Exercícios práticos de eletropneumática

...

[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.

1,013

A pressão de trabalho dos cilindros é 6 kp/cm² que corresponde a aproximadamente 6 bar. Logo:

[pic 17]

.[pic 18]

Dp = 1,5 “

Ar = 0,114 dm².

Então:

[pic 19]

.[pic 20]

Considerando uma temperatura de 20° C.

Cilindros B, C e D:

O menor tempo de curso dos cilindros se dá em seus retornos, acontecendo num período de 6 segundos.

[pic 21]

.[pic 22]

[pic 23]

.[pic 24]

Dp = 2 “

Ar = 0,203 dm²

Então:

[pic 25]

[pic 26]

Novamente considerando uma temperatura de 20° C.

DIMENSIONAMENTO DAS VÁLVULAS PNEUMÁTICAS

A vazão de uma válvula é o volume de fluido que pode passar através dela em um determinado tempo.

Coeficiente de vazão

A maneira padronizada para especificar a vazão de uma válvula é através do coeficiente Cv, o qual permite a seleção de válvulas por um método prático, dimensionando-as corretamente para cada caso em particular. Para gases, o Cv pode ser calculado através de:

Cv = (4)[pic 27]

Onde:

No sistema internacional (S.I.)

Cv = Coeficiente de vazão

Q = Vazão em l/s a 760 mm Hg, 20°C,

36% umidade relativa

ΔP = Queda de pressão admitida em bar

Pa = Pressão atmosférica em bar (1,013 bar)

P1 = Pressão de alimentação (pressão de trabalho) em bar

T1 = Temperatura absoluta em K (Kelvin)

K = °C + 273

G = Gravidade especifica do gás (G ar = 1)

G = Peso molecular do gas/Peso molecular do ar

Na fórmula do Cv, a vazão Q pode ser substituída pelo consumo de ar de um cilindro para executar o movimento de avanço ou retorno em um determinado tempo. O tempo escolhido é o crítico, ou seja, aquele que tem prioridade no trabalho a ser executado. E então a fórmula é simplificada para:

Cv = (5)[pic 28]

onde:

a = Área interna do cilindro em polegadas quadradas (in2)

Ct = Curso de trabalho em polegadas (in)

A = Constante conforme tabela

Fc = Fator de compressão: tabela ou Fc = [pic 29]

P = Pressão de entrada em psig

tc = Tempo para realização do curso (avanço ou retorno) em segundos(s)

Válvula do cilindro A

a = 1,77 pol²

Ct = 800 mm = 31,49 “

tc = 4 s

Considerando queda de pressão admitida de 0,7 bar e pressão de entrada de 8,3 bar, pode-se determinar a constante (A) conforme a tabela a seguir:

Tabela 3: Tabela para determinação constante para várias quedas de pressão

[pic 30]

A = 0,029

Fc = 9,2

[pic 31]

[pic 32]

As curvas de vazão mostradas no gráfico de Cv , Figura 4, são para uma válvula teórica com Cv = 1 e para o ar nas condições normais de temperatura e pressão (20°C, 760 mm Hg e 36% umidade relativa).

É possível então, a partir de tais curvas,