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Pneumática - Projeto e Dimensionamento

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by

Fernando Júnior

on 13 March 2016

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Transcript of Pneumática - Projeto e Dimensionamento

- Pneumática -
Projeto e Dimensionamento


Projeto Pneumático
Vazão


110 m³/h
(20% da vazão -
Alinhamento
| 80% da vazão -
Transporte
)
Altitude


5000 m
Fator de Correção (Fc)


1,50
Dimensionamento
do Compressor
Para correta seleção do compressor, é necessário saber:
1 - Equipamentos pneumáticos que serão utilizados;
2 - Quantidade;
3 - Taxa de utilização
(fornecido pelo usuário)
;
4 - Pressão de trabalho;
5 - Ar efetivo consumidor por equipamento.
Dimensionamento do Reservatório
Cálculo do volume de um reservatório de ar, para compressores de pistão:


Volume do Reservatório = 20% Pressão Total em m³/h



Alinhamento
Transporte
Distribuição de Ar
Comprimido
Localização da Central Distribuidora
Manutenção
São os conjuntos de cuidados técnicos para o funcionamento regular e permanente:

das maquinas;
equipamentos;
ferramentas;
instalações.

Alinhamento
Transporte
Dimensionamento dos Atuadores
Circuito Eletro-Pneumático
Dimensionamento dos Atuadores
Listagem de Equipamentos
Tipo de compressor mais indicado para atender os parâmetros de vazão e pressão
Rede Aberta
Rede Fechada
Manutenção
Planejada:
Preventiva
Preditiva

Não-planejada:
Corretiva
Ocasional
Compressor
Manutenção nos Atuadores
Paramentos de construção dos atuadores (catálogo do fabricante);
Retentores;
Molas do cilindro;
Camisa do atuador;
Ressecamento nas guarnições;
Cuidados para que não aconteça excesso de pressão;
Condições de respiro do cilindro.

Arthur Dante
João Victor
José Fernando
Marcos Antônio
Vilson Avelino

1. Guia lateral
2. Pilha de painéis
3. Placa de alinhamento
4. Braço
5. Cilindro pneumático
Antes de embalar, transportar e amarrar painéis, eles devem ser devidamente arrumados em pilhas, ou seja, com as bordas nivelas. Isso pode ser feito utilizando-se cursores acionados pneumaticamente.
1. Cilindro pneumático
2. Válvula de rolete
3. Esteira transportadora
4. Rolos transportadores
5. Cilindro de parada
6. Material transportado
Os sistemas de transporte com ramo de acumulação reagem ao material acumulado, sendo que, na alimentação por esteira rolante, a reação é desconectar o acionamento da parte da esteira onde está ocorrendo o acúmulo de peças. A esteira de transporte se move continuamente e é pressionada contra os rolos, fazendo com que estes rodem.
Circuito Pneumático
Circuito Elétrico
Dados:
Número de atuadores em um
Alinhador
: 2
Pressão de Trabalho (
Pt
): 6 kp/cm² (~~ 6 bar)
Força de Projeto (
Fp
): 32 kp

[1 kp = 9,81 N]
Fator de Correção (
Fc
): 1,50
(dado pelo professor)
O diâmetro do atuador é determinado em função da força de avanço (Fa = Fp * Fc), e da pressão de trabalho (Pt)
onde:

Dp —

Mínimo diâmetro aceitável do pistão [cm];
Fp —

Força de projeto [kp];
Fc —

Fator de correção da força de projeto;
Pt —

Pressão de trabalho [kp/cm²].
Substituindo os valores...
Procurar no catálogo dos fabricantes um atuador com diâmetro mínimo igual ou ligeiramente superior ao calculado
Cálculo do consumo de Ar necessário
O dimensionamento dos atuadores é feito a partir de análises de:

- Esforços envolvidos
- Amplitude de deslocamentos
- Tipos de montagem
Corrigi-lá multiplicando-a por um...
Fatores de correção de força.
Simulação
Dp = ?
Fp = 32 kp
Fc = 1,50
𝝅 = 3,14
Pt = 6 kp/cm²

Diâmetro Comercial ≥ Diâmetro Calculado
32 mm ≥ "31,91 mm"
Catálogo de Cilindros Normalizados ISO
http://www.festo.com/cat/pt-br_br/products_ADVUL_1
Atuador em CAD
Catálogo ON-LINE
ADVUL-32-80-P-A
Simulação

C
= consumo de ar [
l/seg
];
Ap
= área efetiva do pistão [
mm²
];
L
= curso [
mm
];
Pt
= pressão de trabalho [
bar
];
T
= tempo para um único ciclo em segundos [
s
];
Substituindo os valores...
Vazão Total = 110 m³/h
C
= ?
Ap
= 691,15 mm²
L
= 400 mm
Pt
= 6 bar
T
= 7 s
*
Área Efetiva do Pistão
Consumo de 1 atuador = 1,378 m³/h
Consumo nos 2 atuadores =
2,756 m³/h

Vazão no Alinhador = 20% . Vazão Total
Vazão no Alinhador =
22 m³/h





*
8 máquinas
Catálogo
Número de Atuadores
— Alinhador —
O dimensionamento dos atuadores é feito a partir de análises de:

- Esforços envolvidos
- Amplitude de deslocamentos
- Tipos de montagem
Dados:
Número de atuadores em 1 atuador de parada
um
Transportador
*
: 4 atuadores de esteira

Total: 5 atuadores

Pressão de Trabalho (
Pt
): 6 kp/cm² (~~ 6 bar)

Força de Projeto (
Fp
): 1. Atuador de parada:
78 kp

2. Atuadores de esteira:
50 kp

(cada)

Fator de Correção (
Fc
): 1,50
(dado pelo professor)
O diâmetro do atuador é determinado em função da força de avanço (Fa = Fp * Fc), e da pressão de trabalho (Pt)
Substituindo os valores...
Cálculo de consumo de Ar necessário
Fator de correção de força.
onde:

Dp —

Mínimo diâmetro aceitável do pistão [cm];
Fp —

Força de projeto [kp];
Fc —

Fator de correção da força de projeto;
Pt —

Pressão de trabalho [kp/cm²].
Atuadores de Parada
Dp = ?
Fp = 78 kp
Fc = 1,50
𝝅 = 3,14
Pt = 6 kp/cm²
Atuador de Esteira
Dp = ?
Fp = 50 kp
Fc = 1,50
𝝅 = 3,14
Pt = 6 kp/cm²
Procurar no catálogo dos fabricantes um atuador com diâmetro mínimo
igual
ou ligeiramente
superior
ao calculado
Catálogo de Cilindros Normalizados ISO
Atuador de Parada
Atuadores de Esteira
Diâmetro Comercial ≥ Diâmetro Calculado
50 mm ≥ "49,83 mm"
40 mm ≥ "39,89 mm"
Cilindro de Esteira
Cilindro de Parada
DSBC-40-500-PPSA-N3
DFST-50-30-D-Y4-A
Transportador
Total de Máquinas:
7
Atuadores de Parada:

7
Atuadores de Esteira:
28
Atuador de Parada
Atuador de Esteira
C
= consumo de ar [
l/seg
];
Ap
= área efetiva do pistão [
mm²
];
L
= curso [
mm
];
Pt
= pressão de trabalho [
bar
];
T
= tempo para um único ciclo em segundos [
s
];
Substituindo os valores...
Vazão Total = 110 m³/h
Número de atuadores em TOTAL:
5 atuadores
um
Transportador
: 4 Atuadores de Esteira

1 Atuador de Parada




C
= ?
Ap
= 1649,34 mm²
L
= 200 mm
Pt
= 6 bar
T
= 5 s
C
= consumo de ar [
l/seg
];
Ap
= área efetiva do pistão [
mm²
];
L
= curso [
mm
];
Pt
= pressão de trabalho [
bar
];
T
= tempo para um único ciclo em segundos [
s
];
Substituindo os valores...
Consumo de 1 Atuador de Esteira =
2,631 m³/h

Vazão no Transportador = 80% . Vazão Total
Vazão no Transportador =
88 m³/h

Vazão no Atuador de Esteira =
86,49%
. Vazão no Transportador
Vazão no Atuador de Esteira =
76,11 m³/h
Área Efetiva do Pistão de Parada
Catálogo
C
= ?
Ap
= 1055,58 mm²
L
= 500 mm
Pt
= 6 bar
T
= 5 s
Área Efetiva do Pistão de Esteira
Catálogo
Consumo de 1 Atuador de Parada =
1,644 m³/h

Vazão no Transportador = 80% . Vazão Total
Vazão no Transportador =
88 m³/h

Vazão no Atuador de Parada =
13,51%
. Vazão no Transportador
Vazão no Atuador de Parada =
11,89 m³/h
Número de Atuadores
de Parada
Número de atuadores em TOTAL:
5 atuadores
um
Transportador
: 1 Atuador de Parada

4 Atuadores de Esteira

Vazão Total = 110 m³/h
Número de Atuadores
de Esteira
*
7 máquinas
Para o correto dimensionamento de um compressor, os fatores mais importantes a serem considerados são:

Vazão (volume de ar);
Pressão (força do ar);
Regime de intermitência
*
Consumo de ar efetivo considerando a intermitência de cada equipamento
*
pcm = pés cúbicos por minuto
Consumo de ar efetivo
"corrigido"
=
93,19 pcm (158,3 m³/h)

Pressão de trabalho =
85,28 psi (6 bar)
Altitude x Pressão
Altitude:
5000 m

Pressão Atmosférica
Pressão ao nível do mar: 1000 mbar
Fábrica: 552 mbar
Altitude (m) x Pressão (kgf/cm²)
1000 mbar —— 100%
552 mbar ——
55,2%
A fábrica opera a 55,2% da pressão atmosférica
(ao nível do mar)
*
85,28 psi = 6 bar
Como a fábrica opera a 55,2% da pressão atmosférica (ao nível do mar),
então:
Consumo total
de ar efetivo —————— 55,2%

Consumo de
ar efetivo —————— 100%
"corrigido"

* Compressor de Pistão
(êmbolo)
Quantidade de Compressores
Com a vazão total do sistema definida, foi estabelecido um fator de 20% para futuras ampliações.
Quantidade de Compressores
Um terceiro compressor, da mesma capacidade, foi adicionado ao sistema como
"stand by"
.
...E foi selecionado dois compressores que, somados, atendem essa vazão.
Tipos de Fixação
Elementos componentes de uma rede pneumática
Unidade de Conservação Pneumática
Diâmetro da Tubulação do Tronco Principal
Q = Volume de ar corrente (m³);
Lt = Comprimento total da linha tronco;
ΔP = Queda de pressão admitida;
P = Pressão de regime.

Número de pontos de estrangulamento;
Diâmetro da Tubulação da Linha Secundária
Pressão
Vazão
Qualidade
Normas Técnicas
NBR 13
- Caldeiras e vasos de pressão;
NBR 10143
- Compressores;
NBR 44124/2012 ABNT
- Regras gerais e requisitos de segurança;
NB 54/80 ABNT
- Definição da cor azul e tonalidade;
Manutenção em compressores de ar
Passo 1:
Leitura do manual do compressor.
Passo 2:
Drenagem da umidade dos tanques do compressor.
Passo 3:
Limpeza das aberturas de entrada do compressor.
Passo 4:
Aperto de todos os parafusos do compressor.
Passo 5:
Verificar as mangueiras regularmente.
Passo 6:
Verificar e mudar filtros de ar do compressor como requerido.
Passo 7:
Limpeza do tanque de combustível do compressor.
Passo 8:
Checar e mudar o óleo do compressor.
Passo 9:
Alterar o elemento separador.
Passo 10:
Limpeza dos trocadores de calor do compressor.

Cuidados Básicos
Manutenção nas redes de ar comprimido
Manutenção das Válvulas
Vazamento interno pelas vias de escape;
Vazamento externo nas tampas;
Vazamento nas conexões dos tubos;
Vazamento entre o eixo e o corpo;
Válvula não aciona o cilindro.

Verificação diária do nível do óleo nos lubrificantes;
Observação dos equipamentos quanto à sua fixação;
Eliminação de qualquer vazamento;
Drenagem diária dos filtros para evitar a sua saturação;
Manter sempre que possível, os equipamentos limpos e protegidos.

Verificar as conexões
Drenar a água
F.R.L
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