Como o Amortecimento Melhora o Desempenho e Longevidade de Cilindros Pneumáticos

Por Josh Adkins Especialista em Marketing de Produto, Atuadores, da Emerson

Amortecimento não é um conceito novo em potência de fluido, mas é significativo pois pode influenciar vida útil e desempenho de máquinas. Amortecimento é geralmente requerido em cilindros para desacelerar a carga que o pistão está movendo. Sem ele, o pistão pode atingir a tampa final do cilindro. A força deste impacto pode causar choque, vibração e oscilações que se estendem ao resto da máquina. Estes efeitos negativos podem perturbar a precisão do cilindro, criar ruído excessivo e desgastar prematuramente o cilindro e seus componentes. Amortecimento final diminui a taxa de deslocamento do cilindro antes que o pistão atinja a tampa final, reduzindo choque de impacto e estresse nos componentes.

O que é amortecimento?  

Amortecimento pode tomar várias formas. Você pode usar amortecedores de choque externos, amortecimento de impacto simples com um amortecedor elástico, amortecimento pneumático embutido, ou uma combinação de tecnologias de amortecimento.

Para que o amortecimento funcione efetivamente, o nível de amortecimento deve ser ajustado otimamente para a aplicação dada. Se não há amortecimento suficiente, o choque de impacto é maior quando o pistão atinge a tampa final com consequências negativas diretas para a vida útil do cilindro e partes mecânicas anexadas a ele. Se há muito amortecimento, leva mais tempo para o pistão percorrer o comprimento do cilindro, o que então afeta negativamente o tempo de ciclo e reduz a saída da máquina.

Quando o amortecimento pneumático é ajustado corretamente, a direção do deslocamento do pistão é uniforme durante toda a sequência de amortecimento e a velocidade do pistão é exatamente zero quando atinge o final de seu curso. Isso é chamado de amortecimento ideal.

Para visualizar mais facilmente, amortecimento ideal é alcançado quando o pistão não quica nada. Quando o pistão não quica, fornece o menor tempo de curso possível e não estressa o cilindro. Contato da tampa final produz um som negligenciável, e o tempo total de ciclo é otimizado.

Benefícios do amortecimento ideal

Amortecimento ideal em cilindros pneumáticos fornece vários benefícios notáveis.

Cilindros ajustados otimamente podem aumentar produtividade, bem como economizar custos e energia. Minimizando choque, vibração e oscilações no sistema, amortecimento ideal estende a vida operacional do cilindro e seus componentes. Isso reduz manutenção, tempo de inatividade da máquina e custos de substituição. Também cria um ambiente de trabalho mais silencioso para operadores e melhora o tempo total de ciclo de trabalho. Tempos de ciclo reduzidos aumentam a produtividade do usuário final, o que dá aos OEMs uma vantagem competitiva.

Outro benefício chave é maior precisão, particularmente em aplicações pick-and-place que requerem precisão absoluta quando o cilindro atinge sua posição final.

Amortecimento pneumático ideal é crítico para aplicações que requerem precisão absoluta e operação suave.

Como alcançar amortecimento ideal  

Para otimizar o nível de amortecimento para uma aplicação específica, você precisará confirmar alguns parâmetros do cilindro. Estes são pressão de operação, massa da carga e velocidade do pistão. Se dimensionado corretamente para a aplicação, cada cilindro tem uma configuração de amortecimento ideal para uma dada massa e pressão de operação. Além de medições para estes parâmetros, você também precisará do gráfico de amortecimento do fabricante do cilindro pneumático ou do sistema de cálculo online do fabricante do cilindro pneumático.

Uma vez que você tem as medições, o primeiro passo é garantir que a velocidade do pistão corresponde à especificada no gráfico de amortecimento ou no sistema de cálculo online.

A velocidade do pistão deve ser ajustada corretamente em todos os casos. Você obterá os melhores resultados instalando válvulas de controle de fluxo diretamente nas portas de conexão nas extremidades do cilindro. Isso fornece uma vazão de entrada livre enquanto permite ajustar a pressão de saída modificando a área da porta de exaustão com um parafuso de ajuste. Ou você pode usar válvulas de controle direcional com restritores integrais em vez disso.

Como pode ser difícil detectar a velocidade do pistão à vista, você pode anexar um auxílio eletrônico, como o Medidor de Tempo de Velocidade (VTM) AVENTICS da Emerson, ao lado de fora do tubo do cilindro. Este medidor pode determinar a velocidade real do pistão rápida e facilmente, bem como medir o tempo para todas as sequências em um ciclo de cilindro pneumático.

É importante lembrar que qualquer mudança na pressão de operação, massa e velocidade requer reajuste do amortecimento. Uma vez que o amortecimento é ideal, estas condições de estado estacionário devem permanecer as mesmas. Também é importante lembrar que ajuste preciso de amortecimento final requer experiência, intuição e, às vezes, paciência.

Também tenha em mente que em algumas aplicações, amortecimento ideal simplesmente não é alcançável devido ao design inerente da máquina ou aplicação. No entanto, na maioria dos casos, o desempenho do amortecimento ainda pode ser melhorado seguindo os passos acima.

Como alcançar amortecimento ideal mais rápido e fácil

Existem também ferramentas úteis de ajuste de amortecimento que tiram parte da adivinhação do amortecimento final de curso ideal. Ferramentas eletrônicas de sensor, como a Ferramenta de Ajuste de Amortecimento (CAT) AVENTICS, tornam o ajuste de amortecimento final mais rápido, simples e preciso. Em apenas alguns passos fáceis, você pode garantir que o amortecimento final do seu cilindro pneumático está ajustado às configurações corretas. Um benefício adicional é que ajustes são reproduzíveis, independentemente de influências externas.

Para usar o CAT, você apenas fixa o sensor no cilindro e liga. Então, você pode ver todas as funções em um grande display LED e ajustar conforme necessário. O app opcional AVENTICS (Android/iOS) pode graficamente fornecer informações adicionais sobre velocidade do pistão e características de amortecimento também. Quando o amortecimento é ideal, você recebe uma luz verde. O display mostra um semáforo que vai de vermelho para amarelo para verde conforme você ajusta e também indica em qual direção ajustar o parafuso de amortecimento para melhorar o desempenho do amortecimento.

Se você tem perguntas sobre amortecimento pneumático ou quer saber mais, visite emerson.com/aventics.

A Ferramenta de Ajuste de Amortecimento (CAT) da Série AVENTICS da Emerson e o app opcional AVENTICS tornam o ajuste de amortecimento final de cilindro pneumático fácil, rápido e preciso.