Exercícios práticos de eletropneumática

[pic 1]                                                [pic 2]

ME 123 – CIRCUITOS FLUIDO-MECÂNICOS - MA

EXERCÍCIOS PRÁTICOS DE ELETROPNEUMÁTICA – Dobra de pequenas peças 4C

Jônatas Felipe Xavier de Oliveira

Lucas Iolanda de Andrade  

Luiz Eduardo Antonino Costa

Mayana Vasconcelos Santos

Mayara Vasconcelos Santos

Recife, 2016

OBJETIVO

Permitir ao aluno a execução de projetos de sistemas pneumáticos comumente encontrados no setor produtivo, aplicando os conceitos e métodos estudados na disciplina.

DESCRIÇÃO DA MÁQUINA

 A Figura 1 (a) apresenta uma prensa de dobra e estampagem acionada por 4 cilindros. São colocadas chapas de metal manualmente. O cilindro A fixa a chapa, os cilindros B e C dobram a chapa e o cilindro D fura a chapa. A sequência de acionamento dos cilindros é representada na Figura 1 (b).

[pic 3]                             (a)                                                                                (b)

Figura 1: Prensa de dobra e estampagem (a). Representação dos acionamentos dos cilindros.

De acordo com a Figura 1 (b) a sequência de acionamento desejada é: A+, B+, C+, C-, D+, D-, B-, A-. Para a obtenção das equações booleanas usou-se o Método do Mapa de Karnaugh Extendido (Figura 2).

[pic 4]

Figura 2: Mapa de Karnaugh Extendido para o problema

Foram utilizados dois elementos de memória (X e Y) com vista a ter-se uma execução satisfatória do sistema de acordo com o que é requerido no problema. Após a realização do Mapa, as equações foram então obtidas:

A+ = y’. S . x’

B+ = a1 . y’ . x’

C+ = b1 . x’ . y’

X+ = c1 . y’

C- = x

D+ = c0 . y’ . x

Y+ = d1

D- = y

X- = d0 . y

B- = x’ . y

A- = b0 . y . x’

Y- = a0

Determinadas as equações, fez-se a montagem (Figura 3) e a simulação do circuito eletropneumático com o auxílio do software pneumático da Festo.

[pic 5]

Figura 3: Representação eletropneumática do circuito

DIMENSIONAMENTO DOS ATUADORES

O cilindro de fixação foi definido como lento com carga aplicada apenas no final do curso e os demais como lentos com carga aplicada em todo o desenvolvimento do curso. Foi estipulado um esforço necessário ao cilindro de fixação equivalente a 500 Newtons e aos demais cilindros, 800 Newtons. Além disso, assumiu-se que o curso dos cilindros seria de 800mm. A partir da Tabela 1, foi determinado o fator de correção para cada cilindro.

Tabela 1: Fatores de correção da força

Velocidade de deslocamento da haste do cilindro	Exemplo	Fator de correção ()[pic 6]
Lenta com carga aplicada somente no fim do curso	Operação de rebitagem	1,25
Lenta e com carga plicada em todo o desenvolvimento do curso	Talha pneumática	1,35
Rápida com carga aplicada somente no fim do curso	Operação de estampagem	1,35
Rápida com carga aplicada em todo o desenvolvimento do curso	Deslocamento de mesas	1,50
Soluções gerais não descritas anteriormente	-	1,25

A partir da equação 1, calculou-se o mínimo diâmetro aceitável dos pistões.

Dp = 2                                                    (1)[pic 7]

Onde:

Dp – Mínimo diâmetro aceitável do pistão (cm).

Fp – Força de projeto, força necessária para execução da operação (Kp).

- Fator de correção da força do projeto, Tabela 1.[pic 8]

Pt – Pressão de trabalho (Kp/cm²).

Adotou-se uma pressão de trabalho de 6kp/cm², normalmente utilizada na indústria.

Cilindro A:

500 N corresponde a aproximadamente 50,97 kp.

[pic 9]

[pic 10]

Cilindros B, C e D:

800 N corresponde a aproximadamente 81,55 kp.

[pic 11]

[pic 12]

Com o auxílio da Tabela 2, determinou-se os diâmetros de cada um dos atuadores. O cilindro A foi estabelecido com o diâmetro de 1 polegada e meia, e os demais com 2 polegadas.

[pic 13]

O cálculo do consumo de ar dos cilindros foi feito de acordo com o método Parker onde o primeiro passo consiste na determinação da velocidade de curso por meio da fórmula:

V =                                                                    (2)[pic 14]

onde:

Ct = Curso do cilindro em dm.

t = Tempo para realizar o curso (avanço ou retorno) vale o que for menor.

V = Velocidade de deslocamento (dm/s).

Cilindro A:

O menor tempo de curso do cilindro acontece no seu retorno, num período de 4 segundos.

  [pic 15]

[pic 16]

Calculada a velocidade de deslocamento, o consumo de ar é determinado por meio da fórmula:

Q = V . Ar . Tc                                                      (3)

Onde:

Q = Consumo de ar (N dm3/s ou NI/s), onde N = normal.

V = Velocidade de deslocamento (dm/s) - usar sempre a maior.

Ar = Área do cilindro (dm2).

Tc = Taxa de compressão   –   1,013+pressão de trabalho.