Dominando Sistemas e Componentes Pneumáticos Industriais – Trimantec

Sistemas pneumáticos industriais e seus componentes podem parecer conceitos complexos de entender. No entanto, sua função e componentes são simples de compreender quando se detalha cada tipo de dispositivo. Muitas indústrias favorecem equipamentos pneumáticos e os integram em suas máquinas porque é uma maneira fácil de manter 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. Seja você procurando substituir uma válvula defeituosa ou projetar um sistema de automação industrial do zero, este guia é um ponto de partida perfeito.

Sumário:

• Como Funcionam os Sistemas Pneumáticos Industriais?
• Vantagens dos Sistemas Pneumáticos
• Limitações dos Sistemas Pneumáticos
• Manutenção de Sistemas Pneumáticos
• Tipos de Rosca para Componentes Pneumáticos
• Componentes Pneumáticos na Automação Industrial
• Cilindros e Atuadores Pneumáticos
• Válvulas de Controle Pneumáticas
• Componentes de Preparação de Ar
• Sistemas Lógicos Pneumáticos
• Acessórios Pneumáticos

Como Funcionam os Sistemas Pneumáticos Industriais?

Se você já usou uma bomba de bicicleta, viu a aplicação básica da pneumática. Muitas empresas hoje incorporam pneumática industrial em suas máquinas. Tornaram-se tão populares que você pode encontrá-las em itens cotidianos como pistolas de prego e aspiradores de pó.

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

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

1. Compressor
2. Reservatório (Receiver)
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. Geralmente, o compressor de ar é alimentado por um tanque de gás que força ar no sistema para produzir ar pressurizado. Existem muitos tipos de compressores de ar disponíveis para atender à pressão e vazão desejadas. Os diferentes tipos são: pistão, rotativo, centrífugo e fluxo axial.

Reservatório (Receiver)

Receptores de ar são o que o nome indica. Recebem ar do compressor e o armazenam em um tanque maior chamado receptor de ar. O receptor pode suavizar o fluxo de ar e mantê-lo frio ao entrar no tanque. Um tanque grande é capaz de dissipar calor muito mais rapidamente que um tanque menor. Para compensar a perda de ar, o receptor armazena o ar comprimido sob pressão mais alta. Isso garante a entrega da energia necessária.

Válvulas de Ar

Válvulas de ar são um componente pneumático importante porque param e mudam a direção do ar. Elas controlam a direção do fluxo de ar para mover o atuador. Sistemas pneumáticos podem ter uma ou várias válvulas. Estas podem ser manuais, como uma válvula de pedal, ou elétricas, como uma válvula solenoide.

Atuadores Pneumáticos

Atuadores são simplesmente os "movimentadores" ou o movimento requerido do sistema pneumático. Esses dispositivos de saída podem ser na forma de cilindros de ar ou até braços robóticos que movem e levantam materiais ou brocas. A maioria dos atuadores move-se em um caminho linear reto.

Preparação de Ar

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

Diagrama de um sistema pneumático industrial

Vantagens dos Sistemas Pneumáticos

Como mencionado antes, usar pneumática industrial é uma maneira fácil de manter custos de manutenção baixos e manter suas máquinas funcionando por mais tempo. No entanto, estes são apenas alguns benefícios dos equipamentos pneumáticos.

Usar componentes pneumáticos oferece as seguintes vantagens:

1. Simplicidade de projeto e controle – Máquinas são facilmente projetadas usando cilindros padrão e outros componentes e operam via controle simples liga/desliga.
2. Confiabilidade – Como o gás é compressível, equipamentos pneumáticos são menos propensos a danos por choque. O gás absorve força excessiva, enquanto o fluido em hidráulica transfere força diretamente. Gás comprimido pode ser armazenado, então máquinas ainda funcionam por um tempo se a energia elétrica for perdida.
3. Segurança – Há chance muito baixa de incêndio comparado a óleo hidráulico. Além disso, máquinas mais novas são geralmente seguras contra sobrecarga.

Limitações dos Sistemas Pneumáticos

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

1. Propensos a vazamentos: É aqui que verificações de manutenção preventiva de rotina podem poupar muitas dores de cabeça. Se você mantiver um cronograma regular de manutenção, pegará vazamentos antes que se tornem problemas substanciais.
2. Manutenção e reparos: Pneumática industrial frequentemente armazena pressão em seus tubos por longos períodos e pode tornar 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. Sistemas pneumáticos são sensíveis a mudanças de temperatura e vibração.

Manutenção de Sistemas Pneumáticos

Manutenção preventiva para sistemas pneumáticos é importante para obter o melhor desempenho do seu equipamento. Verificar regularmente o estado do equipamento pneumático ajuda a detectar desgaste antes que se torne um problema.

Um problema comum de manutenção com pneumática industrial é vazamento de ar. Detectar isso cedo pode salvar seu sistema de sobrecarga, ar comprimido desperdiçado, custos operacionais aumentados e até perda de qualidade de produção. Às vezes, o vazamento é detectável simplesmente ouvindo a perda de ar dentro do sistema. Alternativamente, você pode usar uma solução de água e sabão, borrifar no sistema e procurar bolhas de ar. Corrigir vazamento de ar pode ser tão fácil quanto apertar conexões. Em casos maiores, substituir uma peça quebrada pode ser necessário.

Interessado em aprender mais sobre manutenção preventiva para seu equipamento pneumático? Nosso blog de Manutenção Preventiva é um ótimo recurso.

Tipos de Rosca para Componentes Pneumáticos

Antes de mergulhar nos vários tipos de equipamentos pneumáticos, gostaríamos de mencionar tipos de rosca. Componentes como válvulas de ar e cilindros de ar frequentemente têm portas roscadas. Com muitas marcas, você tem três opções: NPT, PT ou G (BSPP). Se seu equipamento é originalmente da China, 9 em 10 vezes você precisará de roscas PT. Se foi fabricado na América do Norte, você está seguro com roscas NPT. Pode ser necessário consultar o manual do usuário para encontrar essa informação ou contatar o fabricante original.

Outras opções alternativas incluem usar diferentes conexões ou fita de vedação de rosca. Para aprender como identificar com precisão qualquer tipo de rosca, confira nosso Guia de Identificação de Rosca.

Componentes Pneumáticos na Automação Industrial

Sistemas pneumáticos oferecem uma multiplicidade de benefícios para usuários finais, técnicos e engenheiros. Portanto, defendemos a integração de sistemas pneumáticos industriais em soluções de automação. Veja uma automação personalizada com componentes pneumáticos em ação.

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 atuador rotativo.

Cilindros de Ar

Cilindros de ar movem uma carga em linha reta usando uma haste de pistão. Ar comprimido empurra ou puxa a haste do pistão para dentro e para fora do corpo do cilindro. Dois parâmetros-chave para cilindros de ar incluem curso e diâmetro (bore). Curso refere-se à distância que o pistão ou haste do cilindro estende quando acionado. Diâmetro refere-se ao diâmetro do cilindro pneumático. Quanto maior o diâmetro, mais pressão ou força o cilindro pode exercer.

Exemplo de cilindro guiado em ação

Tipos de cilindros de ar:

• Cilindros de ação simples usam uma porta de ar comprimido para empurrar ou puxar a haste em uma única direção. A haste retorna via ação de mola.
• Cilindros de ação dupla 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 para sua aplicação. Por exemplo, amortecedores permitem operação mais silenciosa do pistão. Além disso, muitos 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 design de cremalheira e pinhão duplo. Ar entra através de uma porta que empurra o pistão linearmente, o que faz com que os dentes da cremalheira conectada engatem com os dentes do pinhão circular e girem o eixo do pinhão até 360 graus.

Atuadores rotativos também vêm com amortecimento que permite operação mais silenciosa.

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

Válvulas de Controle Pneumáticas

Válvulas pneumáticas, também conhecidas como válvulas de ar, ajudam a parar e iniciar o fluxo de ar na pneumática industrial. Estas podem ser manuais como uma válvula de pedal ou elétricas como uma válvula solenoide.

Válvulas Solenoides Pneumáticas

Estas válvulas de controle direcional elétricas param, iniciam ou mudam a direção do fluxo de ar aplicando eletricidade ao solenoide. Para saber mais sobre os diferentes tipos de válvulas solenoides, acesse nossa postagem Solenoides 101.

Tipos de válvulas solenoides:

• Válvulas de ação direta usam "diretamente" a alimentação do eletroímã para abrir e fechar a válvula.
• Válvulas pilotadas usam a potência eletromagnética combinada com a pressão do ar/líquido/gás fluindo 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. Aplicando eletricidade ao solenoide, para, inicia ou muda rapidamente a direção do fluxo do fluido.

Válvulas Manuais e Mecânicas

Válvulas manuais e mecânicas iniciam, param ou mudam a direção do fluxo de ar via atuação manual ou mecânica. Um exemplo seria uma válvula de pedal manual acionada 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. Válvulas de retenção, também conhecidas como válvulas de retenção, permitem apenas que o fluido flua em uma direção. Uma válvula de controle de fluxo regula o fluxo ou pressão de um fluido.

Componentes de Preparação de Ar

Produtos de preparação de ar ajudarão a manter o ar de sua pneumática industrial limpo e seco. Usar uma combinação de filtros, reguladores e lubrificadores ajudará na longevidade do seu sistema.

Filtros de Ar Pneumáticos

Filtros de ar pneumáticos recebem o primeiro suprimento de ar e reduzem contaminantes e 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. Filtros de ar devem ser substituídos a cada 4-6 meses e requerem cuidados preventivos.

Reguladores de Pressão de Ar

Reguladores de pressão de ar controlarão a pressão a jusante após o ar ser limpo e seco pelos filtros de ar pneumáticos. Reguladores de ar devem ser usados apenas para regular pressão a jusante.

Lubrificadores de Ar

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

Unidades Combinadas Filtro-Regulador-Lubrificador (FRL)

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

Sistemas Lógicos Pneumáticos

Sistemas lógicos pneumáticos também são chamados de controles lógicos de ar. Esses sistemas são usados para controlar processos industriais e adquirir dados de máquinas.

A lógica de ar pode realizar quase qualquer função normalmente tratada por relés, interruptores de pressão ou vácuo, atrasos de tempo, contadores e chaves de fim de curso. Embora o design seja semelhante, ar comprimido é o meio de controle em vez de corrente elétrica.

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

Por exemplo, o Contador Pneumático AC-6 da Control Line pode fornecer registro de eventos, contagem de peças ou partes, ou contagem de ciclo completo. Os dados podem ser monitorados e usados para fins de produção ou na implementação de um plano de manutenção preventiva. Para mais orientação sobre uso de sistema lógico pneumático, nosso blog de Lógica de Ar dá informações mais aprofundadas.

Acessórios Pneumáticos

Acessórios pneumáticos ajudam você a personalizar e adaptar equipamentos pneumáticos aos requisitos do seu sistema. Abaixo estão alguns acessórios comuns e como você pode incorporá-los com suas peças pneumáticas.

Silenciadores Pneumáticos

Silenciadores de escape reduzem os níveis de ruído de equipamentos pneumáticos durante a operação. Isso melhora o conforto do usuário e protege o sistema de contaminantes intrusos.

Sensores de Posição de Cilindro de Ar

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. Manômetros pneumáticos fornecem leituras de pressão para uso em aplicações industriais e comerciais.

Drenos de Perna de Gotejamento

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

Manifolds de Válvulas de Ar

Manifolds de ar permitem um ponto de junção conveniente para distribuição de fluidos ou gases. São usados para fornecer energia pneumática a dois ou mais locais para suprir múltiplas ferramentas.

Bobinas de Solenoide

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

Blocos de Distribuição

Blocos de distribuição pneumáticos fornecem locais de porta convenientes para peças de preparação de ar, transdutores e outros componentes.

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 variável. Se você precisar de assistência para encontrar uma peça pneumática adequada para seu equipamento, entre em contato conosco hoje pelo (336) 767-1379. Ou, envie e-mail para nosso representante de vendas em info@trimantec.com.