa (120 bar) e válvula permite um ajuste máximo de pressão de 6,3 MPa (63 bar). A figura 02 ilustra o gráfico da pressão de operação da válvula em função da corrente aplicada no solenóide proporcional. Figura 02 Gráfico de pressão em função da corrente - Fonte: Festo Didactic (2004)
B) DESCRIÇÃO DA MONTAGEM COM A VÁLVULA DE PRESSÃO Para essa atividade, é necessário apenas o cartão amplificador, a válvula limitadora de pressão e a unidade hidráulica. O cartão é alimentado com 24 V por uma fonte de alimentação 24V/4,5A Festo TN162416 (Figura 03) e apenas a saída A do cartão é utilizada, sendo ligada diretamente ao solenóide da válvula (Figura 04). Alimenta-se a entrada INT W1 para se ativar a opção de setpoints internos. Figura 03 Montagem elétrica para válvula de pressão Figura 04 Fonte de alimentação Festo 24V/4,5A Fonte: Festo Didactic (2009) O amplificador deve ser configurado como dois amplificadores de um canal (opção FUNCTION no menu de configuração) sendo que apenas o canal 01 será utilizado. As correntes devem ser configuradas conforme a Tabela 01. Desta maneira, a cada 0,5V de tensão ajustada em INT W1, teremos o incremento de 30mA na corrente aplicada na válvula limitadora de pressão proporcional. Tabela 01 Configuração do amplificador Amplificador TN162255 IA Basic 0 ma IA Jump 50 ma IA Max 650 ma INT W1 0 ~ 10 V
C) MONTAGEM HIDRÁULICA A Figura 05 apresenta o esquema hidráulico que consiste basicamente da válvula de pressão proporcional (Figura 06) ligada diretamente à unidade hidráulica. As conexões P e T da válvula são ligadas às linhas de pressão e tanque, respectivamente. Figura 05 Esquema hidráulico para válvula de pressão Como serão observadas as pressões até 6 Mpa, a unidade hidráulica deve ser ajustada para uma pressão levemente maior do que os 6 Mpa desejados. Esse ajuste deve ser feito através da válvula existente entre as conexões de pressão e tanque da unidade e com a válvula limitadora de pressão proporcional não conectada. A pressão pode ser medida observando o manômetro localizado logo abaixo da conexão P. Após isto, com a válvula limitadora de pressão proporcional conectada à unidade hidráulica, o sistema está pronto para operar. Figura 06 Válvula limitadora de pressão proporcional TN167087 Fonte: Festo Didactic (2004)
D) ATIVIDADES: 01 Fazer as medições de pressão do sistema, em conjunto com a variação dos valores de corrente aplicada à válvula limitadora de pressão proporcional, preenchendo a Tabela 02 (fazer as medidas na ordem apresentada na tabela): Tabela 02 Coleta de dados: INT W1 Corrente Aplicada (ma) Pressão Medida (X,X MPa) 0,0 V 0,5 V 1,0 V 1,5 V 2,0 V 2,5 V 3,0 V 3,5 V 4,0 V 4,5 V 5,0 V 5,5 V 6,0 V 6,5 V 7,0 V 7,5 V 8,0 V 8,5 V 9,0 V 9,5 V 10,0 V 9,5 V 9,0 V 8,5 V 8,0 V 7,5 V 7,0 V 6,5 V 6,0 V 5,5 V 5,0 V 4,5 V 4,0 V 3,5 V 3,0 V 2,5 V 2,0 V 1,5 V 1,0 V 0,5 V 0,0 V
02 Traçar gráfico de pressão medida em função da corrente aplicada na válvula (não deixando de salientar o caminho do gráfico quando do aumento / diminuição das correntes aplicadas à válvula limitadora de pressão proporcional utilizar setas sobre a linha do gráfico). 03 - Determinar os seguintes parâmetros para a montagem realizada: I Mín (corrente mínima início da faixa de operação da válvula limitadora de pressão); I Máx (corrente máxima final da faixa de operação da válvula limitadora de pressão); 04 Determinar a diferença máxima entre valores de pressão medidos para o mesmo valor de corrente aplicada (quando dos regimes de aumento e diminuição de corrente). Determinar o valor absoluto da diferença de pressão máxima. E o erro percentual em relação ao máximo valor de pressão obtido. 05 Determinar a função que relaciona a pressão medida e a corrente aplicada à válvula limitadora de pressão proporcional (utilizar média dos valores de pressão obtidos). 06 Avaliar qualitativamente o funcionamento da válvula limitadora de pressão proporcional testada no experimento. 07 Concluir a respeito da atividade prática.