Laboratório de Pneumática Prof. Dr. Emílio Carlos Nelli Silva Prof. Dr. Rafael Traldi Moura MSc. Ruben Andres Salas
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
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
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
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
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
Elementos Disponíveis na Bancada Qtd Código Descrição 2 13022463 1 13022462 1 544311 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) 4 13022478 Válvula direcional 5/2 vias acionada por duplo piloto pneumático (biestável) 1 13022477 Válvula direcional 5/2 vias acionada por simples piloto pneumático e com retorno por mola 1 13022470 Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por simples piloto pneumático e com retorno por mola 1 13022471 Válvula direcional 3/2 vias NA acionada por simples piloto pneumático e com retorno por mola 3 153267 Tampão para conexão 1 13022474 Válvula temporizadora 3/2 vias NF com faixa de ajuste de 0 a 30s 1 13022475 Válvula de sequência 3/2 vias NF acionada por simples piloto regulável e com retorno por mola 2 13022481 Válvula alternadora (elemento OU ) Observação: Quantidades por bancada, sendo que há um total de 8 bancadas no laboratório Laboratório de Pneumática 7
Elementos Disponíveis na Bancada Qtd Código Descrição 2 13022482 Válvula de simultaneidade (elemento E ) 5 13022480 Válvula reguladora de fluxo unidirecional 1 13022483 Válvula de escape rápido 4 13022468 Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por rolete e com retorno por mola 1 13022469 Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por rolete escamoteável e com retorno por mola 1 13022461 Unidade de conservação 1 13022750 Bloco distribuidor com 8 saídas e conexões de engate rápido com retenção 20m 159662 Tubo flexível para conexões de engate rápido Øext 4mm e Øint 3mm 6 153128 Conexão rápida em T 1 13048366 Captador de queda de pressão pneumático 1 13022486 Válvula geradora de vácuo com ventosa 2 13022464 Válvula direcional 3/2 vias NF acionada por botão e com retorno por mola 1 13022465 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
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
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
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
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
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
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
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
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
Circuito Proposto A B D C Sequência: (A+ D-)(B+ C+)(B- C-)(A- D+) Laboratório de Pneumática 17
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