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DIDACTIC Automação Pneumática 1
Automação Pneumática
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DIDACTIC Automação Pneumática 2
Mecânica
Boa força Ótimas velocidades
Ótima precisão
Ótima força
Baixas velocidades
Boa precisão
Hidráulica
Pneumática
Força limitada
Boas velocidades
Precisão limitada
Comando/Controle
Elétrica
Comparação qualitativa: força, velocidade e precisão
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DIDACTIC Automação Pneumática 3
Energia Hidráulica Elétrica Pneumática Transmissão Limitada e muito bem rápida e Limitada e lenta cara longas distâncias Dist. econômica Até aprox. 100m Pratic. s/ limites Até aprox. 1000m Vel. de trans- Aprox. 50 mm/s Aprox. 300.000 Aprox. 2 m/s missão km/s Rotações Limitado Boas Até 500.000 rpm Força Bem alto Alto Baixo Proteção contra Excelente Não tão boa Excelente sobrecarga
Comparação quantitativa
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DIDACTIC Automação Pneumática 4
Compressibilidade: Capacidade de reduzir o espaço de uma certa quantidade de ar.
Vi F Vf
Expansibilidade: Capacidade de retornar ao seu volume inicial. Difusibilidade: Capacidade de misturar-se homogeneamente com quaisquer outros gases.
Inodoro Incolor
Insípido
Oxygen
20,70%
Nitrogen
77,00%
Water
1,30%Carbondioxid
0,03%
Argon
0,90%
Various
0,07%
Propriedades físicas do ar
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DIDACTIC Automação Pneumática 5
Sendo: p = Pressão - Pa F = Força - N A = Área - m2
É a relação entre a força dividida pela área onde está sendo aplicada.
p = F
A ----
F O R Ç A
ÁREA
Pressão (p)
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DIDACTIC Automação Pneumática 6
Nível variável da Pressão Atmosférica 101kPa
Faixa de depressão
Faixa de Sobre-pressão
Pressão absoluta kPa
+ Pe
0
- Pe
Gráfico das pressões
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DIDACTIC Automação Pneumática 7
Simbologia
Compressores – Pistão ou êmbolo
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DIDACTIC Automação Pneumática 8
• Suporta pressões acima de 10 bar
• Contamina o ar com óleo • Compressão pulsante • Baixo custo
Simbologia Simbologia
Compressores – Duplo pistão
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DIDACTIC Automação Pneumática 9
• Isento de contaminação • Não atinge altas pressões • Compressão pulsante
• Baixa vazão
• Pequenas aplicações
Simbologia
Compressores – Pistão com membrana
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DIDACTIC Automação Pneumática 10
• Isento de lubrificação • Não atinge altas pressões • Compressão contínua
• Pode ser utilizado como bomba de vácuo
Simbologia
Compressores – Palhetas
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DIDACTIC Automação Pneumática 11
• Isento de lubrificação • Alta vazão • Baixa manutenção • Custo elevado • Grande aplicação na indústria
• Compressão contínua
Simbologia
Compressores – Duplo parafuso
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DIDACTIC Automação Pneumática 12
Escolha de compressores
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DIDACTIC Automação Pneumática 13
Circuito aberto
Circuito fechado (anel)
Circuito combinado (válvulas de fechamento)
Redes de ar comprimido
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DIDACTIC Automação Pneumática 14
Tubulações de Ar Comprimido (Anéis)
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DIDACTIC Automação Pneumática 15
Tubulações de Ar Comprimido (Drenos)
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DIDACTIC Automação Pneumática 16
1. Compressor 2. Resfriador posterior ar/ar 3. Separador de condensados 4. Reservatório 5. Purgador automático 6. Pré-filtro coalescente 7. Secador 8. Purgador automático eletrônico
9. Pré-filtro coalescente grau x 10. Pré-filtro coalescente grau y 11. Pré-filtro coalescente grau z 12. Separador de água e óleo
Rede de ar Comprimido
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DIDACTIC Automação Pneumática 17
Simbologia Estabilização da rede de ar comprimido
Elimina as oscilações
Garantia de reserva Refrigera o ar (por sua grande superfície)
Separa parte da umidade contida no ar por condensação
Reservatório
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DIDACTIC Automação Pneumática 18
Simbologia
Condensado
Dreno
Separador
Ar Seco
Ar Úmido
Pré-Resfriador
Resfriador Principal
Freon
Compressor Refrigeração
By-Pass
• Resfria o ar
• Necessita de energia externa
• Reduz a umidade pela condensação do ar
• Muito utilizado na indústria metalúrgica
Secadores - Secagem por resfriamento
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DIDACTIC Automação Pneumática 19
Ar Seco
Ar Úmido Purgador
• Processo químico
• Não necessita de energia externa
• Instalação e manutenção simples
• Utiliza-se geralmente Cloreto de Cálcio
Simbologia
Secadores - Secagem por absorção
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DIDACTIC Automação Pneumática 20
• Elemento secante regenerável • Manutenção simples
• Não é preciso parar o fornecimento para regenerar o elemento secante • Utiliza-se geralmente Sílica-Gel
Simbologia
Secadores - Secagem por adsorção
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DIDACTIC Automação Pneumática 21
Produção, preparação e distribuição do ar
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DIDACTIC Automação Pneumática 22
Simbologia detalhada
A vazão total 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.
A pressão de trabalho nunca deve ser superior à indicada no aparelho. A temperatura não deve ser maior que 500C (corpos de material sintético).
Simbologia simplificada
Preparação final – Unidade de conservação
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DIDACTIC Automação Pneumática 23
Os sistemas pneumáticos evoluem para não comprometer o meio ambiente.
=
Filtro-regulador
com lubrificador Lubrificador Filtro-Regulador
Já existem vários produtos que trabalham sem lubrificação.
Simbologia detalhada
Preparação final – Filtro/regulador
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DIDACTIC Automação Pneumática 24
Pré-filtro
Água, pó 40 ... 5 µm
Carbono ativo
Odores Água, pó > 50 µm
Cyclone separador Estéril
Bactérias, vírus
Micro filtro
àgua, pó, óleo 0.01 µm
Tipos de filtros
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DIDACTIC Automação Pneumática 25
Simbologia
• A função do filtro é reter as partículas de impurezas, bem como a água condensada.
Copo do filtro
Saída do ar
Placa defletora
Condensado
Parafuso purgador
Filtro sinterizado Elemento filtrante
Filtro de impurezas
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DIDACTIC Automação Pneumática 26
Simbologia
Purgador automático
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DIDACTIC Automação Pneumática 27
Simbologia
Válvula reguladora de pressão
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DIDACTIC Automação Pneumática 28
Simbologia
Câmara de gotejamento
Válvula de retenção
Tubo ascendente
Óleo
Parafuso de regulagem Parafuso de
abastecimento
Canal de alimentação
Lubrificador de ar comprimido
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DIDACTIC Automação Pneumática 29
Simbologia
Manômetros
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DIDACTIC Automação Pneumática 30
Atuadores
Lineares
Giro Limitado
Rotativos
Motores Simples Ação
Dupla Ação
Outros
Garras
Músculo
Antigiro
Elementos de trabalho
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DIDACTIC Automação Pneumática 31
Diâmetro: 6 a 320 mm Curso: 1 mm a 2000 mm Força: 2 a 50.000 Newtons Vel. de avanço: 0,02 a 1m/s Aplicações:
Fixação Expulsão Extração Prensagem de peças entre outras
Simbologia
Atuadores – Simples ação
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DIDACTIC Automação Pneumática 32
Simbologia
Atuadores – Simples ação
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DIDACTIC Automação Pneumática 33
Simbologia
Atuadores – Simples ação (com membrana)
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DIDACTIC Automação Pneumática 34
Simbologia
Atuadores – Dupla ação
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DIDACTIC Automação Pneumática 35
Simbologia
Atuadores – Dupla ação (amortecimento por buchas)
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DIDACTIC Automação Pneumática 36
Simbologia
Atuadores – Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)
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DIDACTIC Automação Pneumática 37
Parafuso de regulagem
Êmbolo de amortecimento
Atuadores – Dupla ação (amortecimento pneumático regulável)
Simbologia
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DIDACTIC Automação Pneumática 38
Simbologia
Atuadores – Dupla ação (haste passante)
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DIDACTIC Automação Pneumática 39
Simbologia
Atuadores – Dupla ação (múltiplas posições)
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DIDACTIC Automação Pneumática 40
Simbologia
Atuadores – Dupla ação (tandem)
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DIDACTIC Automação Pneumática 41
Simbologia
Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento mecânico
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DIDACTIC Automação Pneumática 42
Simbologia
Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento mecânico
FFF
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DIDACTIC Automação Pneumática 43
Simbologia
Atuadores – Dupla ação sem haste acoplamento magnético
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DIDACTIC Automação Pneumática 44
Êmbolo Retangular Êmbolo Oblongo Êmbolo Oval
Atuadores – Anti-giro
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DIDACTIC Automação Pneumática 45
Paralela Angular 3 Pontos Radial
Atuadores – Garras pneumáticas
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DIDACTIC Automação Pneumática 46
Simbologia •Alta velocidade (até 2000 mm/s) •Diâmetro de 10, 20 e 40 mm •Comprimento de 40 até 9000 mm •Possibilita contração (curso) de 15% até 25% do comprimento •Freqüência de até 90 Hz
Atuadores – Músculo pneumático
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DIDACTIC Automação Pneumática 47
Simbologia
Atuadores – Rotativo (giro limitado)
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DIDACTIC Automação Pneumática 48
Simbologia
Atuadores – Rotativo (giro limitado)
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DIDACTIC Automação Pneumática 49
Simbologia
Atuadores – Rotativo (pinhão cremalheira)
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DIDACTIC Automação Pneumática 50
Os motores de palhetas podem atingir rotações entre 3000 e 8500 rpm com potências que vão de 0,1 à 24 cv, à pressão normal.
Simbologia
Atuadores – Motor de palhetas
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DIDACTIC Automação Pneumática 51
Cálculos
Simples ação
Dupla ação
Atuadores – Cálculos
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DIDACTIC Automação Pneumática 52
Fa
Fa
Fa
Fa
Fm
p
D
p = pressão de trabalho (bar) Fm = força da mola (kgf) Fa = força de atrito (kgf) D = diâmetro do êmbolo (cm) d = diâmetro da haste (cm) A = área do êmbolo (cm2) a = área da haste (cm2) Fav = força de avanço teórica (kgf) Frt = força de retorno teórica (kgf)
Cálculo da forca nos cilindros – simples ação
)%203:(
.
4
. 2
ava
maavav
av
FF
FFFF
ApF
DA
real
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DIDACTIC Automação Pneumática 53
Fa
Fa
Fa
Fa
p p
D d
a = área da haste
)%203:(
.
4
. 2
ava
aavav
av
FF
FFF
ApF
DA
real
artrt
rt
FFF
aApF
da
real
).(
4
. 2
Cálculo da forca nos cilindros – dupla ação
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DIDACTIC Automação Pneumática 54
Válvulas
Direcionais
Pressão
Bloqueio
Fluxo
Combinadas
Válvulas
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DIDACTIC Automação Pneumática 55
Quadrado representa posição
Setas indicam a direção e sentido do fluxo do ar
T’s representam bloqueios das vias
Número de posições da válvula
As conexões de entrada e saída são representadas por traços externos. Estes, indicam o número de vias.
Construção do símbolo de válvulas (norma DIN/ISO 1219)
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DIDACTIC Automação Pneumática 56
Musculares Mecânicos Pneumáticos
Geral
Botão
Alavanca
Pedal
Came
Rolete
Gatilho
Mola
Piloto Positivo
Decréscimo de pressão
Acionamentos e seus símbolos
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DIDACTIC Automação Pneumática 57
Tipos de acionamentos
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DIDACTIC Automação Pneumática 58
(1) (1)
(2) (2) Simbologia
2
1
(A)
(P)
Válvulas direcionais - 2/2 vias NF acionamento por came retorno por mola
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DIDACTIC Automação Pneumática 59
Simbologia
2
1 3
(A)
(P) (R)
Válvulas direcionais - 3/2 vias NA acionamento por came retorno por mola
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DIDACTIC Automação Pneumática 60
Simbologia
(A)
(P) (R)
2
1 3
Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por came retorno por mola
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DIDACTIC Automação Pneumática 61
Simbologia
(A)
(P) (R)
2
1 3
Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por came retorno por mola
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DIDACTIC Automação Pneumática 62
Simbologia
2
1 3
(A)
(P) (R)
Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por simples piloto
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DIDACTIC Automação Pneumática 63
Simbologia
2
1 3
Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento botão retorno por mola
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DIDACTIC Automação Pneumática 64
Simbologia
2
1 3
(A)
(P) (R)
Válvulas direcionais - 3/2 vias NF acionamento por rolete servopilotada
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DIDACTIC Automação Pneumática 65
Simbologia
4 2
1 3
Válvulas direcionais - 4/2 vias acionamento por duplo piloto
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DIDACTIC Automação Pneumática 66
Simbologia
4 2
5
1
3
(A)
(P) (R) (S)
(B)
1
12(Y) 14(Z)
Válvulas direcionais - 5/2 vias acionamento por duplo piloto
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DIDACTIC Automação Pneumática 67
Simbologia
4 2
5
1
3
(A)
(P) (R) (S)
(B)
1
12(Y) 14(Z)
Válvulas direcionais - 5/2 vias acionamento por duplo piloto
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DIDACTIC Automação Pneumática 68
Simbologia
Válvulas de bloqueio – válvula de retenção
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DIDACTIC Automação Pneumática 69
Válvulas de bloqueio – Retenção pilotada
Simbologia 1
2
21
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DIDACTIC Automação Pneumática 70
Válvulas de bloqueio – Alternadora (OU)
Simbologia
12 14
2
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DIDACTIC Automação Pneumática 71
Válvulas de bloqueio – Simultaneidade (E)
Simbologia
12 14
2
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DIDACTIC Automação Pneumática 72
Simbologia
1
2
3
(A)
(R)
(P)
Válvulas de bloqueio – Escape rápido
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DIDACTIC Automação Pneumática 73
R
Simbologia
1(P)
3(R)
Válvulas de pressão – Limitadora de pressão
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DIDACTIC Automação Pneumática 74
P
R A
Simbologia
2
1 3
Válvulas de pressão – Reguladora de pressão
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DIDACTIC Automação Pneumática 75
Simbologia
Válvulas de fluxo – Reguladora de fluxo bidirecional
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DIDACTIC Automação Pneumática 76
Válvulas de fluxo – Reguladora de fluxo unidirecional
Simbologia
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DIDACTIC Automação Pneumática 77
Simbologia 100%
2
1
12
3
Válvulas combinadas – Temporizadora NF
![Page 78: Slide sem título](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012019/61687e4ed394e9041f6fedcb/html5/thumbnails/78.jpg)
DIDACTIC Automação Pneumática 78
Válvulas combinadas – Temporizadora NA
R P
Simbologia 100%
2
1
10
3
![Page 79: Slide sem título](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012019/61687e4ed394e9041f6fedcb/html5/thumbnails/79.jpg)
DIDACTIC Automação Pneumática 79
Simbologia
(Z)12
2(A)
3(R) 1(P)
2
12 1
3
(Z) (P)
(A)
(R)
Válvulas combinadas – Seqüência
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DIDACTIC Automação Pneumática 80
Válvulas combinadas – Corte de sinal
![Page 81: Slide sem título](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012019/61687e4ed394e9041f6fedcb/html5/thumbnails/81.jpg)
DIDACTIC Automação Pneumática 81
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