Aula 01 - Hidráulica - Atuadores Elétricos e Pneumáticos - Encoders Óticos

AULA 01 CONCEITOS INICIAIS Disciplina Hidráulica Curso Engenharia Mecânica Fundação Santo André Docente Paulo Lixandrão Cortesia Prof Daniel Pezza Tchernov 1 PROGRAMA DE AULA Principais Tipos de Atuadores Atuadores Elétricos Encoders Óticos Atuadores Pneumáticos Preparação do Ar Comprimido Válvulas de Controle Direcionais Tipos de Acionamentos e Comandos Circuitos Pneumáticos Básicos Representação dos Movimentos 2 PRINCIPAIS TIPOS DE ATUADORES 11 Os principais atuadores aplicados a automação industrial são o motores elétricos motor de corrente contínua motor de passo servomotor o atuadores pneumáticos o atuadores hidráulicos 3 ATUADORES ELÉTRICOS 13 Motores de Corrente Contínua CC ou motores DC Direct Current são dispositivos que operam aproveitando as forças de atração e repulsão geradas por eletroímãs e imãs permanentes 4 ATUADORES ELÉTRICOS 23 Motores de Passo são dispositivos eletromecânicos que convertem pulsos elétricos em movimentos mecânicos que geram variações angulares discretas 5 ATUADORES ELÉTRICOS 33 Servomotores possuem a capacidade para alcançar uma operação de posicionamento de alta precisão e velocidade por meio de controle digital São constituídos de três elementos motor para gerar torque codificador para detectar a posição controlador para controlar o motor no que diz respeito aos comandos 6 ENCODERS ÓTICOS 13 Definição de Encoder é um transdutor que converte um movimento angular ou linear em uma série de pulsos analógicos ou digitais elétricos Esses pulsos gerados podem ser usados para determinar velocidade taxa de aceleração distância rotação posição ou direção Existem dois tipos de encoders Encoders Incrementais pulso zero Encoders Absolutos 7 As principais aplicações dos encoders são o Eixos de máquinas ferramentas CNC o Eixos de robôs o Mesas rotativas e indexadoras ENCODERS ÓTICOS 23 8 ENCODERS ÓTICOS 33 Funcionamento o sistema de leitura é baseado em um disco encoder rotativo formado por janelas radiais transparentes e opacas de forma alternada Este disco é iluminado perpendicularmente por uma fonte de luz infravermelha quando então as imagens das janelas transparentes são projetadas no receptor 9 O receptor converte essas janelas de luz em pulsos elétricos conforme os desenhos stator fan cooling air flow rotor Drive End NonDrive End ATUADORES PNEUMÁTICOS 11 Atuadores Pneumáticos Os atuadores pneumáticos são os dispositivos que realizam o trabalho mecânico quando recebem a energia do ar comprimido por meio das válvulas de distribuição e controle São basicamente classificados como atuadores de simples ação e atuadores de dupla ação 11 ATUADORES PNEUMÁTICOS 16 Atuador de Simples Ação Simbologia Construção interna 12 ATUADORES PNEUMÁTICOS 26 Atuador de Dupla Ação Simbologia Construção interna 13 ATUADORES PNEUMÁTICOS 36 Atuador de Dupla Ação com Haste passante Simbologia Atuador Linear Pneumático com Acoplamento Mecânico Simbologia 14 ATUADORES PNEUMÁTICOS 46 Atuador Linear com Acoplamento Magnético Simbologia Cilindro de Dupla Ação com Haste Passante Vazada e Dupla Flange de Ligação Simbologia 15 ATUADORES PNEUMÁTICOS 56 Cilindro de Dupla Ação com uma Flange de Ligação Simbologia Cilindro de Posições Múltiplas Simbologia 16 ATUADORES PNEUMÁTICOS 66 Atuadores Giratórios Atuadores tipo fole e atuadores de membrana 17 Atuadores com aleta giratória Atuadores giratórios com cremalheirapinhão Atuadores lineares giratórios Atuadores de membrana Músculo pneumático ATUADOR PNEUMÁTICO DE MENBRANA PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO 12 Bloco Gerador 19 PREPARAÇÃO DO AR COMPRIMIDO 22 Bloco de Qualidade e Distribuição 20 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 110 Os atuadores pneumáticos devem ser alimentados ou descarregados convenientemente no instante em que desejarmos em conformidade com o que foi programado portanto de acordo com seu tipo as válvulas servem para orientar os fluxos de ar impor bloqueios controlar suas intensidades de vazão ou pressão 21 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 210 Válvulas de Controle Direcional têm por função orientar a direção que o fluxo de ar deve seguir a fim de realizar um trabalho proposto Para um conhecimento perfeito de uma válvula direcional devese levar em conta os seguintes dados o Posição Inicial o Número de Posições o Número de Vias o Tipo de Acionamento Comando o Tipo de Retorno o Vazão 22 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 310 Válvulas de Controle Direcional as válvulas direcionais são sempre representadas por um retângulo Este retângulo é dividido em quadrados O número de quadrados representados na simbologia é igual ao número de posições da válvula representando a quantidade de movimentos que executa por meio de acionamentos 23 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 410 Número de Vias é o número de conexões de trabalho que a válvula possui São consideradas como vias a conexão de entrada de pressão conexões de utilização e as de escape 24 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 510 Direção de Fluxo as setas indicam a interligação interna das conexões mas não necessariamente o sentido de fluxo 25 Passagem Bloqueada Escape não provido para conexão não canalizado ou livre Escape provido para conexão canalizado VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 610 Identificação dos Orifícios da Válvula nº 1 alimentação orifício de suprimento principal nº 2 utilização saída orifício de aplicação em válvulas de 22 32 e 33 nºs 2 e 4 utilização saída orifícios de aplicação em válvulas 42 43 52 e 53 nº 3 escape ou exaustão orifícios de liberação do ar utilizado em válvulas 32 33 42 e 43 nºs 3 e 5 escape ou exaustão orifício de liberação do ar utilizado em válvulas 52 e 53 Orifício número 1 corresponde ao suprimento principal 2 e 4 são aplicações 3 e 5 escapes Orifícios de pilotagem são identificados da seguinte forma 10 12 e 14 Estas referências baseiamse na identificação do orifício de alimentação 1 nº 10 indica um orifício de pilotagem que ao ser influenciado isola bloqueia o orifício de alimentação nº 12 liga a alimentação 1 com o orifício de utilização 2 quando ocorrer o comando nº 14 comunica a alimentação 1 com o orifício de utilização 4 quando ocorrer a pilotagem 26 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 710 o Válvula Direcional de 2n vias Simbologia 27 2 1 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 810 o Válvula Direcional de 2n vias Simbologia 28 2 1 3 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 910 o Válvula Direcional de 4n vias Simbologia 29 4 2 1 3 VÁLVULAS DE CONTROLE DIRECIONAIS 1010 o Válvula Direcional de 5n vias Simbologia 30 4 2 5 1 3 TIPOS DE ACIONAMENTOS E COMANDOS 12 Acionamentos musculares 31 TIPOS DE ACIONAMENTOS E COMANDOS 22 Acionamentos mecânicos 32 Reproduza o circuito pneumático abaixo Existe algum efeito indesejável neste circuito Se sim como solucionar CIRCUITOS PNEUMÁTICOS BÁSICOS 13 33 Lista de Componentes Alimentação de ar comprimido Unidade de conservação do ar Válvula direcional 22 vias NF acionamento por botão e retorno por mola Atuador pneumático de simples ação normalmente recuado Reproduza o circuito pneumático abaixo CIRCUITOS PNEUMÁTICOS BÁSICOS 23 34 Possibilidade em se utilizar um atuador inicialmente avançado Lista de Componentes Alimentação de ar comprimido Unidade de conservação do ar Válvula direcional 32 vias NF acionamento por botão e retorno por mola Atuador pneumático de simples ação normalmente recuado Construa um circuito pneumático utilizando a lista de componentes a seguir CIRCUITOS PNEUMÁTICOS BÁSICOS 33 35 Lista de Componentes Alimentação de ar comprimido Unidade de conservação do ar Válvula direcional 42 vias NF acionamento por pedal retorno por mola e silencionador Atuador pneumático de dupla ação Construa um circuito pneumático utilizando a lista de componentes a seguir CIRCUITOS PNEUMÁTICOS BÁSICOS 33 36 Lista de Componentes Alimentação de ar comprimido Unidade de conservação do ar Válvula direcional 42 vias NF acionamento por pedal retorno por mola e silencionador Atuador pneumático de dupla ação REPRESENTAÇÃO DOS MOVIMENTOS 12 37 Comandos Pneumáticos Sequenciais REPRESENTAÇÃO DOS MOVIMENTOS 22 38 Diagramas de Movimentos ou Estados Diagrama trajetopasso Diagrama trajetotempo Diagrama de comando Código Descrição do componente 1 Alimentação de ar comprimido 1 Cilindro de dupla ação 1 Unidade de conservação de ar representação simplificada 1 Válvula de 4n vias Descrição do componente Designação 0 2 4 6 8 10 Cilindro de dupla ação Válvula de 4n vias OBRIGADO POR SEU TEMPO