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. Atuadores Pneumáticos

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Apresentação em tema: ". Atuadores Pneumáticos"— Transcrição da apresentação:

1 . Atuadores Pneumáticos
Força, movimento e controle 1

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

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

4 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 5

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 7

6 Simples ação - retorno por mola
Cilindros de simples ação exercem força somente em um sentido. Podem ter retorno ou avanço por mola. 8

7 Dupla ação - sem amortecedor
Cilindros sem amortecedor são adequados para cursos completos com baixa velocidade. Alta velocidade com amortecimento externo. 11

8 Dupla ação - amortecedor fixo
Pequenos diâmetros para serviços leves têm amortecedor fixo. 12

9 D/A amortecedor ajustável
A haste desacelera progressivamente na parte final do curso. 13

10 Dupla ação magnético Uma cinta magnética em volta do êmbolo opera um sensor tipo reed para indicar a posição do curso. 14

11 Cilindro sem haste Dupla ação com amortecedor ajustável. 16

12 Atuador rotativo de palheta
Dupla ação com 270o de rotação 18

13 Atuador rotativo - Pinhão e Cremalheira
Dupla ação tipo pinhão e cremalheira 19

14 Atuador Rotativo - Dupla ação - duplo torque 20

15 Cilindro de Fixação Retorno por mola. 22

16 Cilindros de Fixação Dupla ação haste dupla. 23

17 Fole Tipo dupla convolução 25

18 Flambagem da haste

19 F E I l Flambagem da haste 2 K =
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: F K = 2 E I l Onde: Fk = Carga Euler (Força para flambar) E = Modulo de elasticidade I = Momento de inércia Lk = Comprimento equivalente livre de flambagem 40

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. 45

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. 47

23 Controle de fluxo ajustável livre
Válvula de controle de fluxo uni-direcional Fluxo livre em uma direção Fluxo ajustável na outra direção ajustável livre 49

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. 50

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. 52

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). 2 1 2 2 1 3 3 1 53

27 Montagens AK B C D F G D M R S SS SW UF UH UL U US PORCA
Montagens para cilindros com tirantes A AK B C D F G D M R S SS SW UF UH UL U US PORCA 102

28 Montagens Rígidas A- extensão dos tirantes G- Flange dianteira
B- Flange traseira C- Cantoneiras 103

29 Montagens Articuladas
D- Articulação traseira fêmea H- Munhão central R- Articulação traseira macho F- Garfo L-Articulação traseira com suporte UF- Universal (rótula) M- Articulação dianteira com suporte UR Articulação traseira universal(rótula) 104

30 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. 68

31 Modelos não padronizados

32 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. 113

33 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. 114

34 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. 115

35 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. 118

36 Variantes

37 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. 130

38 Variantes Geminado Multi Posições 1 2 3 4
Pela fixação de dois ou mais cilindros pode-se obter diversas posições de parada de forma confiável. 1 2 3 4 131

39 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. 132

40 Cilindro sem haste com curso duplo

41 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. 138

42 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? 139


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