Sistemas e componentes pneumáticos:um guia industrial | Trimantec

Sistemas pneumáticos industriais e seus componentes podem parecer conceitos complexos de entender. No entanto, sua função e seus componentes são simples de entender depois que você detalha cada tipo de dispositivo. Muitas indústrias favorecem equipamentos pneumáticos e os integram em suas máquinas porque é uma maneira fácil de manter os custos de manutenção baixos e manter suas máquinas funcionando por mais tempo.

Nosso guia explicará como os sistemas pneumáticos industriais funcionam, destacará seus benefícios e limitações e ajudará você a entender os componentes principais. Portanto, se você deseja substituir uma válvula defeituosa ou projetar um sistema de automação industrial do zero, este guia é um ponto de partida perfeito.





Índice:

Como funcionam os sistemas pneumáticos industriais?

Vantagens dos sistemas pneumáticos

Limitações dos Sistemas Pneumáticos

Manutenção do Sistema Pneumático

Tipos de rosca para componentes pneumáticos

Componentes Pneumáticos em Automação Industrial

Cilindros Pneumáticos e Atuadores

Válvulas de controle pneumático

Componentes de preparação de ar

Sistemas Lógicos Pneumáticos

Acessórios pneumáticos

Como funcionam os sistemas pneumáticos industriais?

Se você já usou uma bomba de bicicleta, então viu a aplicação básica da pneumática. Muitas empresas hoje incorporam pneumática industrial em suas máquinas. Eles se tornaram tão populares que você pode encontrá-los em itens do dia a dia, como pistolas de pregos e aspiradores de pó.

Um sistema pneumático é uma máquina que usa ar pressurizado para controlar movimentos como segurar, mover e formar materiais juntos. O equipamento pneumático depende principalmente de grandes quantidades de ar comprimido para funcionar. É importante para muitas máquinas transportar e manter uma produção de ar constante.

Em geral, a maioria dos sistemas pneumáticos é composta por:

1. Compressor
2. Receptor
3. Válvulas
4. Atuadores

Compressor

Um compressor de ar é uma ferramenta pneumática que converte o ar que respiramos em ar comprimido. O ar pressurizado é então usado em todo o sistema pneumático. Normalmente, o compressor de ar é abastecido por um tanque de gás que força o ar para dentro do sistema para produzir ar pressurizado. Existem muitos tipos de compressores de ar disponíveis para atender a pressão e vazão de ar desejadas. Os diferentes tipos de compressores de ar disponíveis são pistão, rotativo, centrífugo e fluxo axial.

Receptor

Os receptores de ar são o que seu nome indica. Ele recebe o ar do compressor e o armazena em um tanque maior chamado reservatório de ar. O reservatório de ar pode suavizar o fluxo de ar e mantê-lo fresco à medida que entra no tanque. Um tanque grande é capaz de dissipar o calor muito mais rapidamente do que um tanque menor. Para compensar a perda de ar, o reservatório de ar armazena o ar comprimido sob pressão mais alta. Isso garante a entrega da energia necessária necessária.

Válvulas de ar

As válvulas de ar são um componente pneumático importante porque param e mudar a direção do ar. Eles controlam a direção do fluxo de ar para mover o atuador. Os sistemas pneumáticos podem transportar uma ou várias válvulas. Estes podem ser manuais como uma válvula de pé ou podem ser elétricos como uma válvula solenóide.

Atuadores Pneumáticos

Os atuadores são simplesmente os "movimentadores" ou o movimento necessário do sistema pneumático. Esses dispositivos de saída podem estar no forma de cilindros de ar ou mesmo braços robóticos que movem e levantam materiais ou brocas.A maioria dos atuadores se move em um caminho linear reto.

Preparação do Ar

Para maximizar o desempenho do seu sistema pneumático industrial, a preparação de ar é necessária. Manter o ar limpo e seco em todo o seu sistema pneumático prolongará sua vida útil. Aplicações industriais como fixação, posicionamento e elevação requerem ar constante de alta qualidade em todo o sistema. A preparação de ar adequada inclui componentes como filtros, reguladores e, às vezes, lubrificadores.
 Diagrama de um sistema pneumático industrial

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Vantagens dos sistemas pneumáticos

Como mencionado anteriormente, o uso de pneumática industrial é uma maneira fácil de manter os custos de manutenção baixos e manter suas máquinas funcionando por mais tempo. No entanto, esses são apenas alguns benefícios dos equipamentos pneumáticos.

O uso de componentes pneumáticos oferece as seguintes vantagens:

1. Simplicidade de projeto e controle – As máquinas são facilmente projetadas usando cilindros padrão e outros componentes e operam por meio de um simples controle liga-desliga.
2. Confiabilidade – Como o gás é compressível, o equipamento pneumático é menos propenso a danos por choque. O gás absorve força excessiva, enquanto o fluido hidráulico transfere força diretamente. O gás comprimido pode ser armazenado para que as máquinas ainda funcionem por um tempo se houver falta de energia elétrica.
3. Segurança – Há uma chance muito baixa de incêndio em comparação com o óleo hidráulico. Além disso, as máquinas mais novas geralmente são seguras contra sobrecarga.

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Limitações de Sistemas Pneumáticos

Embora os sistemas pneumáticos industriais ofereçam muitas vantagens sobre os sistemas hidráulicos, eles têm algumas limitações.

1. Propenso a vazamentos:é aqui que as verificações de manutenção preventiva de rotina podem evitar muitas dores de cabeça. Se você mantiver um cronograma de manutenção regular, detectará vazamentos antes que eles se tornem problemas substanciais.
2. Manutenção e reparos:a pneumática industrial geralmente armazena pressão em seus tubos por longos períodos de tempo e pode tornar os reparos um pouco mais complicados. O sistema deve ser despressurizado corretamente antes de iniciar qualquer reparo.
3. Sensibilidade:seu equipamento pneumático precisará de um espaço onde possa operar sem perturbações. Os sistemas pneumáticos são sensíveis às mudanças de temperatura e vibração.

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Manutenção do Sistema Pneumático

A manutenção preventiva de sistemas pneumáticos é importante para obter o melhor desempenho do seu equipamento. A verificação regular do estado do equipamento pneumático ajuda a detectar o desgaste antes que se torne um problema.

Um problema de manutenção comum com pneumática industrial é o vazamento de ar. Detectar isso antecipadamente pode salvar seu sistema de sobrecarga, desperdício de ar comprimido, aumento dos custos operacionais e até perda de qualidade na produção. Às vezes, o vazamento é detectável simplesmente ouvindo a perda de ar dentro do sistema pneumático. Alternativamente, você pode usar uma solução de água e sabão, borrifá-la no sistema e procurar bolhas de ar. Consertar vazamentos de ar pode ser tão fácil quanto apertar conexões. Em casos principais, a substituição de uma peça quebrada pode ser necessária.

Interessado em saber mais sobre manutenção preventiva para seus equipamentos pneumáticos? Nosso blog de manutenção preventiva é um ótimo recurso.

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Tipos de rosca para componentes pneumáticos 

Antes de mergulhar nos vários tipos de equipamentos pneumáticos, gostaríamos de mencionar os tipos de rosca. Componentes como válvulas de ar e cilindros de ar geralmente têm portas rosqueadas. Com muitas marcas, você tem três opções:tipo de rosca NPT, PT ou G (BSPP). Se o seu equipamento é originário da China, 9 em cada 10 vezes você precisará de roscas PT. Se foi fabricado na América do Norte, você pode usar roscas NPT com segurança. Pode ser necessário consultar o manual do usuário para encontrar essas informações ou entrar em contato com o fabricante original do equipamento.

Outras opções alternativas incluem o uso de diferentes acessórios ou fita de vedação de rosca. Para saber como identificar com precisão qualquer tipo de encadeamento, confira nosso Guia de identificação de encadeamentos.

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Componentes Pneumáticos em Automação Industrial

Os sistemas pneumáticos oferecem uma infinidade de benefícios para os usuários finais, técnicos e engenheiros. Portanto, defendemos a integração de sistemas pneumáticos industriais em soluções de automação. Dê uma olhada em um build de automação personalizado com componentes pneumáticos em ação.


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Cilindros e atuadores pneumáticos

Cilindros e atuadores pneumáticos movem uma carga usando ar pressurizado armazenado dentro de um pistão ou diafragma. Dependendo da direção da carga, você precisará de um cilindro de ar ou de um atuador rotativo.

Cilindros de ar

Cilindros de ar movem uma carga em linha reta usando uma haste de pistão. O ar comprimido empurra ou puxa a haste do pistão para dentro e para fora do cilindro. Dois parâmetros-chave para cilindros de ar incluem curso e tamanho do furo. Curso refere-se à distância que o pistão ou haste do cilindro se estende quando é acionado. Furo refere-se ao diâmetro do cilindro pneumático. Quanto maior o tamanho do furo, mais pressão ou força o cilindro pode exercer.
Exemplo de cilindro guiado em ação



Tipos de cilindros de ar:

• Os cilindros de ar de ação simples usam uma porta de ar comprimido para empurrar ou puxar a haste em uma única direção. A haste então retorna através da ação da mola.
• Os cilindros de ar de dupla ação usam portas de ar comprimido em ambas as extremidades do cilindro para estender e retrair a haste.

Existem algumas opções ao comprar cilindros de ar que permitem personalizá-los ainda mais para sua aplicação. Por exemplo, as almofadas permitem uma operação mais silenciosa do pistão. Além disso, muitos dos modelos de cilindros em nosso site têm várias opções de montagem disponíveis.

Atuadores rotativos

Atuadores rotativos giram objetos em torno de um eixo. Eles usam ar comprimido que produz torque contínuo.

Muitos atuadores rotativos têm um design duplo de pinhão e cremalheira. O ar entra através de uma porta que empurra o pistão linearmente, o que faz com que os dentes da engrenagem da cremalheira conectada se encaixem nos dentes do pinhão circular e girem o eixo do pinhão em até 360 graus.

Os atuadores rotativos também vêm com amortecimento que permite uma operação mais silenciosa.

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O atuador rotativo à direita permite que a plataforma da máquina gire.

 

Válvulas de controle pneumáticas

As válvulas pneumáticas, também conhecidas como válvulas de ar, ajudam a parar e iniciar o fluxo de ar na pneumática industrial. Estes podem ser manuais como uma válvula de pé ou podem ser elétricos como uma válvula solenóide.

Válvulas solenoides pneumáticas

Estas válvulas de controle direcional elétrico param, iniciam ou alteram a direção do fluxo de ar aplicando eletricidade ao solenóide. Para saber mais sobre os diferentes tipos de válvulas solenoides, acesse nossa postagem no blog Válvulas solenoides 101 .

Tipos de válvulas solenoides:

• Válvulas de ação direta "diretamente" usam a fonte de alimentação do eletroímã para abrir e fechar a válvula.
• Válvulas operadas por piloto usam a energia eletromagnética combinada com a pressão do fluxo de ar/líquido/gás para abrir e fechar a válvula.

Válvulas de controle de fluido

Válvulas de controle de fluido controlam o fluxo crítico de fluidos, incluindo ar, gás, água, óleo, vapor e outros líquidos . A aplicação de eletricidade ao solenóide pára, inicia ou muda rapidamente a direção do fluxo do fluido.

Válvulas manuais e válvulas mecânicas

Válvulas manuais e mecânicas iniciam, param ou alteram a direção do fluxo de ar por acionamento manual ou mecânico. Um exemplo seria uma válvula de pé manual que atuava pressionando um pedal.

Válvulas de retenção e válvulas de controle de fluxo

Exemplos de válvulas de propósito especial incluem válvulas de retenção e válvulas de controle de fluxo. As válvulas de retenção, também conhecidas como válvulas de retenção, permitem que o fluido flua apenas em uma direção. Uma válvula de controle de fluxo regula o fluxo ou a pressão de um fluido.

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Componentes de preparação de ar

Os produtos de preparação de ar ajudarão a manter o ar da sua pneumática industrial limpo e seco. O uso de uma combinação de filtros de ar, reguladores e lubrificadores ajudará na longevidade do seu sistema.

Filtros de Ar Pneumáticos

Os filtros de ar pneumáticos recebem o primeiro suprimento de ar e reduzem os contaminantes e a umidade encontrados no tanque de ar comprimido. Diferentes tamanhos estão disponíveis dependendo das necessidades da sua máquina. Você pode filtrar contaminantes tão pequenos quanto 0,3 mícrons. Os filtros de ar devem ser substituídos a cada 4-6 meses e requerem cuidados preventivos.

Reguladores de pressão de ar

Os reguladores de pressão de ar controlarão a pressão a jusante depois que o ar estiver limpo e seco dos filtros de ar pneumáticos. Os reguladores de ar só devem ser usados ​​para regular a pressão a jusante.

Lubrificadores de ar

Os lubrificadores pneumáticos adicionam uma pequena quantidade de óleo ao fluxo de ar comprimido para reduzir o atrito. Os lubrificadores são uma adição importante ao seu sistema pneumático para manter sua máquina operando com eficiência. Os lubrificadores estão disponíveis em diferentes tamanhos de porta e tipos de rosca.

Unidades de Combinação de Lubrificador Regulador de Filtro

Sistemas de preparação de ar, como unidades combinadas FRL, também estão disponíveis para incluir filtros, reguladores e lubrificadores em um único sistema. Esta unidade de 3 peças garantirá uma regulação precisa da pressão, reduzirá a umidade e induzirá a quantidade de óleo apropriada para a preparação adequada do ar. Unidades combinadas como essas ajudam a reduzir custos e economizar espaço.

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Sistemas de Lógica Pneumática

Os sistemas lógicos pneumáticos também são chamados de controles lógicos de ar. Esses sistemas são usados ​​para controlar processos industriais e adquirir dados de máquina.

A lógica do ar pode executar quase qualquer função normalmente manipulada por relés, pressostatos ou interruptores de vácuo, atrasos de tempo, contadores e interruptores de limite. Embora o design seja semelhante, o ar comprimido é o meio de controle em vez da corrente elétrica.

Um dos usos mais comuns é a contagem pneumática. Um contador pneumático pode fornecer dados valiosos do equipamento. Alguns dispositivos mecânicos ou elétricos podem ser impraticáveis ​​ou inconvenientes, dependendo da aplicação.

Por exemplo, o contador pneumático AC-6 da linha de controle pode fornecer registro de eventos, contagem de peças ou peças ou contagem de ciclos completos. Os dados podem ser monitorados e usados ​​para fins de produção ou na implementação de um plano de manutenção preventiva. Para obter mais orientações sobre como usar um sistema de lógica pneumática, nosso blog Air Logic fornece informações mais detalhadas.

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Acessórios Pneumáticos

Os acessórios pneumáticos ajudam você a personalizar e adaptar o equipamento pneumático aos requisitos do seu sistema. Abaixo estão alguns acessórios comuns e como você pode incorporá-los às suas peças pneumáticas.


 

Silenciadores Pneumáticos

Os silenciadores de exaustão reduzem os níveis de ruído dos equipamentos pneumáticos em operação. Isso melhora o conforto do usuário e protege o sistema contra contaminantes invasores.

Sensores de posição do cilindro de ar

Os sensores de posição são comumente usados ​​com cilindros de ar. Eles detectam o movimento de um objeto e o convertem em sinais adequados para processamento, transmissão ou controle.

Manômetros de pressão de ar

Em sistemas pneumáticos, a pressão é medida em muitos locais em todo o sistema. Manômetros pneumáticos fornecem leituras de pressão para uso em aplicações industriais e comerciais.

Drenos de perna por gotejamento

Pernas de gotejamento, também conhecidas como drenos de condensado, capturam condensado e umidade em sistemas de ar comprimido.

Coletores de válvula de ar

Os coletores de ar permitem um ponto de junção conveniente para a distribuição de fluidos ou gases. Eles são usados ​​para fornecer energia pneumática a dois ou mais locais para fornecer várias ferramentas.

Bobinas solenoides

Use bobinas sobressalentes para trocar uma bobina danificada ou para converter o nível de tensão de uma válvula solenoide adquirida anteriormente.

Blocos de distribuição

Os blocos de distribuição pneumática fornecem locais de porta convenientes para peças de preparação de ar, transdutores e outros componentes.

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Esperamos que este Guia de Componentes Pneumáticos tenha ajudado a esclarecer qualquer confusão entre os diferentes tipos de pneumáticos. Cilindros e válvulas podem ser especialmente confusos com toda a terminologia variada. Se precisar de ajuda para encontrar uma peça pneumática adequada para o seu equipamento, entre em contato conosco hoje pelo telefone (336) 767-1379. Ou envie um e-mail para nosso representante de vendas em [email protected].