02 Atuadores resumida

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Atuadores Pneumáticos

Força, movimento e controle
    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.
    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.
         Construção Básica
 1 vedação do amortecedor
 2 cinta magnética                       1
 3 luva do amortecedor                       2
                                                 3
 4 camisa              14
                                                     4
 5 bucha guia                                            5
 6 vedação da haste                                          6

 7 cabeçote dianteiro
 8 entrada de ar
 9 sensor magnético
10 haste
                      13
11 guia do êmbolo
                          12
12 vedação do êmbolo           11
13 cabeçote traseiro                10
14 parafuso do amortecedor               9
                                             8
                                                 7
    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
    Simples ação - retorno por
    mola
   Cilindros de simples ação exercem força
    somente em um sentido. Podem ter retorno ou
    avanço por mola.
    Dupla ação - sem amortecedor
   Cilindros sem amortecedor são adequados para
    cursos completos com baixa velocidade.
   Alta velocidade com amortecimento externo.
    Dupla ação - amortecedor fixo
   Pequenos diâmetros para serviços leves têm
    amortecedor fixo.
    D/A amortecedor ajustável
   A haste desacelera progressivamente na parte
    final do curso.
    Dupla ação magnético
   Uma cinta magnética em volta do êmbolo opera
    um sensor tipo reed para indicar a posição do
    curso.
    Cilindro sem haste
   Dupla ação com amortecedor ajustável.
    Atuador rotativo de palheta
   Dupla ação com 270o de rotação
    Atuador rotativo - Pinhão e
    Cremalheira
   Dupla ação tipo pinhão e cremalheira
    Atuador Rotativo -
   Dupla ação - duplo torque
    Cilindro de Fixação
   Retorno por mola.
    Cilindros de Fixação
   Dupla ação haste dupla.
    Fole
   Tipo dupla convolução
Flambagem da haste
    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:
                                         2
                             FK    =
                                             E I
                                           2
Onde:
                                          lK
Fk = Carga Euler (Força para flambar)
E = Modulo de elasticidade
I = Momento de inércia
Lk = Comprimento equivalente livre de
     flambagem
Controle de velocidade
    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.
    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.
    Controle de fluxo
   Válvula de controle de fluxo uni-direcional
        Fluxo livre em uma direção
        Fluxo ajustável na outra direção




           ajustável                          livre
    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.
    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.
        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).
                                                              2

                    2                        2                    1



3                           3

                        1                        1
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
    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.
Modelos não padronizados
    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.
    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.
    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.
    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.
Variantes
    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.
    Variantes
   Geminado
    Multi Posições
        Pela fixação de dois   1234
         ou mais cilindros
         pode-se obter
         diversas posições
         de parada de forma
         confiável.
    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.
Cilindro sem haste com curso duplo
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.
Dados para especificação de cilindros
    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?

				
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posted:5/20/2012
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