Atuadores Pneumáticos Explicados: Tipos, Aplicações e Principais Usos

Por Vitor Rangel, Especialista em Marketing de Produto, Atuadores, da Emerson

Atuadores pneumáticos, em alguns casos referidos como cilindros pneumáticos, podem ser encontrados em sistemas automatizados e maquinário em toda indústria e vêm em uma ampla gama de tamanhos, estilos e designs. Fáceis de manter, estes componentes podem operar em altas velocidades, oferecendo tremenda flexibilidade e valor para um número aparentemente infinito de aplicações.

Além de serem rápidos, econômicos e confiáveis, atuadores pneumáticos também são mais limpos e seguros que outras soluções, o que os torna ideais para manufatura, embalagem, paletização, manuseio de materiais, alimentos e bebidas e muitas mais aplicações. (Cobriremos algumas destas aplicações em um futuro post no blog.)

Este sistema multi-eixos é construído com atuadores pneumáticos AVENTICS da Emerson. O portfólio comprovado da Emerson apresenta cilindros e atuadores para toda aplicação.

Para entender melhor exatamente para que atuadores pneumáticos são usados, vamos começar com o que eles fazem. Nos termos mais básicos, atuadores pneumáticos são dispositivos que usam ar comprimido para alimentar movimento. Esse movimento pode ser ao longo de um caminho rotacional ou linear, ultimamente auxiliando ou realizando uma tarefa como empurrar, puxar, segurar, girar, alimentar, ejetar, abrir, fechar, manter, parar, prensar, carimbar e, como você pode adivinhar, a lista continua. As forças que estes atuadores podem produzir dependem principalmente do diâmetro do furo do cilindro (diâmetro do pistão) e da pressão de operação, mas o tamanho da haste também é uma consideração muito importante em cilindros de haste.

Tipos de Atuadores Pneumáticos

Para atender a uma ampla gama de aplicações e indústrias, a variedade de atuadores pneumáticos disponíveis é abrangente e versátil. Eles variam de atuadores extremamente compactos usados para pequenas aplicações de manuseio a grandes atuadores para os trabalhos mais poderosos, bem como designs sem haste que fornecem comprimentos de curso como cilindros convencionais em uma pegada muito menor. Cada tipo de atuador e suas variações oferecem um conjunto único de características e vantagens baseadas nas aplicações que servem. Vamos dar uma olhada mais de perto em alguns dos tipos mais comuns:

Cilindros de perfil e tirante são soluções universais comprovadas que fornecem precisão e força regulada mesmo em aplicações com altos requisitos de força e longos comprimentos de curso. Robustos, confiáveis e altamente configuráveis, são frequentemente usados em aplicações de automação geral, e vêm em numerosos designs para atender a uma ampla gama de aplicações, necessidades e orçamentos. Disponíveis em construções de alumínio, aço e aço inoxidável, estes cilindros são tipicamente fabricados nos padrões dimensionais NFPA e ISO para simplificar instalação e intercambialidade mundial.

Da esquerda para a direita: Cilindros Pneumáticos AVENTICS Série PRA (perfil) e TRB (tirante) ISO 15552, Cilindros Pneumáticos AVENTICS Série TM5 TaskMaster, A e PPT NFPA, todos da Emerson.

Cilindros mini e de corpo redondo vêm em uma ampla gama de tamanhos, resistências e propriedades, o que os torna excelentes soluções para muitas aplicações diferentes. São leves, altamente personalizáveis, acessíveis e fornecem controle de força infinitamente ajustável, tornando-os ideais para aplicações de pequeno manuseio e indústria alimentícia. Primariamente não reparáveis, estes cilindros tipicamente terão tampas de extremidade de alumínio ou polímero crimpadas a um tubo de aço inoxidável, o que os torna uma solução atraente, popular e custo-efetiva para aplicações básicas de empurrar e posicionar. Alguns modelos apresentam construção totalmente em aço inoxidável para resistir a ambientes cáusticos ou corrosivos. Designs higiênicos com superfícies limpas e lisas também estão disponíveis para prevenir acúmulo de sujeira ou bactérias em aplicações com requisitos rigorosos de limpeza.

O design compacto e robusto do cilindro mini AVENTICS Série MNI da Emerson oferece durabilidade duradoura em uma pegada pequena.

Cilindros de curso curto e compactos são mais curtos que cilindros pneumáticos padrão em até 50% ou 60%, mas fornecem a mesma potência concentrada, precisão e confiabilidade. Seu tamanho permite que se encaixem perfeitamente em praticamente qualquer ambiente de máquina onde espaço de instalação é limitado, tornando-os ótimos para aplicações de manufatura, embalagem, paletização, semicondutores e robótica. São fáceis de montar e disponíveis em modelos de ação simples e dupla, bem como versões não rotativas.

Cilindros sem haste não têm haste de pistão, o que elimina o risco de dobra ou flambagem da haste quando comparados a cilindros convencionais. Oferecem alta funcionalidade e força de acionamento em uma pequena quantidade de espaço e vêm em uma ampla gama de tamanhos e designs, tornando-os fundamentais para tecnologia de manuseio automatizado. Muitos cilindros sem haste incorporam recursos de guiamento de carga como mancais deslizantes dentro do cilindro ou trilhos externos com blocos corredores para suportar cargas pesadas com alta precisão repetitiva. A série AVENTICS RTC da Emerson apresenta um pistão de formato oval que fornece grande resistência a cargas laterais e um design de altura total baixa. Aplicações comuns variam de fluxo de material a abridores de porta e de processos de corte e acionamento a aplicações de manuseio de material envolvendo cargas leves a pesadas.

Além dos atuadores pneumáticos mencionados acima, também existem atuadores pneumáticos especializados como foles (molas de ar), garras, cilindros de válvula guilhotina, atuadores rotativos cremalheira-pinhão, cilindros de rosca, cilindros de diafragma flexível e numerosos outros.

Foles são um tipo de atuador sem haste que fornecem altas forças em pequenos espaços de instalação e são incrivelmente de baixa manutenção quando comparados a cilindros convencionais, pois não requerem partes móveis mecânicas. Versões convolutas são a variante mais popular e apresentam um corpo de borracha natural corrugado tornando o produto ideal para aplicações de isolamento de vibração, choque e ruído, embora também possam ser usados para tensionamento, elevação e prensagem.

Garras oferecem movimento paralelo ou angular e são comumente usadas para fixação de peças, pick-and-place e aplicações de braço robótico.

Cilindros de válvula guilhotina são especificamente projetados para automatizar válvulas guilhotina comumente encontradas em mineração e processamento mineral, energia, celulose e papel, águas residuais e indústrias químicas.

Atuadores rotativos cremalheira-pinhão consistem de um pistão e cremalheira que se movem linearmente e causam uma engrenagem pinhão e eixo de saída a rotacionar. São comumente usados para abrir e fechar válvulas ou amortecedores e fornecem alto torque e ângulos de rotação ajustáveis.

Cilindros de rosca são primariamente usados para tensionamento e posicionamento de pequenos componentes e, devido ao seu design roscado, podem ser instalados diretamente em ambientes de trabalho sem ocupar espaço.

Cilindros de diafragma flexível são virtualmente sem atrito e podem ser acionados em baixa pressão para fornecer balanceamento preciso de forças, especialmente em sistemas finamente ajustados.

Com tantos tipos de atuadores pneumáticos e opções para escolher, pode parecer assustador encontrar o produto certo para sua aplicação. Embora existam muitos fatores a considerar, ferramentas online como o AVENTICS CylinderFinder da Emerson visam simplificar a seleção de um atuador baseado em parâmetros de aplicação e características desejadas do produto.

Para mais informações sobre para que atuadores pneumáticos são usados e para encontrar o certo para sua aplicação, visite www.emerson.com/aventics.