Atuadores pneum ticos
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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.

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. Atuadores Pneumáticos

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Presentation Transcript


.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

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


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


2

E

I

F

=

K

2

l

K

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


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.


2

2

1

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

1

3

3

1


AK

B

C

D

D

A

F

G

D

M

R

S

US

Montagens

Montagens para cilindros com tirantes

SS

UF

UH

UL

U

SW

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 ou mais cilindros pode-se obter diversas posições de parada de forma confiável.

1

2

3

4


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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