• Definição: Utilização de fluidos pressurizados para transmitir e controlar energia.

• Componentes Principais:

  • Bombas Hidráulicas: Convertem energia mecânica em energia hidráulica, aumentando a pressão do fluido.

  • Reservatórios de Fluido: Armazenam o fluido hidráulico.

  • Válvulas Hidráulicas: Controlam o fluxo e a direção do fluido.

  • Atuadores Hidráulicos: Convertem a energia hidráulica em movimento mecânico (cilindros e motores hidráulicos).

• Vantagens: Capacidade de mover cargas pesadas com precisão e força.

• Aplicações: Máquinas de construção, sistemas de controle de voo, prensas hidráulicas.

Comparação:

• Pneumática é preferida para aplicações que exigem rapidez e menor força, onde a limpeza do sistema é crucial.

• Hidráulica é ideal para aplicações que exigem grande força e precisão, mesmo em sistemas mais sujos.

Exemplos de Uso:

• Pneumática: Linhas de montagem automatizadas, onde a velocidade e a limpeza são essenciais.

• Hidráulica: Escavadoras e elevadores, onde a potência e a precisão são fundamentais.

O ar atmosférico é uma mistura de gases, principalmente oxigênio e nitrogênio, e contém contaminantes de três tipos básicos: água, óleo e poeira.

Água-Óleo-Poeira

• Poeira:

  • Partículas abrasivas que podem causar manchas em produtos.

• Óleo:

  • Queimado no ambiente de lubrificação do compressor.

• Água:

  • Pode causar diversos problemas como oxidação da tubulação, destruição da película lubrificante, prejudicar a produção de peças, arrastar partículas sólidas, aumentar a manutenção, impossibilitar a aplicação em equipamentos de pulverização e provocar golpes de aríete.

Consequências da Água Condensada em Tubulações:

• Oxidação e desgaste prematuro.

• Prejuízo à produção e funcionamento dos componentes pneumáticos.

• Aumento do índice de manutenção e impossibilidade de algumas aplicações.

Resfriador Posterior (After Cooler)

• Solução para o problema inicial da água nas instalações de ar comprimido.

• Localizado entre a descarga do compressor e o reservatório, resfria o ar comprimido, removendo 75% a 90% do vapor de água e vapores de óleo.

Reservatório de Ar Comprimido

Funções:

• Armazenar o ar comprimido.

• Auxiliar na eliminação do condensado.

• Compensar flutuações de pressão e demanda.

• Estabilizar o fluxo de ar comprimido.

• Controlar as marchas dos compressores.

Localização e Manutenção:

• Instalar de modo que todos os drenos, conexões e aberturas de inspeção sejam facilmente acessíveis.

• Preferencialmente fora da casa de compressores, na sombra, para facilitar a condensação.

• Deve possuir dreno automático, manômetro, válvulas de segurança e ser submetido a prova de pressão hidrostática periodicamente.

Os atuadores pneumáticos convertem a energia do ar comprimido em movimento mecânico. Existem dois tipos principais:

• Lineares:

  • Como os cilindros pneumáticos, que convertem energia pneumática em movimento linear.

• Rotativos:

  • Como os motores e osciladores pneumáticos, que convertem energia pneumática em movimento de rotação.

Tipos de Cilindros Pneumáticos

• Simples Efeito:

  • Movimento em apenas uma direção, retornando por mola ou força externa.

• Duplo Efeito:

  • Movimento em ambas as direções, utilizado amplamente na indústria.

• Construções Derivadas:

  • Incluem cilindros de haste dupla, duplex (tandem), e geminados para múltiplas posições.

Controle de Velocidade

É possível regular a velocidade dos cilindros pneumáticos utilizando:

• Válvulas de escape rápida

• Tubos de maior diâmetro

• Outros dispositivos específicos

Válvulas Pneumáticas

As válvulas pneumáticas direcionam o fluxo de ar para controlar os atuadores. São classificadas em:

• Controle Direcional

• Bloqueio (anti-retorno)

• Controle de Fluxo

• Controle de Pressão

Componentes das Válvulas

• Número de Posições e Vias:

  • Indicam quantas operações distintas a válvula pode realizar.

• Tipos de Acionamentos:

  • Musculares, mecânicos, pneumáticos, elétricos, combinados.

• Vazão e Tipos de Comando de Retorno:

  • Influenciam na performance e operação das válvulas.

• Identificação:

  • Segue uma sequência padrão para especificar suas características.

• Componentes Principais:

  • Bombas Hidráulicas: Convertem energia mecânica em energia hidráulica, aumentando a pressão do fluido.

  • Reservatórios de Fluido: Armazenam o fluido hidráulico.

  • Válvulas Hidráulicas: Controlam o fluxo e a direção do fluido.

  • Atuadores Hidráulicos: Convertem a energia hidráulica em movimento mecânico (cilindros e motores hidráulicos).

• Vantagens: Capacidade de mover cargas pesadas com precisão e força.

• Aplicações: Máquinas de construção, sistemas de controle de voo, prensas hidráulicas.

• Hidráulica é ideal para aplicações que exigem grande força e precisão, mesmo em sistemas mais sujos.

• Hidráulica: Escavadoras e elevadores, onde a potência e a precisão são fundamentais.

A rede de distribuição do ar comprimido é essencial para comunicar a fonte produtora com os equipamentos consumidores e funcionar como um reservatório para atender às exigências locais.

Layout da Rede de Distribuição:

• Deve apresentar pequena perda de pressão, não apresentar escape de ar e ter grande capacidade de separação de condensado.

Formato da Rede de Distribuição:

• Anel Fechado:

  • Ajuda na manutenção de pressão constante e distribuição uniforme, mas dificulta a separação da umidade.

• Circuito Aberto:

  • Utilizado para alimentação de pontos isolados ou distantes.

Válvulas de Bloqueio:

• Necessárias para permitir a divisão da rede em seções isoladas para manutenção ou modificações.

Ligações entre os Tubos:

• Podem ser realizadas por rosca, solda, flange ou acoplamento rápido, devendo apresentar perfeita vedação.

Inclinação da Rede:

• Tubulações devem ter uma inclinação de 0,5 a 2% para direcionar condensado e óxidos para um ponto de coleta.

Tomadas de Ar Comprimido:

• Devem ser feitas pela parte superior da tubulação principal para evitar que coletem condensado.

Vazamentos:

• Vazamentos devem ser minimizados através de manutenção preventiva.

Tipos de Tubos:

• Metálicos:

  • Latão, cobre, aço inoxidável e aço trefilado.

• Não Metálicos:

  • Polietileno, poliuretano, nylon e borracha com lona.

Eliminar ou reduzir a umidade do ar comprimido é crucial. A secagem completa é difícil e onerosa, mas ar seco industrial deve fluir com um conteúdo de umidade residual mínimo.

Métodos de Secagem:

• Secagem por Refrigeração:

  • Resfria o ar a uma temperatura baixa, removendo a água por condensação.

• Secagem por Absorção:

  • Utiliza substâncias higroscópicas para absorver a umidade do ar.

• Secagem por Adsorção:

  • Processo regenerativo utilizando substâncias adsorventes como Sílica Gel e Alumina Ativada.

Neste exemplo de circuito pneumático, um cilindro de dupla ação é acionado por um botão e tem seu retorno automático. A seguir são detalhados os componentes e seu funcionamento:

• Válvula direcional 5/2: Utilizada para controlar a direção do ar no cilindro. Esta válvula é acionada por piloto pneumático, ou seja, o movimento da válvula é controlado pelo ar comprimido vindo de válvulas de controle.

• Botão de partida (válvula "SO"): Ao ser acionado, envia ar comprimido para o piloto pneumático da válvula direcional "A1".

• Cilindro de dupla ação ("A"): É acionado pelo ar comprimido enviado pela válvula direcional. O avanço da haste ocorre quando o ar é direcionado para a parte traseira do cilindro, enquanto o ar na parte dianteira é liberado para a atmosfera.

• Válvula de fim de curso ("A3"): Trata-se de uma válvula 3/2 acionada mecanicamente por um rolete. É montada de modo que a haste do cilindro, quando totalmente estendida, pressiona esta válvula. Isso envia um sinal de pressão para a válvula direcional "A1", alterando sua posição para iniciar o retorno automático do cilindro.

Diagrama do circuito

A Figura 5.9 ilustra o circuito descrito acima, mostrando a disposição dos componentes e o fluxo de ar durante as diferentes fases de operação do cilindro.