SUMÁRIO... 2 CAPITULO 1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS... 5 CAPITULO 3 - ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO... 20

WWW.EDISONCARLOS.XPG.COM.BR PNEUMÁTICA AR COMPRIMIDO Edison Carlos 09

Sumário SUMÁRIO... 2 CAPITULO 1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS... 5 1- PNEUMÁTICA... 5 2 - CARACTERÍSTICAS DO AR COMPRIMIDO... 5 2.1 - Vantagens... 5 2.2 - Desvantajosas... 5 3 - PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR... 5 * Compressibilidade... 6 * Elasticidade... 6 4 - FUNDAMENTOS FÍSICOS... 6 Unidades Básicas... 7 Lei de Newton... 7 5 - AR COMPRESSÍVEL... 9 V1 = VOLUME A PRESSÃO P1... 11 6 - EQUAÇÃO DE ESTADO DOS GASES PERFEITOS... 12 PRINCÍPIO DE PASCAL... 12 CAPITULO 2 - PRODUÇÃO DO AR COMPRIMIDO... 13 1. COMPRESSORES... 13 TIPOS DE COMPRESSORES... 13 1.1. COMPRESSOR DE ÊMBOLO... 14 Compressor de êmbolo com movimento linear... 14 Compressores de membrana:... 14 1.2 Compressor rotativo... 15 Compressor rotativo multicelular... 15 Compressor rotativo de duplo parafuso (dois eixos):... 15 Compressor Roots:... 15 1.3 Turbo Compressores... 15 DIAGRAMA DE VOLUME E PRESSÃO FORNECIDO... 16 1.4. Refrigeração... 16 1.5. Lugar de Montagem:... 17 2 - REGULAGEM DA CAPACIDADE... 17 3 - MANUTENÇÃO:... 19 CAPITULO 3 - ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO... 20 1 - RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO... 20 1.1 - Rede de distribuição de ar comprimido... 21 1.2 Vazamentos... 22 1.3 - Material da Tubulação... 23 Curso Técnico em Mecânica 2 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Tubulações principais:... 23 Tubulações Secundárias:... 23 1.4- Conexões para Tubulações... 23 Conexões para tubos metálicos... 23 CAPITULO 4 - PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO... 24 1 - IMPUREZAS... 24 Quantidade de saturação... Erro! Indicador não definido. Diagrama do ponto de orvalho... 25 Secagem por absorção... 25 Secagem por absorção... 26 Secagem por adsorção... 26 Secagem por Resfriamento... 26 Secador por resfriamento... 27 1.1 - Funcionamento do dreno automático... 28 1.2 - Regulador de pressão com orifício de escape... 28 1.3 - Regulador de pressão sem orifício de escape... 28 1.4 - Lubrificador... 29 Funcionamento do lubrificador... 29 1.5 - Unidade de conservação... 30 1.6 - Manutenção... 30 CAPÍTULO 5 - ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE TRABALHO... 31 ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE MOVIMENTO RETILÍNEO (CILINDROS PNEUMÁTICOS)... 31 Cilindros de Simples Ação... 31 Cilindro de êmbolo... 31 Cilindro de dupla ação... 31 Cilindro de dupla ação com haste passante... 32 Cilindro tandem... 32 Cilindro de dupla ação com amortecimento nos fins de curso... 32 Cilindro rotativo com amortecimento nos fins de curso... 33 Cilindro de múltiplas posições... 33 Cilindro de membrana... 33 2 - FIXAÇÃO... 34 Tipos de Fixação... 34 3 - VEDAÇÕES:... 35 Tipos de vedação para êmbolos... 35 4 - ELEMENTOS PNEUMÁTICOS COM MOVIMENTO GIRATÓRIO... 36 Motores a ar comprimido... 36 Motores de Pistão... 36 Motor de Palhetas... 36 Motores de engrenagem:... 37 Curso Técnico em Mecânica 3 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Turbomotores:... 37 Características dos motores pneumáticos... 37 5 - CÁLCULOS DOS CILINDROS... 38 Cálculo da força efetiva do êmbolo... 38 Superfície útil do êmbolo... 39 Superfície do anel do êmbolo... 39 Força teórica do êmbolo... 39 Resistência de atrito 10%... 39 Força efetiva do êmbolo... 39 Força de êmbolo ao retorno... 39 Força teórica do êmbolo... 39 Resistência de atrito 10%... 39 Força efetiva do êmbolo... 39 CAPITULO 6 - VÁLVULAS DIRECIONAIS... 43 GENERALIDADES:... 43 VÁLVULAS DIRECIONAIS... 43 Simbologia das válvulas... 43 Tipos de Acionamentos de Válvulas... 45 1.Acionamento por força muscular... 45 2.Acionamento mecânico... 45 3. Acionamento elétrico... 46 4. Acionamento pneumático Acionamento direto... 46 Acionamento indireto... 47 5. Acionamento combinado... 47 Características de construção das válvulas direcionais... 48 Válvula corrediça longitudinal... 55 Válvula corrediça giratória... 56 Válvula de retenção... 57 Válvula alternadora... 58 Válvula reguladora de fluxo unidirecional... 58 Expulsor pneumático... 60 Curso Técnico em Mecânica 4 www.edisoncarlos.xpg.com.br

CAPITULO 1 CONSIDERAÇÕES GERAIS 1 PNEUMÁTICA * Conceito: É a tecnologia que estuda os movimentos e fenômenos dos gases. * Etmologia: Do antigo grego provém o termo Pneuma, que expressa vento, fôlego. 2 CARACTERÍSTICAS DO AR COMPRIMIDO 2.1 Vantagens * Volume - O ar a ser comprimido encontra-se em quantidades ilimitadas praticamente em todos os lugares; * Transporte - Facilmente transportável por tubulações; * Armazenagem - O ar pode ser sempre armazenado ou transportado em reservatórios; * Temperatura - Garantia de funcionamento seguro, apesar das oscilações de temperatura; * Segurança - Não existe o perigo de explosão ou de incêndio; * Limpeza - O ar comprimido é limpo, não polui o ambiente; * Construção - Os elementos de trabalho são de construção simples; * Velocidade - O ar comprimido permite alcançar altas velocidades de trabalho; * Regulagem - As velocidades e forças dos elementos a ar comprimido são reguláveis sem escala; * Segurança contra sobrecarga - Os elementos e ferramentas a ar comprimido são carregáveis até a parada final e portanto, seguros contra sobrecarga. 2.2 Desvantajosas * Preparação - O ar comprimido requer uma boa preparação. Impureza e umidade devem ser evitadas, pois provocam desgastes; * Compressibilidade - Não é possível manter uniformes e constantes as velocidades dos pistões mediante o ar comprimido; * Escape de ar - O escape de ar é ruidoso; * Custos - O ar comprimido é uma fonte de energia muito custosa. O custo de ar comprimido torna-se mais elevado se na rede de distribuição e nos equipamentos houver vazamentos consideráveis. 3 PROPRIEDADES FÍSICAS DO AR Apesar de insípido, inodoro e incolor, percebemos o ar através dos ventos, aviões e pássaros que nele flutuam e se movimentam; sentimos também o seu impacto sobre o nosso corpo. Concluímos facilmente que o ar tem existência real e concreta, ocupando lugar no espaço. Curso Técnico em Mecânica 5 www.edisoncarlos.xpg.com.br

* Compressibilidade O ar assim como todos os gases, tem a propriedade de ocupar todo o volume de qualquer recipiente adquirindo o seu formato, já que não tem forma própria. Assim, podemos encerrá-lo num recipiente com volume determinado e posteriormente provocar-lhe uma redução de volume usando uma de suas propriedades a Compressibilidade. Podemos concluir que o ar permite reduzir o volume quando sujeito à ação de uma força exterior. * Elasticidade Propriedade que possibilita ao voltar ao seu volume inicial uma vez extinto o efeito (força) responsável pela redução de volume. 4 FUNDAMENTOS FÍSICOS A superfície terrestre é totalmente cercada por uma camada de ar. Este ar, que é de interesse vital, é uma mistura gasosa da seguinte composição. Nitrogênio aproximadamente 78% do volume, Oxigênio aproximadamente 21% do volume. Além disso, o ar contém também resíduos de dióxido de carbono, argônio, hidrogênio, neônio, hélio, criptônio e xenônio. Para melhor compreender as leis e o comportamento do ar, devemos antes de tudo considerar as grandezas físicas e sua classificação nos sistemas de medidas. Com o fim de estabelecer relações inequívocas e claramente definidas, os cientistas e técnicos na maioria dos países estão empenhados em definir um só sistema de medidas que será válido para todos, denominado "Sistema Internacional de Medidas", abreviamente "SI". Curso Técnico em Mecânica 6 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Unidades Básicas Grandeza Símbolo UNIDADE E SÍMBOLOS Sistema Técnico Sistema S.I Comprimento I Metro (m) Metro (m) Massa m Kilograma Tempo t Segundo (s) Segundo (s) Temperatura T Grau Celsius (ºc) Kelvin (k) Intensidade Corrente I Ampére (a) Ampére (a) Intensidade Luminosa I Candella (cd) Quantidade Substancia n Mol (mol) Grandeza Força Símbolo F UNIDADE E SÍMBOLOS Sistema Técnico Kilopond (kp) ou Kilograma força (kgf) Área A Metro quadrado (m ) Sistema S.I Metro quadrado (m ) Volume V Metro cúbico (m ) Metro cúbico (m ) Vazão Q (m /s) (m /s) Pressão P Átmosfera (atm) (kp/cm ) A combinação entre os sistemas Internacional e Técnico de medidas é constituída pela: Lei de Newton Força = Massa. Aceleração F = m. a, onde para "a" é válida a Aceleração da gravidade g = 9,81 m/s² Para converter as grandezas antes indicadas de um sistema para outro, são usados os seguintes valores de conversão: Massa 1 (kg) = 1 kp. s² 9,81 m Força 1 (kp) = 9,81 (N) para cálculos aproximados pode-se empregar 1 kp ~ 10 N Temperatura: Diferença de temperatura: 1 C = 1 K (Kelvin) Ponto zero: 0 C = 273K (kelvin) Curso Técnico em Mecânica 7 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Pressão: Além da unidades de pressão mencionadas (at no sistema técnico, bem como Bar e Pascal no sistema SI), outras expressões serão o ainda usadas freqüentemente. Para completar o já exposto, as mesmas serão apresentadas a seguir. 1. Atmosfera, at (pressão absoluta no sistema técnico) 1 at = 1 kp/cm² = 0,981 bar (98,1 KPa) 2. Pascal, Pa Bar, bar (pressão absoluta no sistema padrão SI) 1 Pa = 1 N = 10-5 bar m² 1 bar = 10 5 N = 10 5 Pa = 1,02 at m² 3. Atmosfera física, atm (pressão absoluta no sistema físico) 1 atm = 1,033 at = 1,013 bar ( 101,3 KPa) 4. Coluna de água, mm H 2 O 10.000 mm H 2 O = 1 at = 0,981 bar (98,1 KPa) 5. Coluna de mercúrio, mm Hg (corresponde à unidade de pressão Torr) 1mm Hg = 1 Torr 1 at = 736 Torr, 100 KPa (1 ba) = 750 Torr (Torricelli) Como tudo na terra está submetido a pressão atmosférica, ela não é notada. Portanto, torna-se a correspondente pressão atmosférica, Pamb como pressão de referência e qualquer valor acima desta, se designa de sobre-pressão Pe. O gráfico abaixo nos dá uma visão: A pressão do ar não é sempre constante. Ela muda de acordo com as situação geográfica e as condições atmosféricas. A faixa compreendida entre a linha zero absoluto e a linha variável da pressão do ar é denominada faixa de depressão e a faixa que está acima dessa linha, denomina-se de sobre-pressão (+ Pe ). Curso Técnico em Mecânica 8 www.edisoncarlos.xpg.com.br

A pressão absoluta P abs é constituída das pressões -p e e + p e. Na prática são utilizados manômetros que somente indicam a sobre-pressão (+ p e ). Na indicação de pressão P abs, o valor marcado é aumentado de 100 KPa (1bar). Com a ajuda das grandezas básicas apresentadas é possível as principais características físicas do ar. 5 AR COMPRESSÍVEL Como todos os gases, o ar comprimido não tem uma forma definida. O ar se altera à menor resistência, ou seja, ele se adapta à forma do ambiente. O ar se deixa comprimir (compressão), mas tende sempre a expandir (expansão). O que nos demonstra isto é a lei de BOYLE-MARIOTTE. Sob temperatura constante, o volume de um gás fechado em um recipiente é inversamente proporcional à pressão absoluta, quer dizer, o produto da pressão absoluta e o volume é constante para uma determinada quantidade de gás. p 1. V 1 = p 2. V 2 = p 3. V 3 = constante (transformação isotérmica). A lei é demonstrada conforme o seguinte exemplo. Exemplo: Um volume V 1 = 1 m³, sob pressão atmosférica p 1 = 100 KPa (1 bar) é reduzido pela força F 2 para um volume V 2 = 0,5 m³, mantendo-se a temperatura constante, a pressão resultante será: P 1. V 1 = P 2. V 2 P 2 = P 1. V 1 V 2 P 2 = 100 KPa. 1 m³ = 200 KPa ( 2bar) 0,5 m³ Se o volume V 1 for comprimido pela força F 3 para um volume V 3 = 0,05 m³, a pressão resultante será: P 3 = P 1. V 1 V 3 P 3 = 100 KPa. 1 m³ = 2000 KPa (20 bar) 0,05 m³ Curso Técnico em Mecânica 9 www.edisoncarlos.xpg.com.br

O VOLUME DE AR SE ALTERA EM FUNÇÃO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA Se a pressão permanece constante e a temperatura se eleva 1 K partindo de 273 K o ar se dilata do seu volume. Isto é demonstrado pela lei de Gay-Lussac: V 1 = T 1 V 2 T 2 V 1 = Volume na temperatura T 1 V 2 = Volume na temperatura T 2 Onde: V 2 = V 1. T 2 T 1 A variação do volume é: V = V 2 - V 1 V = V 1. T 2 - V 1 T 1 V = V 1. (T 2 - T 1 ) T 1 O mesmo é válido para V 2 : V 2 = V 1 + V V 2 = V 1 + V 1 (T 2 - T 1 ) T 1 As equações anteriores são válidas somente quando as temperaturas são indicadas em K (Kelvin). As temperaturas indicadas em C (graus centígrados) devem ser convertidas, portanto, para Kelvin (K). Para se calcular imediatamente em graus C é necessário 273 C aos valores da temperatura. V 2 = V 1 + V1 [ (273 C + T 2 ) - (273 C + T 1 ) ] 273 C + T 1 V 2 = V 1 + V 1 (T 2 - T 1 ) 273 C + T 1 Curso Técnico em Mecânica 10 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Exemplo 0,8 m³ de ar com temperatura T 1 = 293 K (20 C), será aquecido para T 2 = 344 K (71 C). Qual será o volume final? Segundo a fórmula anterior temos: V 2 = 0,8 m³ + 0,8 m³ (344 K - 293 K) 293 K V 2 = 0,8 m³ + 0,14 m³ = 0,94 m³ O ar se dilata de 0,14 m³. Explicação: Estado normal, segundo DIN 1343, é o estado de uma substância sólida, líquida ou gasosa, sob pressão e temperatura normal. O conceito técnico define: Como temperatura normal: T n = 293,15 K; T n = 20 C e pressão normal: P n = 98.066,5 Pa = 98.066,5 N/m² = 0,980665 bar O conceito define: Como temperatura normal: T n = 273,15 K; T n = 0 C e pressão normal: P n = 101.325 Pa = 101.325 N/m² = 1,01325 bar Exemplo: Em um reservatório de 2 m³, está armazenado ar a uma pressão de 700 KPa (7 bar) a uma temperatura de 298 K (25 C). Qual o volume de ar armazenado no reservatório? 1º Passo: Conversão a uma pressão de 101.325 Pa (1,013 bar) ~100.000 Pa = 100 KPa (1 bar). Segundo a lei de Boyle-Mariotte temos: p1. V1 = p2. V2 V1 = volume a pressão p1 2º Passo p1 = 100 KPa (1 bar) (pressão normal) V2 = 2 m³ p2 = 700 KPa (7 bar) (pressão absoluta) V1 = p2. V2 = 700 KPa. 2 m³ = 14 m³ p1 100 KPa Conversão a uma temperatura de 273 K (0 C). Para a dilatação é válido: V 2 = V 1 + V 1. (T 2 - T 1 ) T 1 Se a temperatura T 1 é maior que T 2, V 2 será menor que V1. Portanto, se a temperatura diminui, vale o seguinte: V 2 = V 1 - V 1. (T 1 - T 2 ) T 1 Se T 2 = 273 K (0 C), pode-se usar no lugar de T 2, T o e no lugar de V 2, V o. Temos portanto: V o = V 1 - V 1 (T 1 - T o ) T 1 Curso Técnico em Mecânica 11 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Pode-se também calcular em graus centígrados C. A equação ampliada é a seguinte: V o = V 1 - V 1 (T 1-0 C) 273 C + T 1 V o = V 1 - V 1. T 1 273 C + T1 Esta equação é válida quando unicamente se deseja determinar Vo em graus centígrados. Então se obtém o seguinte: V o = V 1 - V 1 (T 1 - T o ) T 1 V o = 14 m³ - 14 m³ = 12,83 m³ 298 K O depósito contém 12,83 m³ de ar (referindo-se a 0 C e uma pressão de 100 KPa, ou seja, 1 bar). 6 EQUAÇÃO DE ESTADO DOS GASES PERFEITOS Para todos os gases é válida a "Equação geral dos gases": p 1. V 1 = p 2. V 2 = constante T 1 T 2 PRINCÍPIO DE PASCAL Constata-se que o ar é muito compressível sob a ação de pequenas forças. Quando contido em um recipiente fechado, o ar exerce uma pressão igual sobre as paredes, em todos os sentidos. Podemos verificar isto facilmente, fazendo uso de uma bola de futebol. Apalpando-a, observamos uma pressão uniformemente distribuída sob a sua superfície. Por Blaise Pascal temos: "A pressão exercida em um líquido confinado em forma estática atua em todos os sentidos e direções, com a mesma intensidade, exercendo forças iguais em áreas iguais". Curso Técnico em Mecânica 12 www.edisoncarlos.xpg.com.br

CAPITULO 2 PRODUÇÃO DO AR COMPRIMIDO 1. COMPRESSORES Instalação de Produção: Para a produção de ar comprimido são necessários compressores, os quais comprimem o ar para a pressão de trabalho desejada. Na maioria dos acionamentos e comandos pneumáticos se encontra, geralmente, uma estação central de distribuição de ar comprimido. Não é necessário calcular e planejar a transformação e transmissão da energia para cada consumidor individual. A instalação de compressão fornece o ar comprimido para dos devidos lugares através de um rede tubular. Instalações móveis de produção são usadas, principalmente, na indústria de mineração, ou para máquinas que freqüentemente mudam de local. Já ao projetar, devem ser consideradas a ampliação e aquisição de outros novos aparelhos pneumáticos. Por isso é necessário sobredimensionar a instalação para que mais tarde não venha-se constatar que ela está sobrecarregada. Uma ampliação posterior da instalação se torna geralmente muito cara. Muito importante é o grau de pureza do ar. Um ar limpo garante uma longa vida útil de instalação. O emprego correto dos diversos tipos de compressores também deve ser considerado. TIPOS DE COMPRESSORES Sempre, conforme as necessidades fabris, em relação à pressão de trabalho e ao volume, são empregados compressores de diversos tipos de construção. Serão diferenciados dois tipos básicos de compressores: O primeiro se trata de um tipo baseado no princípio de redução de volume. Aqui se consegue a compressão, sugando o ar para um ambiente fechado, e diminuindo-se posteriormente o tamanho deste ambiente. Este tipo de construção denomina-se compressor de êmbolo ou pistão (compressores de êmbolo de movimento linear). O outro tipo de construção funciona segundo o princípio de fluxo. Sucção de ar de um lado e compressão no outro por aceleração de massa (turbina). Curso Técnico em Mecânica 13 www.edisoncarlos.xpg.com.br

1.1. COMPRESSOR DE ÊMBOLO Compressor de êmbolo com movimento linear Este tipo de compressor é hoje o mais utilizado. Ele é apropriado não só para a compressão a baixas e médias pressões, mas também para altas pressões. O campo de pressão é de cerca de 100 KPa (1 bar) até milhares de KPa. Para se obter ar a pressões elevadas, são necessários compressores de vários estágios de compressão. O ar aspirado será comprimido pelo primeiro êmbolo (pistão), refrigerado intermediariamente, para logo, ser comprimido pelo segundo êmbolo (pistão). O volume da segunda câmara de compressão é, em relação ao primeiro, menor. Durante o trabalho de compressão se forma uma quantidade de calor, que tem que ser eliminada pelo sistema de refrigeração. Os compressores de êmbolo podem ser refrigerados por ar ou água. Para pressões mais elevadas são necessários mais estágios, como segue: até 100 KPa (4 bar), 1 estágio até 1500 KPa (15 bar), 2 estágios acima de 1500 KPa (15 bar), 3 ou mais estágios Não é muito econômico, mas podem ser utilizados compressores. de 1 estágio, até 1200 KPa (12 bar) de 2 estágios, até 3000 KPa (30 bar) de 3 estágios, até 22000 KPa (220 bar) Para os volumes fornecidos, ver figura (diagrama). Compressores de membrana: Este tipo pertence ao grupo dos compressores de êmbolo. Uma membrana separa o êmbolo da câmara de trabalho; o ar não tem contato com as peças móveis. Portanto, o ar comprimido está isento de resíduos de óleo. Estes compressores são empregados com preferência nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e químicas. Curso Técnico em Mecânica 14 www.edisoncarlos.xpg.com.br

1.2 Compressor rotativo Neste tipo, se estreitam (diminuem) os compartimentos, comprimindo então o ar contido em seu interior. Compressor rotativo multicelular Em um compartimento cilíndrico, com aberturas de entrada e saída, gira um rotor alojado excentricamente. O rotor tem, nos rasgos, palhetas que em conjunto com as pareces, formam pequenos compartimentos (células). quando em rotação, as palhetas serão, pela força centrífuga, apertadas contra a parede. Devido à excentricidade de localização do rotor há um diminuição e aumento das células. As vantagens deste compressor estão em sua construção um tanto econômica em espaço, bem como em seu funcionamento silencioso, contínuo e equilibrado, e no uniforme fornecimento de ar, livre de qualquer pulsação. Compressor rotativo de duplo parafuso (dois eixos): Dois parafusos helicoidais, os quais, pelos perfis côncavo e convexo comprimem o ar que é conduzido axialmente. O volume fornecido está na figura que contém diagrama. Compressor Roots: Nestes compressores o ar é transportado de um lado para outro, sem alteração de volume. A compressão (vedação) efetua-se no lado da pressão pelos cantos dos êmbolos. 1.3 Turbo Compressores Estes compressores trabalham segundo o princípio de fluxo e são adequados para o fornecimento de grandes vazões. Os turbo compressores são construídos em duas versões: axial e radial. Em ambas as execuções o ar é colocado em movimento por uma ou mais turbinas, e esta energia de movimento é então transformada em energia de pressão. Curso Técnico em Mecânica 15 www.edisoncarlos.xpg.com.br

O volume fornecido está na figura que contém diagrama. DIAGRAMA DE VOLUME E PRESSÃO FORNECIDO Neste diagrama estão indicadas capacidades, as em quantidade aspirada e pressão alcançada, para cada modelo de compressor. 1.4. Refrigeração Provocado pela compressão do ar e pelo atrito, cria-se no compressor, o qual deve ser dissipado. Conforme o grau de temperatura no compressor, é necessário escolher a refrigeração mais adequada. Em compressores pequenos são suficientes algumas aletas de refrigeração, para que o calor seja dissipado. Compressores maiores são equipados com um ventilador para dissipar o calor. Curso Técnico em Mecânica 16 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Tratando-se de uma estação de compressores com uma potência de acionamento de mais de 30 KW (40 HP), um refrigeração a ar seria insuficiente. Os compressores devem então ser equipados com uma refrigeração de água circulante ou a água corrente. Freqüentemente não é levado em consideração uma instalação de refrigeração completa, com torre de refrigeração, devido ao seu alto custo, porém uma refrigeração adequada prolonga em muito a vida útil do compressor e produz um ar melhor refrigerado o que em certas circunstâncias, torna desnecessária uma refrigeração posterior, ou a mesma pode ser feita com menor empenho. 1.5. Lugar de Montagem: A estação de compressores deve ser montada dentro de um ambiente fechado, com proteção acústica para fora. O ambiente deve ter boa ventilação. O ar sugado deve ser fresco, seco e livre de poeira. 2 REGULAGEM DA CAPACIDADE A regulagem da capacidade dos compressores visa adequar o volume de ar comprimido produzido pelo compressor à demanda real. Os tipos mias utilizados são: a) Readmissão do ar By-pass Quando a pressão do reservatório atinge um valor preestabelecido, ela aciona, através de um pressóstato, uma válvula direcional que dirigirá o fluxo para a admissão, economizando trabalho. b) Partida e parada automática do motor elétrico O reservatório de ar é conectado a um pressóstato de modo que a pressão, ao alcançar um valor prefixado, fará com que este desligue a chave magnética que Curso Técnico em Mecânica 17 www.edisoncarlos.xpg.com.br

comanda o motor elétrico. A pressão diminui com o consumo e, quando chega abaixo de um determinado valor, a chave magnética é ligada automaticamente, permitindo nova marcha do compressor. c) Alívio nas válvulas de admissão É o sistema mais empregado. Ao atingir uma pressão fixada, as válvulas de admissão do compressor são mantidas abertas, por meio de um gana acionada por comando pneumático, permitindo que o compressor trabalhe em vazio. Quando a pressão diminuir ou estiver estabilizada, o trabalho de compressão é reiniciado. Curso Técnico em Mecânica 18 www.edisoncarlos.xpg.com.br

3 MANUTENÇÃO: A seguir, são apresentados alguns problemas observados nos compressores com as possíveis causas. PROBLEMAS Aquecimento excessivo Barulho anormal Períodos longos de funcionamento POSSÍVEIS CAUSAS *Falta de óleo no cárter *Válvula presas *Refrigeração insuficiente *Válvulas sujas *Óleo muito viscoso *Filtro de ar entupido *Carvão no pistão *Folga ou desgaste nos pinos que prendem as buchas ou pistões mancais do virabrequim defeituosos *Válvula mal assentada *Entupimento do filtro de ar *Perda de ar nas linhas *Válvulas sujas ou empenadas *Consumo excessivo de ar Curso Técnico em Mecânica 19 www.edisoncarlos.xpg.com.br

CAPITULO 3 ARMAZENAMENTO E DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO 1 RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO Um sistema de ar comprimido é dotado, geralmente, de um ou mais reservatórios, desempenhando grandes funções junto a todo o processo de produção. Em geral, o reservatório possui as seguintes funções: * Armazenar o ar comprimido * Resfriar o ar auxiliando a eliminação de condensado * Compensar as flutuações de pressão em todo o sistema de distribuição * Estabilizar o fluxo de ar * Controlar as marchas dos compressores, etc. Os reservatórios são construídos no Brasil conforme a norma PNB 109 da ABNT que recomenda: Nenhum reservatório deve operar com uma pressão acima da Pressão Máxima de Trabalho permitida, exceto quando a válvula de segurança estiver dando vazão; nesta condição, a pressão não deve ser excedida em mais de 6% do seu valor. Localização: Os reservatórios devem ser instalados de modo que todo os drenos, conexões e aberturas de inspeção seja facilmente acessíveis. Em nenhuma condição o reservatório deve ser enterrado ou instalado em local de difícil acesso; deve ser instalado de preferência fora da casa dos compressores, na sombra, para facilitar a condensação da umidade e do óleo contidos no ar comprimido; deve possuir um dreno no ponto mais baixo para fazer a remoção deste condensado acumulado em cada 8 horas de trabalho; o dreno, preferencialmente, deverá ser automático. Os reservatórios são dotados ainda de manômetro, válvulas de segurança, e são submetidos a uma prova de pressão hidrostática, antes da utilização. A figura anterior, nos mostra uma instalação para produção de ar comprimido, desde o compressor até o reservatório. A seqüência formada pelos equipamentos é muito importante. Curso Técnico em Mecânica 20 www.edisoncarlos.xpg.com.br

1.1 Rede de distribuição de ar comprimido É de importância não somente o correto dimensionamento, mas também a montagem das tubulações. As tubulações de ar comprimido requerem uma manutenção regular, razão pela qual as mesmas não devem, dentro do possível, ser montadas dentro de paredes ou cavidades estreitas, pois isto dificulta a detecção de fugas de ar. Pequenos vazamentos são causas de consideráveis perdas de pressão. Geralmente as tubulações são montadas em circuito fechado. Partindo da tubulação principal, são instaladas as ligações em derivação. Quando o consumo de ar é muito grande consegue-se mediante esse tipo de montagem, uma alimentação uniforme. O ar flui em ambas as direções. A rede combinada também é uma instalação de circuito fechado, a qual por suas ligações longitudinais e transversais oferece a possibilidade de fornecimento de ar em qualquer local. Mediante válvulas de fechamento, existe a possibilidade de bloquear determinadas linhas de ar comprimido quando as mesmas não forem usadas ou quando for necessário pô-las fora de serviço por razões de reparação e manutenção. Também pode ser feito um melhor controle de estanqueidade. Curso Técnico em Mecânica 21 www.edisoncarlos.xpg.com.br

As tubulações, em especial as redes em circuito aberto devem ser montadas com um declive de 1 a 2%, na direção do fluxo. Por causa da formação de água condensada, é fundamental em tubulações horizontais, instalar os ramais de tomadas de ar, na parte superior do tubo principal. Dessa forma evita-se que a água condensada eventualmente existente na tubulação principal possa chegar às tomadas de ar através dos ramais. Para interceptar e drenar a água condensada devem ser instaladas derivações com drenos na parte inferior da tubulação principal. 1.2 Vazamentos As quantidades de ar perdidas através de pequenos furos, acoplamentos com folgas, vedações defeituosas, etc., quando somadas, alcançam elevados valores. A importância econômica desta contínua perda de ar torna-se mais evidente quando comparada com o consumo de um equipamento e a potência necessária para realizar a compressão. Desta forma, um vazamento na rede representa um consumo consideravelmente maior de energia, que pode ser verificado através da tabela T-5. É impossível eliminar por completo todos os vazamentos, porém estes devem ser reduzidos ao máximo com uma manutenção preventiva do sistema, de 3 a 5 vezes por ano, sendo verificada, por exemplo: substituição de juntas de vedação defeituosa, engates, mangueiras, tubos, válvulas, reapertando as conexões, refazendo vedações nas uniões roscadas, eliminando ramais de distribuição fora de uso e outras que podem aparecer dependendo da rede construída. Curso Técnico em Mecânica 22 www.edisoncarlos.xpg.com.br

1.3 Material da Tubulação Tubulações principais: Na escolha do material da tubulação temos várias possibilidades: Cobre tubo de aço preto Latão tubo de aço zincado (galvanizado) Aço Liga material sintético Toda tubulação deve ser fácil de instalar, resistente à corrosão e de preço vantajoso. Tubulações instaladas para um tempo indeterminado devem ter uniões soldadas que, neste caso, serão de grande vantagem, pois, são bem vedadas e não muito custosas. A desvantagem destas uniões são as escamas, que se criam ao soldar. Estas escamas devem ser retiradas da tubulação. A costura da solda também é sujeita à corrosão e isto requer a montagem de unidades de conservação. Em redes feitas com tubos de aço zincado (galvanizado), o ponto de conexão nem sempre é totalmente vedado. A resistência à corrosão nestes tubos é muito melhor do que a do tubo de aço preto. Lugares decapados (roscas) também podem enferrujar, razão pela qual também aqui é importante o emprego de unidades de conservação. Em casos especiais prevêm-se tubos de cobre ou de material sintético (plástico). Tubulações Secundárias: Tubulações à base de borracha (mangueiras) somente devem ser usadas onde for requerida uma certa flexibilidade e onde, devido a um esforço mecânico mais elevado, não possam ser usadas tubulações de material sintético. Tubulações à base de borracha podem ser mais caras e menos desejáveis do que as de material sintético. Tubulações à base de polietileno e poliamida hoje são mais freqüentemente usadas em maquinários, e aproveitando novos tipos de conexões rápidas, as tubulações de material sintético podem ser instaladas de maneira rápida e simples, sendo ainda de baixo custo. 1.4 Conexões para Tubulações Conexões para tubos metálicos Especialmente para tubos de aço e cobre. Conexão com anel de corte, permite várias montagens e desmontagens. Conexão com anel de pressão Para tubos de aço e cobre. Com anel interno especial serve também para tubos plásticos. Conexão com reborbo prensado Conexão com reborbo flangeado Curso Técnico em Mecânica 23 www.edisoncarlos.xpg.com.br

CAPITULO 4 PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO 1 IMPUREZAS Na prática encontramos exemplos onde se deve dar muito valor à qualidade do ar comprimido. Impurezas em forma de partículas de sujeira ou ferrugem, restos de óleo e umidade originam muitas vezes falhas nas instalações e equipamentos pneumáticos e avarias nos elementos pneumáticos. Enquanto a eliminação primária do condensado é feita no separador após o resfriador, a separação final, filtragem e outros tratamentos secundários do ar comprimido são executados no local de consumo. É necessária especial atenção para a umidade contida no ar comprimido. A água (umidade) já penetra na rede através do ar aspirado pelo compressor. A Quantidade de umidade depende, em primeiro lugar, da umidade relativa do ar, que por sua vez, depende da temperatura e condições atmosféricas. A Umidade absoluta é a quantidade de água contida em 1 m³ de ar. A Quantidade de saturação é a quantidade máxima de água admitida em 1 m³ de ar a uma temperatura determinada. Nesse caso, a umidade relativa é de 100% (Ponto de orvalho). No diagrama pode-se observar a quantidade de saturação em função da temperatura. çã 100% Exemplo: Para um ponto de orvalho de 293 K (20 C), a quantidade de água em 1 m³ de ar é de 17,3 g. Precauções: Filtragem correta do ar aspirado pelo compressor. Utilização de compressores livres de óleo. O ar comprimido deve, em casos de ocorrência de umidade, passar por uma secagem posterior. Para isto existem vários tipos de secagem: Secagem por absorção Secagem por adsorção Secagem por resfriamento Curso Técnico em Mecânica 24 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Diagrama do ponto de orvalho Exemplo: Para um ponto de orvalho de 313 K (40 C), 1 m³ de ar contém 50 g de água. Secagem por absorção A secagem por absorção é um processo puramente químico. Neste processo, o ar comprimido passa sobre uma camada esse elemento, combina-se quimicamente com ele e se dilui formando uma combinação elemento secador-água. Esta mistura deve ser removida periodicamente do absorvedor. Essa operação pode ser manual ou automática. Com o tempo, o elemento secador é consumido e o secador deve ser reabastecido periodicamente (duas a quatro vezes por ano). O secador por absorção separa ao mesmo tempo vapor e partículas de óleo. Porém, quantidade maiores de óleo influenciam no funcionamento do secador. Devido a isso é conveniente antepor um filtro fino ao secador. Curso Técnico em Mecânica 25 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Secagem por absorção O processo de absorção caracteriza-se por: * Montagem simples de instalação; * Desgaste mecânico mínimo já que o secador não possui móveis; * Não necessita de energia externa. Secagem por adsorção A secagem por adsorção está baseada num processo físico. (Adsorver: admitir uma substância à superfície de outra.) O elemento secador é um material granulado com arestas ou em forma de pérolas. Esta elemento secador é formado de quase 100% de dióxido de silício. Em geral é conhecido pelo nome "GEL" (siílica gel). É evidente que a capacidade de acumulação de uma camada de "GEL" é limitada. Cada vez que o elemento secador estiver saturado, poderá ser regenerado de uma maneira fácil: fazendo-se fluir ar quente pelo interior da câmara saturada, a umidade é absorvida por este ar é eliminada do elemento. A energia calorífica para a regeneração pode ser gerada por eletricidade ou por ar comprimido quente. Mediante a montagem em paralelo de duas instalações de adsorção, uma delas pode ser ligada para secar enquanto a outra está sendo tratada com ar quente (regeneração). Secagem por Resfriamento O secador de ar comprimido por resfriamento funciona pelo princípio da diminuição de temperatura até o ponto de orvalho. A temperatura do ponto de orvalho é a temperatura à qual deve ser esfriado um gás para obter a condensação do vapor de água nele contido. O ar comprimido a ser tratado, entra no secador, passando primeiro pelo denominado trocador de calor ar-ar. Mediante o ar frio e seco proveniente do trocador de calor (vaporizador) é esfriado o ar que está entrando. A formação de condensado de óleo e água é eliminada pelo trocador de calor. Esse ar comprimido pré-esfriado circula através do trocador de calor (vaporizador) e devido a isso, sua temperatura desce até 274,7 K (1,7 C) aproximadamente. Desta maneira o ar é submetido a uma segunda separação de condensado de água e óleo. Curso Técnico em Mecânica 26 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Posteriormente, o ar comprimido pode ainda passar por um filtro fino a fim de serem eliminados corpos estranhos. Secador por resfriamento A função do filtro de ar comprimido é reter as partículas de impureza, bem como a água condensada. Para entrar no copo (1), o ar comprimido deve passar por uma chapa defletora (2) com ranhuras direcionais. Como conseqüência, o ar é forçado a um movimento de rotação. Com isso, separam-se as impurezas maiores, bem como as gotículas de água por meio de força centrífuga, depositando-se no fundo do copo coletor. O filtro (4) sinterizado tem um porosidade que varia entre 30 e 70 µm. Por ele as partículas sólidas maiores são retidas. O elemento filtrante deve ser limpo ou substituído em intervalos regulares quando estiver saturado. O ar limpo passa então pelo regulador de pressão e chega à unidade de lubrificação e daí para os elementos pneumáticos. O condensado acumulado no fundo do copo deve ser eliminado ao atingir a marca do nível máximo admissível, através de um parafuso purgador (3). Se a quantidade de água é elevada, convém colocar no lugar do parafuso (3) um dreno automático. Dessa forma a água acumulada no fundo do copo pode ser eliminada, porque caso contrário a água será arrastada novamente pelo ar comprimido para os elementos pneumático. Curso Técnico em Mecânica 27 www.edisoncarlos.xpg.com.br

1.1 Funcionamento do dreno automático A água chega através do canal (1) até à câmara (2). À medida que aumenta o nível da água, a bóia (3) sobe, e a uma determinada altura abre, a passagem (4). Pelo tubo (5) passa ar comprimido a outra câmara e empurra o êmbolo (6) contra a mola (7). Esta se comprime dando passagem para a água sair pelo orifício (8). A bóia (3) fecha novamente a passagem (4) à medida que vai diminuindo a água. O ar restante escapa para a atmosfera pela passagem (9). Isso pode ser realizado manualmente também pelo pino (10). 1.2 Regulador de pressão com orifício de escape O regulador tem por função manter constante a pressão de trabalho (secundária) independente da pressão da rede (primária) e consumo de ar. A pressão primária tem que ser sempre maior que a pressão secundária. A pressão regulada por meio de uma membrana (1). Uma das faces da membrana é submetida à pressão de trabalho, enquanto a outra é pressionada por uma mola (2) cuja pressão é ajustável por meio de um parafuso de regulagem (3). Com o aumento da pressão de trabalho, a membrana se movimenta contra a força da mola. Com isso a secção nominal da passagem na sede de válvula (4) diminui até o fechamento completo. Isto significa que a pressão é regulada pela vazão. Por ocasião do consumo a pressão diminui e a força da mola reabre a válvula. Com isso, o manter da pressão regulada se torna um constante abrir e fechar da válvula. Para evitar a ocorrência de uma vibração indesejável, sobre o prato da válvula (6) é constituído um amortecedor por mola (5) ou ar. A pressão de trabalho é indicada por manômetro. Se a pressão crescer demasiadamente do lado secundário, a membrana é pressionada contra a mola. Com isso, abre-se o orifício da parte central da membrana e o ar em excesso sai pelo furo de escape para a atmosfera. 1.3 Regulador de pressão sem orifício de escape No comércio encontram-se reguladores de pressão sem abertura de escape. Nesses casos, não se pode permitir a fuga do ar contido no sistema para a atmosfera. Funcionamento: Curso Técnico em Mecânica 28 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Por meio do parafuso de ajuste (2) é tensionada a mola (8) juntamente com a membrana (3). Conforme a regulagem da mola (8) a passagem do primário para o secundário se torna maior ou menor. Com isso o pino (6) encostado à membrana afasta ou aproxima a vedação (5) do assento. Se do lado secundário não houver passagem de ar, a pressão cresce e força a membrana (3) contra a mola (8). Desta forma, a mola (7) pressiona o pino para baixo e a passagem é fechada pela vedação (5). Somente quando houver demanda de ar pelo lado secundário é que o ar comprimido do lado primário voltará a fluir. 1.4 Lubrificador O lubrificador tem a tarefa de abastecer suficientemente, com material lubrificante, os elementos pneumáticos. O elemento lubrificante é necessário para garantir um desgaste mínimo dos elementos móveis, manter tão mínimo quanto possível as forças de atrito e proteger os aparelhos contra a corrosão. Os lubrificantes trabalham, geralmente, segundo o princípio de "VENTURI". A diferença de pressão p (queda de pressão), entre a pressão antes do bocal nebulizador e a pressão no ponto estrangulado do bocal, será aproveitada para sugar óleo de um reservatório e misturá-lo com o ar, formando uma neblina. O lubrificador somente começa a funcionar quando existe um fluxo suficientemente grande. Quando houver uma pequena demanda de ar, a velocidade no bocal é insuficiente para gerar uma depressão (sucção) que possa sugar o óleo do reservatório. Deve-se, portanto, prestar atenção aos valores de vazão (fluxo) indicados pelos fabricantes. Funcionamento do lubrificador O lubrificador mostrado trabalha segundo o princípio do Venturi. O ar comprimido entra no lubrificador pela entrada (1) até a saída (2). Pelo estreitamento da secção da válvula (5), é produzida uma queda de pressão. No canal (8) e na câmara de gotejamento (7) é produzida uma depressão (efeito de sucção). Através do canal (6) e do tubo elevador (4), o óleo chega na câmara de gotejamento (7) e no canal (8) até o fluxo do ar comprimido, que flui para a saída (2). As gotas de óleo são pulverizadas pelo ar comprimido e chegam em forma de neblina nos aparelhos. A sucção de óleo varia segundo a quantidade de ar que passa e Curso Técnico em Mecânica 29 www.edisoncarlos.xpg.com.br

segundo a queda de pressão. Na parte superior do tubo (4) pode-se realizar outro ajuste da quantidade de óleo, por meio de um parafuso. Uma determinada quantidade de ar exerce pressão sobre o óleo que se encontra no depósito, através da válvula de retenção (3). 1.5 Unidade de conservação A unidade de conservação é uma combinação dos seguintes elementos: * Filtro de ar comprimido * Regulador de pressão * Lubrificador de ar comprimido Devem-se observar os seguintes pontos: 1. A vazão total de ar em m³/hora é determinante para o tamanho da unidade. Uma demanda (consumo) de ar grande demais provoca uma queda de pressão nos aparelhos. Devem-se observar rigorosamente os dados indicados pelos fabricantes. 2. A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura ambiente não deve ser maior que 50 C (máximo para copos de material sintético). 1.6 Manutenção Freqüentemente, são necessários os seguintes serviços de manutenção: a) Quanto ao filtro de ar comprimido O nível de água condensada deve ser controlado regularmente, pois a altura marcada no copo indicador não deve ser ultrapassada. A água condensada acumulada pode ser arrastada para a tubulação de ar comprimido e para os equipamentos. Para drenar a água condensada, deve-se abrir o parafuso de dreno no fundo do copo indicador. O cartucho filtrante, quando sujo, também deve ser limpo ou substituído; b) Quanto ao regulador de pressão de ar comprimido Na existência de um filtro de ar comprimido antes do regulador, este não necessita de manutenção; Deve-se: Controlar o nível de óleo no copo indicador. Se necessário, completar o óleo até a marcação; Limpar, somente com querosene, os filtros de material plástico e o copo do lubrificador; Usar somente óleos minerais de baixa viscosidade (3, 15 E a 20 C) no lubrificador. Curso Técnico em Mecânica 30 www.edisoncarlos.xpg.com.br

CAPÍTULO 5 ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE TRABALHO A energia pneumática será transformada, por cilindros pneumáticos, em movimentos retilíneos e pelos motores pneumáticos em movimentos rotativos. ELEMENTOS PNEUMÁTICOS DE MOVIMENTO RETILÍNEO (cilindros pneumáticos) A geração de um movimento retilíneo com elementos mecânicos, conjugados com acionamentos elétricos é relativamente custosa e ligada a certas dificuldades de fabricação e durabilidade. Por esta razão utilizam-se os cilindros pneumáticos. Cilindros de Simples Ação Os cilindros de simples ação são acionados por ar comprimido de um só lado, e portanto, realizam trabalho em um só sentido. O retrocesso efetua-se mediante uma mola ou através de força externa. A força da mola é calculada para que possa retroceder o êmbolo à posição inicial, com uma velocidade suficientemente alta, sem absorver, porém, energia elevada. Em cilindros de simples ação com mola, o curso do embolo é limitado pelo comprimento desta. Por esta razão fabricam-se cilindros de ação simples com comprimento de curso até aproximadamente 100 mm. Estes elementos são utilizados principalmente, para fixar, expulsar, prensar, elevar, alimentar, etc. Cilindro de êmbolo A vedação é feita por um material flexível alojado em um êmbolo metálico, ou de material sintético (Perbunan). Durante o movimento do êmbolo, os lábios da junta deslizam sobre a superfície interna do cilindro. Na segunda execução mostrada, o curso de avanço é feito por uma mola e o retrocesso por ar comprimido. São utilizados para freios de caminhões e vagões ferroviários. Vantagem: Frenagem instantânea quando da falta de energia. Cilindro de dupla ação A força exercida pelo ar comprimido movimenta o êmbolo do cilindro de dupla ação realizando movimento nos dois sentidos. Será produzida uma determinada força no avanço, bem como no retorno do êmbolo. Os cilindros de dupla ação, são utilizados Curso Técnico em Mecânica 31 www.edisoncarlos.xpg.com.br

especialmente onde é necessário também realizar trabalho no retrocesso. O curso, em princípio, é ilimitado, porém é importante levar em consideração a deformação por flexão e flambagem. A vedação aqui, efetua-se mediante êmbolo (êmbolo de dupla vedação). Cilindro de dupla ação com haste passante Este tipo de cilindro de haste passante possui algumas vantagens. A haste é mais bem guiada devido aos dois mancais de guia. Isto possibilita a admissão de uma ligeira carga lateral. Os elementos sinalizadores podem ser montados na parte livre da haste do êmbolo. Neste cilindro, as forças de avanço e retorno são iguais devido a mesma área de aplicação de pressão em ambas as faces do êmbolo. Cilindro tandem Esta construção nada mais é do que dois cilindros de dupla ação os quais formam uma só unidade. Desta forma, com simultânea pressão nos dois êmbolos, a força é uma soma das forças dos dois cilindros. O uso desta unidade é necessário para se obter grandes forças em locais onde não se dispõe de espaço suficiente para a utilização de cilindros de maior diâmetro. Cilindro de dupla ação com amortecimento nos fins de curso Quando volumes grandes e pesados são movimentados por um cilindro, deve existir neste, um sistema de amortecimento para evitar impactos secos ou até danificações. Antes de alcançar a posição final, um êmbolo de amortecimento interrompe o escape direto do ar, deixando somente uma pequena passagem geralmente regulável. Com o escape do ar restringido, cria-se uma sobrepressão que, para ser vencida absorve parte da energia e resulta em perda de velocidade nos fins de curso. Invertendo o movimento do êmbolo, o ar entra sem impedimento pelas válvulas de retenção, e o êmbolo pode, com força e velocidade total, retroceder. Curso Técnico em Mecânica 32 www.edisoncarlos.xpg.com.br

Cilindro rotativo com amortecimento nos fins de curso Neste tipo, a haste de êmbolo tem um perfil dentado (cremalheira). A haste de êmbolo aciona com esta cremalheira uma engrenagem, transformando o movimento linear num movimento rotativo à esquerda ou direita, sempre de acordo com o sentido do curso. Os campos de rotação mais usuais são vários, isto é, de 45-90 - 180-290 até 720. Um parafuso de regulagem possibilita porém a determinação do campo de rotação parcial, dentro do total. O momento de torção depende da pressão de trabalho da área do êmbolo e da relação de transmissão. O acionamento giratório é utilizado para virar peças, curvar tubos, regular instalações de ar condicionado, e no acionamento de válvulas de fechamento e válvulas borboleta. Cilindro de múltiplas posições Este tipo de cilindro é formado de dois ou mais cilindro de dupla ação. Estes elementos estão, como ilustrado, unidos um ao outro. Os cilindros movimentam-se, conforme os lados dos êmbolos que estão sob pressão, individualmente. Com dois cilindros de cursos diferentes obtém-se quatro (4) posições. Aplicação: Selecão de ramais para transporte de peças em esteiras; Acionamento de alavancas; Dispositivo selecionador (peças boas, refugados e a serem aproveitados). Cilindro de membrana Uma membrana, que pode ser de borracha, de material sintético ou também metálico, assume a tarefa do êmbolo. A haste do êmbolo é fixada no centro da membrana. Nesse caso a vedação deslizante não existe. Em ação contrária existe somente a força elástica da membrana. Estes elementos são utilizados na fabricação de ferramentas e dispositivos, bem como em prensas de cunhar, rebitar e fixar peças em lugares estreitos. Curso Técnico em Mecânica 33 www.edisoncarlos.xpg.com.br

2 FIXAÇÃO Determina-se o tipo de fixação pela montagem dos cilindros em máquinas e dispositivos. O cilindro pode ser construído para um certo tipo de fixação, se este tipo de fixação não necessitar modificações. Pelo contrário, ainda é possível modificar o cilindro para uma outra fixação usando peças de montagem padronizadas. Especialmente ao usar um grande número de cilindros é vantajoso um estoque racional simplificado das peças de montagem padronizados, pois assim, basta apenas combinar o cilindro básico com o tipo de fixação desejado. Tipos de Fixação Curso Técnico em Mecânica 34 www.edisoncarlos.xpg.com.br

3 VEDAÇÕES: Tipos de vedação para êmbolos O-Ring (junta Toroidal) Anel de vedação em "L" Quadring (perfil quadrado) Junta toroidal achatada internamente Juntas copo de encaixe bilateral Junta tipo faca (lábio simples) Junta copo de encaixe unilateral Junta duplo lábio (T-DUO) Junta duplo copo com anel deslizante Curso Técnico em Mecânica 35 www.edisoncarlos.xpg.com.br

4 ELEMENTOS PNEUMÁTICOS COM MOVIMENTO GIRATÓRIO Estes elementos transformam a energia pneumática em movimento de giro. São os motores a ar comprimido. Motores a ar comprimido O motor pneumático com campo angular ilimitado, é um dos elementos de trabalho mais utilizados na pneumática. Os motores pneumáticos estão classificados, segundo a construção, em: Motores de pistão; Motores de palhetas; Motores de engrenagens; Turbomotores (turbinas). Motores de Pistão Este tipo está sub-dividido em motores de pistão radial e axial. Por pistões em movimento radial, o êmbolo, através de uma biela, aciona o eixo do motor. Para que seja garantido um movimento sem golpes e vibrações são necessários vários pistões. A potência dos motores depende da pressão de entrada, número de pistões, área dos pistões e do curso dos mesmos. O funcionamento dos motores de pistão axial é similar ao dos motores de pistão radial. Um disco oscilante transformam a força de 5 cilindros, axialmente posicionados, em movimento giratório. Dois pistões são alimentados simultaneamente com ar comprimido. Com isso obter-se-á um momento de inércia equilibrado, garantindo um movimento do motor, uniforme e sem vibrações. Existem motores pneumáticos com rotação à direita e à esquerda. A rotação máxima está fixada em 5000 rpm e a faixa de potência, em pressão normal, varia entre 1,5 a 19 KW (2 a 25 CV). Motor de Palhetas Graças à construção simples e pequeno peso, os motores pneumáticos geralmente são fabricados segundo este tipo construtivo. Estes são, em princípio, de funcionamento inverso aos compressores multicelular de palhetas (compressor rotativo). O rotor fixado excentricamente em um espaço cilíndrico. O rotor é dotado de ranhuras. As palhetas colocadas nas ranhuras serão, pela força centrífuga, afastadas contra a parede interna do cilindro. A vedação individual das câmaras é garantida. Por meio de pequena quantidade de ar, as palhetas serão afastadas contra a parede interna do cilindro, já antes de acionar o rotor. Em tipos de construção diferente, o encosto das palhetas é feito por pressão de molas. Motores desta execução têm geralmente entre 3 a 10 palhetas. Estas formam no motor, câmaras de trabalho, nas quais pode atuar o ar, sempre de acordo com o tamanho da área de ataque das palhetas. O ar entra na câmara menor, se expandindo na medida do aumento da câmara. A rotação do rotor varia de 3000 a 8500 rpm e a faixa de potência, em pressão normal, é de 0,1 a 17 KW (0,1 a 24 CV). Curso Técnico em Mecânica 36 www.edisoncarlos.xpg.com.br