P1 - Acionamentos Hidráulicos e Pneumáticos 2021-1

Departamento de Engenharia Mecânica Escola de Minas – UFOP 1º Avaliação de Acionamentos Hidráulicos e Pneumáticos (MEC 110) valor total 40,0 pontos ______________________________________________________________________ Nome:________________________________________________________Nota:____ Matrícula:_________________ Data: ____/____/____ 1) (Valor: 10,0 pontos) Um cilindro pneumático é usado para um circuito de “passa/não passa”. As peças passam pela estação em um transportador a uma taxa de duas peças por segundo. Aproximadamente 10% delas devem ser recicladas, pois o acabamento não é aceitável. O número médio de golpes por minuto é então de 0,10*(2)*(60) = 12. O cilindro tem um diâmetro de 75 mm e 25 mm de haste. O comprimento do curso é de 200 mm. A pressão operacional é de 6,5 bar. Você pode negligenciar qualquer aumento de temperatura. a) Calcule vazão de ar livre média (m3/s) necessária para este cilindro (considere a pressão ambiente igual a 1 bar). b) Suponha que o tamanho da peça possa ser representado por um cubo de 125 mm, e elas são espaçadas de 50 mm no transportador. O cilindro deve se estender 200 mm, golpear a peça no centro, empurrá-la para a caixa de rejeição e retrair 200 mm para desobstruir o transportador antes que a próxima peça alcance a estação. Calcule a vazão de ar livre para atender a esse requisito quando a velocidade do transportador for 0,35 m/s. 2) (Valor: 5,0 pontos) Sua empresa foi contratada para automatizar uma comporta que separa grãos que emprega um sistema pneumático. Para isso será empregado um cilindro de duplo efeito que trabalha a 8 bar de pressão manométrica a uma temperatura de 45 ºC. A força de projeto foi estimada em 5 kN. Qual deve ser o cilindro (catálogo no slide) a ser empregado? A comporta que deve ser movimentada por uma distância igual a 1,5 m e de forma lenta com carga aplicada ao longo de todo o percurso. Dados: coeficiente de segurança = 3,5; E = 70 GPa; Comprimento de flambagem λ = 1*L. Calcule também qual será a vazão de ar livre para temperatura e pressão padrão (p = 1 bar e T = 20 ºC) sabendo que o tempo de cada ciclo é de 50 segundos. 3) (Valor: 5,0) O circuito abaixo deve levantar e retornar dois cilindros de simples ação em paralelo. A carga do cilindro esquerdo é duas vezes maior que a do cilindro direito. Descreva o movimento das cargas quando a válvula direcional for acionada para levantar os pesos? 4) (Valor: 5,0 pts) Construa um circuito pneumático para prensa pneumática. O acionamento do sistema será feito de forma que o cilindro avance e permaneça nesta posição até que uma mudança de estado ocorra pela atuação de uma segunda válvula. O movimento de avanço deve ser seguro, para isso o operário deve usar as duas mãos. A velocidade de avanço deve ser controlada (deve-se controlar a saída do ar comprimido) e a velocidade de retorno deve ser a máxima possível do sistema. 5) (Valor: 10,0 pontos) Devido a problemas de segurança ao empregar apenas uma válvula lógica do tipo “E” foi exigido a construção de um sistema de acionamento bi- manual com controle de tempo. Desta forma, o usuário deve apertar os dois botões em um espaço de tempo curto, assim, caso o usuário afixe um dos botões de acionamento previamente o sistema será bloqueado. O sistema deve ter duas entradas de sinal, um para cada botão, e uma saída. Dica: deve ser empregado uma válvula temporizadora do tipo normalmente aberta. 6) (Valor: 5,0 pts) Analise o circuito pneumático da figura. Figura 1: Circuito pneumático de ciclo perpétuo. a) Como o circuito poderia ser alterado para além de ter um botão de funcionamento constante do avanço e recuo do cilindro ter também um comando de avanço ciclo a ciclo (por exemplo, quando se apertasse este botão com um simples toque o cilindro avançasse e recuasse apenas uma vez)? b) Adicione uma paragem de emergência no sistema que a qualquer momento consiga desligar o circuito e um botão de rearme que permita continuar o movimento após a emergência ter sido acionada.