Aula 6 - Válvulas de Comando Pneumáticas.pdf

Aula 6 - Válvulas de Comando Pneumáticas.pdf

1. Máquinas e Equipamentos Prof. Cleber Pizzatto Dallegrave ENGENHARIA MECÂNICA E ENGENHARIA DE PRODUÇÃO INSTITUTO DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL DO ALTO
URUGUAI CENTRO UNIVERSITÁRIO IDEAU

2. Válvulas de Controle Direcional 01

3. Estrutura básica de um circuito pneumático
Compressor
Objetivo da aula:
Conhecer estes elementos.
Válvula direcional
Reservatório
Atuador
FLR

4. Introdução


A válvula é um componente do circuito pneumático que se destina a
controlar a direção, pressão e/ou vazão do ar comprimido.
Isto para que os atuadores pneumáticos desenvolvam suas ações
produtivas em conformidade com o sistema programado, sendo
alimentados ou descarregados convenientemente, nos instantes
desejados.
Circuito pneumático simples

5. Classificação e Identificação de
Válvulas Pneumáticas


De acordo com suas funções, pode-se classificar as válvulas
pneumáticas nos seguintes grupos:
Válvulas de controle direcional: orientar a direção do fluxo de ar.
Válvulas de bloqueio (anti-retorno)
Válvulas de controle de fluxo/vazão
Válvulas de controle de pressão
Válvulas combinadas
Os elementos para identificação das VDs são os seguintes:
Número de posições
Posição de repouso / Posição inicial
Número de vias
Tipo de acionamento (comando)

6. Representação de Válvulas Direcionais







As válvulas direcionais são sempre representadas por um
retângulo:
Este retângulo é dividido em quadrados.
O número de quadrados representados na simbologia é igual ao
número de posições da válvula.
Número de posições:
É a quantidade de manobras distintas que uma válvula direcional
pode executar ou permanecer sob a ação de seu acionamento.
Por analogia, uma torneira, que é uma válvula, tem duas
posições: ora permite passagem de água, ora não permite.
Ou seja, o número de posições de uma válvula direcional define
os diferentes comportamentos da mesma para cada situação
(posição).

7. Representação de Válvulas Direcionais






O sentido do fluxo (passagem de fluido) entre as vias é indicado
por setas.
Os pontos por onde não há fluxo, chamados de bloqueios, são
representados por um “T” aposto internamente ao símbolo da via.
Número de vias:
É a quantidade de orifícios de entrada e de saída de fluido na
válvula.
Cada via, representada por um traço externo ao quadrado de uma
posição, é uma conexão de trabalho que a válvula possui.
São consideradas como vias a conexão de entrada de pressão,
as conexões de utilização e as de escape.
Configurações comuns de
bloqueios e sentidos de
fluxo em uma posição

8. Representação de Válvulas Direcionais



Posição de repouso (zero): é o estado quando os elementos
móveis da válvula estão posicionados sem o acionamento do
seus elementos de controle.
Posição inicial (ou de partida): é o estado quando os elementos
móveis da válvula estão posicionados após a montagem na
instalação, após ligar a rede de pressão e elétrica, quando o
sistema está pronto para partir.
Em um circuito, todas as válvulas e cilindros são sempre
representados em sua posição inicial.
Exemplos de válvulas: nomenclatura dada por nº vias / nº posições

9. Representação de Válvulas Direcionais



Posição de repouso (zero): é o estado quando os elementos
móveis da válvula estão posicionados sem o acionamento do
seus elementos de controle.
Posição inicial (ou de partida): é o estado quando os elementos
móveis da válvula estão posicionados após a montagem na
instalação, após ligar a rede de pressão e elétrica, quando o
sistema está pronto para partir.
Em um circuito, todas as válvulas e cilindros são sempre
representados em sua posição inicial.
Exemplos de válvulas: nomenclatura dada por nº vias / nº posições

10. Representação de Válvulas Direcionais






Identificação dos orifícios:
1 - alimentação: orifício de suprimento principal.
2 - utilização, saída: orifício de aplicação em válvulas de 2/2, 3/2 e
3/3.
2 e 4 - utilização, saída: orifícios de aplicação em válvulas 4/2,
4/3, 5/2 e 5/3.
3 - escape ou exaustão: orifícios de liberação do ar utilizado em
válvulas 3/2, 3/3, 4/2 e 4/3.
3 e 5 - escape ou exaustão: orifício de liberação do ar utilizado em
válvulas 5/2 e 5/3.

11. Acionamentos de Válvulas




As válvulas exigem um agente externo ou interno que desloque suas
partes internas de uma posição para outra, ou seja, que altere as
direções do fluxo, efetue os bloqueios e liberação de escapes.
Os elementos responsáveis por tais alterações são os acionamentos.
Os tipos de acionamentos são diversificados e podem ser:
Musculares; Mecânicos; Pneumáticos; Elétricos; Combinados.
Estes elementos são representados por símbolos normalizados e são
escolhidos conforme a necessidade da aplicação da válvula
direcional.

12. Acionamentos de Válvulas

13. Acionamentos de Válvulas


Acionamentos musculares:
Conhecidas como válvulas de painel, sua mudança é realizada por
uma pessoa, operadora do sistema.
Válvula 3/2 acionada por botão

14. Acionamentos de Válvulas


Acionamentos musculares:
Conhecidas como válvulas de painel, sua mudança é realizada por
uma pessoa, operadora do sistema.

15. Acionamentos de Válvulas


Acionamentos mecânicos:
Conhecidas como válvulas fim de curso, o comando da válvula é
conseguido através de um contato mecânico sobre o acionamento,
colocado estrategicamente ao longo de um movimento qualquer, para
permitir o desenrolar de sequências operacionais.

16. Acionamentos Mecânicos



Acionamento por pino (came):
Quando um mecanismo móvel é dotado de movimento retilíneo, sem
possibilidades de ultrapassar um limite e ao fim do movimento deve
acionar uma válvula, o recomendado é o acionamento por pino, que
recebe um ataque frontal.
Ao posicionar a válvula, deve-se ter o cuidado de deixar uma folga,
após o curso de acionamento, com relação ao curso final do
mecanismo, para evitar inutilização da válvula devido a inúteis e
violentas solicitações mecânicas.
Válvula 3/2 acionada por pino e retorno por mola

17. Acionamentos Mecânicos




Acionamento por rolete:
Aconselhável utilizar o acionamento por rolete para evitar atritos
inúteis e solicitações danosas em relação às partes da válvula.
O rolete, quando posicionado no fim de curso, funciona como pino,
mas recebe ataque lateral na maioria das vezes.
Numa posição intermediária, receberá comando toda vez que o
mecanismo em movimento passar por cima, independentemente do
sentido do movimento.
Válvula 3/2 acionada por rolete e retorno por mola

18. Acionamentos Mecânicos



Gatilho (rolete escamoteável):
Seu posicionamento no final de curso, com leve afastamento, evita
que permaneça constantemente acionado, como o pino e o rolete.
Difere dos outros por permitir o acionamento da válvula em um
sentido do movimento, emitindo um sinal pneumático breve.

19. Acionamentos de Válvulas



Acionamentos pneumáticos: As válvulas equipadas com este tipo de
acionamento são comutadas pela ação do ar comprimido.
Comando direto por aplicação de pressão (piloto positivo):
Um impulso de pressão, proveniente de um comando externo, é
aplicado para o acionamento da válvula.
Comando direto por alívio de pressão (piloto negativo):
A inversão da válvula ocorre ao se processar sua despressurização.2 1 3 Simbologia
geral

20. Acionamentos de Válvulas



Acionamentos elétricos:
A operação das válvulas é efetuada por meio de sinais elétricos,
provenientes de chaves fim de curso, pressostatos, temporizadores etc.
São de grande utilização onde a rapidez dos sinais de comando é o
fator importante, quando os circuitos são complicados e as distâncias
são longas entre o local emissor e o receptor.

21. Acionamentos de Válvulas



Acionamentos combinados:
Em acionamentos paralelos (OU), os símbolos para os elementos de
acionamento devem ser mostrados um ao lado do outro como, por
exemplo, um solenóide e um botão de empurrar, os quais atuarão
independentemente.
Para os acionamentos em série (E), os símbolos de acionamento dos
sucessivos estágios devem ser mostrados em linha (seqüência). No
caso mostrado, o solenóide aciona a válvula piloto, a qual, por sua vez,
aciona a válvula principal.

22. Denominação de Válvulas




Nas válvulas de três posições, as ligações são feitas no quadro central
(posição neutra) quando não acionadas, ou no quadro correspondente,
quando acionadas.
Lembrando que, em um circuito, todas as válvulas e cilindros são
sempre representados em sua posição inicial.
Nas válvulas de duas posições, as ligações são feitas no quadro do
“retorno” (direita do símbolo), quando a válvula não estiver acionada.
Quando acionada (presa em fim de curso na posição inicial), as ligações
são feitas no quadro de acionamento (à esquerda do símbolo).

23. Exemplos de Aplicação de
Válvulas Direcionais
Válvulas direcionais 3/2 acionando cilindros de simples ação:
atuador retorna ao largar o botão.

24. Exemplos de Aplicação de
Válvulas Direcionais
Válvulas direcionais 3/2 acionando cilindro
de simples ação: atuador retorna ao
pressionar o botão da segunda válvula.
Válvulas direcionais 3/2 acionando cilindro
de duplo efeito: atuador retorna ao
pressionar o botão da segunda válvula.

25. Válvulas Pneumáticas Auxiliares 02

26. Estrutura básica de um circuito pneumático
Compressor
Objetivo da aula:
Conhecer estes elementos.
Válvula direcional
Reservatório
Atuador
FLR
Válvula direcional

27. Válvulas de Retenção Impedem o fluxo de ar comprimido em um determinado sentido,
possibilitando livre fluxo no sentido oposto.
Válvula de retenção com mola:
A existência da mola no interior da válvula requer um maior
esforço na abertura para vencer a contrapressão imposta.
Esta contrapressão é pequena, para evitar o máximo de perda,
razão pela qual não devem ser substituídas aleatoriamente.
As válvulas de retenção geralmente são empregadas em
automatização de levantamento de peso, em lugares onde um
componente não deve influir sobre o outro etc.1 2 1 2

28. Válvulas de Retenção Válvula de retenção sem mola:
O bloqueio, no sentido contrário ao favorável, não conta com o
auxílio de mola, sendo feito pela própria pressão de ar comprimido.X X Simbologia 1 2 1 2

29. Válvula de retenção pilotada:
Ideal para lógica pneumática que
exija segurança, a função de retenção
da válvula entra em ação caso haja
a interrupção do sinal pneumático no
piloto, impedindo o movimento da haste.
Proporciona, assim, paradas
intermediárias da haste em
qualquer posição do curso. Válvulas de Retenção Simbologia

30. Válvula Alternadora (Ou) Dotada de duas entradas de pressão e um ponto de utilização.
O envio do sinal por uma das entradas automaticamente veda a
entrada oposta e o sinal emitido flui até a saída de utilização.
Uma vez cortado o fornecimento, o elemento seletor interno
permanece na posição, em função do último sinal emitido.
Havendo coincidência de sinais nas entradas, prevalecerá o sinal
que primeiro atingir a válvula, no caso de pressões iguais.
Com pressões diferentes, a de maior pressão impõe bloqueio
àquela de menor intensidade. Válvula “OU”

31. Válvula de Escape Rápido Quando se necessita obter velocidade superior àquela
normalmente desenvolvida por um pistão de cilindro, é utilizada a
válvula de escape rápido.
Utilizando-se a válvula de escape rápido, a pressão no interior da
câmara cai bruscamente, pois a resistência oferecida pelo ar
residual (que é empurrado) fica muito reduzida e o ar flui
diretamente para a atmosfera, sem precisar percorrer toda a
tubulação que faz a sua alimentação. Parte de um circuito pneumático

32. Válvula de Simultaneidade “E” Há um auto-bloqueio do que chega primeiro, ou daquele de maior
intensidade, para que o outro sinal saia para utilização. Válvula “E”

33. Válvulas de Controle de Pressão Válvula de alívio (limitadora de pressão):
Um valor de pressão limite é ajustado através de uma mola calibrada,
que é comprimida por um parafuso, transmitindo sua força sobre um
êmbolo e mantendo-o contra uma sede.
Ocorrendo um aumento de pressão no sistema, o êmbolo é deslocado
de sua sede, comprimindo a mola e permitindo contato da via
pressurizada com a atmosfera através de uma série de orifícios por
onde é expulsa a pressão excedente.
Alcançando o valor de regulagem, a mola recoloca automaticamente o
êmbolo na posição inicial, vedando os orifícios de escape.

34. Válvulas de Controle de Pressão Válvula de alívio (limitadora de pressão):
Em sistemas pneumáticos, são pouco empregadas visto que se
prestam para proteger componentes de sobrepressão. Circuito hidráulico

35. Válvulas Redutoras de Vazão Utilizadas na diminuição da quantidade de ar que passa através de
uma tubulação, como quando se necessita regular a velocidade de
um cilindro ou formar condições de temporização pneumática.
Restrição variável (bidirecional):
Conforme a figura, a quantidade de ar que entra por 1 ou 2 é
controlada através do parafuso cônico, em relação à sua
proximidade ou afastamento do assento.
Consequentemente, é permitido um maior ou menor fluxo de
passagem.

36. Restrição variável com retorno livre (unidirecional):
Possui duas condições distintas em relação ao fluxo de ar.
Fluxo controlado:
Em um sentido pré-fixado, o ar comprimido é bloqueado pela
válvula de retenção, sendo obrigado a passar restringido pelo
ajuste fixado no dispositivo de controle.
Fluxo livre:
No sentido oposto ao mencionado anteriormente, o ar possui livre
vazão pela válvula de retenção, embora uma pequena quantidade
passe através do dispositivo, favorecendo o fluxo. Fluxo controlado Fluxo livre Válvulas Redutoras de Vazão

37. Temporizador Pneumático O ajuste é através da rotação do botão graduado, a faixa de ajuste é
completada por uma revolução completa do botão.

38. Contador Pneumático

39. Máquinas e Equipamentos Prof. Cleber Pizzatto Dallegrave ENGENHARIA MECÂNICA E ENGENHARIA DE PRODUÇÃO INSTITUTO DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL DO ALTO
URUGUAI CENTRO UNIVERSITÁRIO IDEAU