02 - Atuadores resumida de Hidráulica e Pneumática .ppt

Hidráulica e Pneumática

1. .
Atuadores Pneumáticos
Força, movimento e controle

2. Introdução
Atuadores pneumáticos incluem cilindros lineares e
atuadores rotativos.
São dispositivos que proporcionam força e
movimento para sistemas automatizados, máquinas
e processos.
O cilindro pneumático é um dispositivo simples, de
baixo custo e fácil de instalar, sendo ideal para
produzir força em movimento linear.
A velocidade pode ser ajustada em uma ampla
faixa.
O curso do cilindro pode ser bloqueado sem danos.

3. Introdução
Condições adversas são toleradas, tais como:
umidade, ambientes secos e poeirentos e limpeza
por jatos de água.
O diâmetro do cilindro determina a força máxima
que ele pode exercer.
O curso do cilindro determina o máximo movimento
linear que ele pode produzir.
A pressão máxima de trabalho depende do projeto
do cilindro. Cilindros padrão VDMA trabalham com
até 16 bar.
A força é controlada através de um regulador de
pressão.

4. Construção Básica
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1 vedação do amortecedor
2 cinta magnética
3 luva do amortecedor
4 camisa
5 bucha guia
6 vedação da haste
7 cabeçote dianteiro
8 entrada de ar
9 sensor magnético
10 haste
11 guia do êmbolo
12 vedação do êmbolo
13 cabeçote traseiro
14 parafuso do amortecedor

5. Desenhos fundamentais
Os atuadores pneumáticos são fabricados em uma
ampla variedade de tamanhos,estilos e tipos que
incluem:
Simples ação
Dupla ação

Sem amortecimento ou amortecimento fixo

Amortecimento ajustável

Com êmbolo magnético
Cilindros sem haste
Atuador rotativo
Cilindros de fixação
Atuador tipo fole

6. Simples ação - retorno por
mola
Cilindros de simples ação exercem força somente em
um sentido. Podem ter retorno ou avanço por mola.

7. Dupla ação - sem amortecedor
Cilindros sem amortecedor são adequados para
cursos completos com baixa velocidade.
Alta velocidade com amortecimento externo.

8. Dupla ação - amortecedor fixo
Pequenos diâmetros para serviços leves têm
amortecedor fixo.

9. D/A amortecedor ajustável
A haste desacelera progressivamente na parte
final do curso.

10. Dupla ação magnético
Uma cinta magnética em volta do êmbolo opera
um sensor tipo reed para indicar a posição do
curso.

11. Cilindro sem haste
Dupla ação com amortecedor ajustável.

12. Atuador rotativo de palheta
Dupla ação com 270
o
de rotação

13. Atuador rotativo - Pinhão e
Cremalheira
Dupla ação tipo pinhão e cremalheira

14. Atuador Rotativo -
Dupla ação - duplo torque

15. Cilindro de Fixação
Retorno por mola.

16. Cilindros de Fixação
Dupla ação haste dupla.

17. Fole
Tipo dupla convolução

18. Flambagem da haste

19. Flambagem da haste
Algumas aplicações requerem cilindros de cursos longos.
Se existe uma carga de compressão axial aplicada na haste,
é preciso assegurar que os parâmetros de comprimento,
diâmetro e carga estejam dentro dos limites de segurança
para evitar a flambagem da haste.
A fórmula de Euler para instabilidade elástica é expressa por:
Onde:
Fk = Carga Euler (Força para flambar)
E = Modulo de elasticidade
I = Momento de inércia
Lk = Comprimento equivalente livre de
flambagem
F
K
=
2
EI
l
2
K

20. Controle de velocidade

21. Controle de velocidade
A velocidade natural máxima de um cilindro é determinada por :

diâmetro do cilindro,

orifício de entrada,

fluxo de entrada e exaustão da válvula,

pressão do ar,

diâmetro e comprimento do tubo,

carga contra a qual o cilindro está trabalhando.

22. Controle de velocidade
Selecionados válvula, cilindro, pressão e carga, o controle de
velocidade ajustável é efetuado por válvulas controladoras
de fluxo.
A velocidade é regulada controlando o ar de exaustão.
A válvula controladora no orfício frontal regula a velocidade
de avanço e no orifício traseiro a velocidade de retorno.

23. Controle de fluxo
Válvula de controle de fluxo uni-direcional

Fluxo livre em uma direção

Fluxo ajustável na outra direção
livreajustável

24. Banjo com regulagem
Projetado para ser
montado diretamente no
orifício de entrada do
cilindro.
Selecionar modelo uni-
direcional para permitir
fluxo livre na entrada e
ajustável na saída.

25. Aumentando a velocidade
Em algumas aplicações a
velocidade do cilindro
pode ser aumentada até
50% pelo uso de uma
válvula de escape rápido.
Quando o cilindro é
acionado, o ar da câmara
frontal é expelido
diretamente através da
válvula de escape rápido,
eliminando rápidamente a
contra-pressão.
O amortecedor será
menos efetivo.

26. Válvula de escape rápido
O ar flui da válvula direcional para o cilindro passando pela
vedação poppet (1-2).
Quando a válvula direcional é operada a queda de pressão
em “1” permite que a vedação poppet abra.
O ar do cilindro é expelido rapidamente pelo grande orifício
de exaustão e silenciador (2-3).
1
2
1
2
1
2
3 3

27. Montagens
Montagens para cilindros com tirantes
A AK B C D D
F G D M R S
SS SW UF UH UL U
US PORCA

28. Proteção com sanfona
Uma alternativa para os limpadores de haste são as
sanfonas de proteção.
Especificadas como um equipamento original quando a
haste requer uma proteção maior.
Solução ideal onde a haste está sujeita a presença de
abrasivos ou substâncias que possam riscar a mesma.

29. Modelos não padronizados

30. Cilindro anti-giro
Para aplicações onde a
carga ligada ao cilindro
precisa de guia para
manter a orientação.
Cilindros compactos
incorporam duas barras
guiadas no extrudado do
corpo.

31. Cilindro anti-giro
Cilindros ISO 32 a 100mm com haste anti-giro.
Possuem duas faces planas ao longo da haste guiadas pelo
mancal frontal (vedação e limpador)
Para resistir a leves cargas de torsão.
Pequenos giros podem ocorrer com altos torques.

32. Guia anti-giro
Conjunto anti-giro

com mancais ou
rolamento

Proporciona guia anti-
giro e suporta altas
cargas de torsão.

Para baixo atrito e altas
cargas usar o modelo
por rolamentos.

Estas unidades podem
ser montadas com os
cartuchos de
travamento.

33. Unidade de travamento
Para aumentar a
segurança no evento de
uma falha do ar ou como
parte de uma sequência
da máquina.
Pára e mantém uma carga
em qualquer posição do
curso.
Unidade de ação passiva.
Adequada para cilindros
ISO de 32 a 125mm.

34. Variantes

35. Variantes
Haste dupla

Proporciona uma construção mais rígida e melhor
estabilidade contra cargas laterais.

A área efetiva do êmbolo é a mesma de ambos os lados.
Pressão equalizada cria um balanço de forças através do
êmbolo.

36. Variantes
Geminado
Multi Posições

Pela fixação de dois
ou mais cilindros
pode-se obter
diversas posições
de parada de forma
confiável.
1 2 3 4

37. Variantes
Cilindro Tandem
Proporciona quase o dobro da força para um dado diâmetro.

É indicado como alternativa a cilindros maiores onde o espaço
disponível é grande no comprimento mas restrito na largura.

Assegura a máxima força dentro dos limites de flambagem.

38. Cilindro sem haste com curso duplo

39. Cilindro sem haste com curso duplo
Para satisfazer aplicações onde um longo alcance ou
movimento duplicado é requerido.
O cilindro de curso duplo tem dois “carros” que se
movem em direções opostas.
O “carro” de potência é conectado por uma cinta ao
“carro” livre.

40. Linear ou rotativo?
Rotativo (torque e ângulo)
Linear:
Simples ou dupla ação?
Diâmetro do êmbolo
(força teórica necessária
+ pressão de operação)?
Pressão de operação?
Curso do cilindro?
Êmbolo magnético ou
não-magnético?
Algum cilindro
alternativo?
Alguma montagem?
Dados para especificação de cilindros