Baixe Manutenção de sistemas pneumáticos e outras Notas de estudo em PDF para Pneumática, somente na Docsity! 1 - ENERGIA PNEUMÁTICA A produtividade industrial tem aumentado de forma extraordinária nos últimos anos, fato conhecido por todos. Este aumento na produtividade é, em grande parte, impulsionado pela presença de atuadores pneumáticos. Os elementos pneumáticos de potência – motores e cilindros, possuem enormes vantagens sobre os acionamentos mecânicos. Porém, existe um fato negativo nesse aspecto que é importante: seu custo energético, visto que a energia pneumática é a mais cara em relação à elétrica. 2 - COMO CONSERVAR UM SISTEMA PNEUMÁTICO Na lista de componentes de um sistema pneumático, existem três importantes elementos que, freqüentemente são esquecidos e são de vital importância para o bom funcionamento de um sistema pneumático: os filtros de ar, os reguladores de pressão e os lubrificadores de linha. Como não realizam nenhuma função dinâmica, tornou-se comum pensar que esses elementos possam ser relegados a um segundo plano. Contudo, todo o circuito pneumático deve ser instalado com um filtro, um regulador de pressão e um lubrificador em sua entrada. Sem um filtro de ar é quase impossível excluir as impurezas das tubulações que, com o passar do tempo, danificam internamente as tubulações que ligam o compressor à máquina. Isso porque a condensação que se deposita na superfície interna dos tubos provoca a formação de ferrugem a certos depósitos de impurezas que, com o tempo, se desprendem e atingem o circuito pneumático, provocando avarias graves nas válvulas e nos cilindros do sistema. O regulador de pressão assegura o fornecimento de uma pressão constante ao circuito pneumático, uma vez que o fornecimento de pressão uniforme na alimentação é essencial. Isto não poderia ser obtido sem o regulador, porque as variações de pressão na rede de distribuição são constantes face ao consumo também variável. A pressão na rede também é mais elevada que a requerida pelo sistema para um funcionamento satisfatório e só o regulador permite que se trabalhe com uma pressão pré-determinada. A lubrificação desempenha papel igualmente importante no processo ao se desejar reduzir ao mínimo desgaste, já que os lubrificantes aumentam, sem dúvida, o tempo de vida das vedações e, conseqüentemente, de todo o equipamento pneumático. Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D Dessa forma, para a correta instalação de um circuito pneumático, não se concebe a ausência desses três equipamentos pneumáticos. Por outro lado, o funcionamento adequado dos circuitos depende, ainda, de sua acertada instalação o que pode ser conseguido mediante as seguintes precauções: • Efetuar a limpeza de toda a tubulação, através da passagem forçada de ar, antes de se ligar qualquer válvula ou cilindro; • Providenciar proteção conveniente das válvulas contra calor excessivo, poeira, elementos corrosivos e pancadas; • Evitar estrangulamento desnecessário da tubulação; • Verificar se a tensão da bobina é a mesma da rede; • Munir os circuitos dos equipamentos necessários (filtros, lubrificador e regulador) e fazer o sistema funcionar primeiramente com excesso de óleo, até se notar uma neblina saindo pelos escapes das válvulas, quando então, se regula o lubrificador para uma quantidade de óleo ideal. A lubrificação é constante pelo visor do lubrificador, mas não se nota a neblina de óleo ideal (lubrificação é constante pelo visor de lubrificador, mas não se nota a neblina de óleo formada pelo escape). 3 - CUIDADOS BÁSICOS Os equipamentos pneumáticos em funcionamento necessitam de alguns cuidados para que um pequeno defeito não venha prejudica-los seriamente. As principais observações que devem ser feitas são as seguintes: • Verificação diária do nível do óleo nos lubrificantes e constatação, pelo visor, se os mesmos estão funcionando para que não falte lubrificação; • Observação dos equipamentos quanto à sua fixação (cilindros trabalhando soltos passam, geralmente, a receber esforços radiais em seu eixo e pode ocasionar sua ruptura, desgaste, irregulares dos mancais riscos no tubo); • Eliminação de qualquer vazamento, pois este defeito implica consumo de ar desnecessário e queda de pressão; • Drenagem diária dos filtros para evitar a sua saturação; Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D - Verifique os disparos mecânicos para saber se estão no alinhamento adequado. Verifique também se passam além do curso normal; - Lubrifique os mecanismos de atuação, e certifique-se de que funcionam livremente. 4.3 - VÁLVULAS OPERADAS POR SOLENÓIDES - Monte a válvula a solenóide conforme recomendações do fabricante. Alguns modelos são recomendados para movimento horizontal do êmbolo, e outros modelos para o movimento vertical do êmbolo. - Se a válvula for do tipo projetado para montagem em tubulação, certifique-se de que a válvula esta montada para cima, de forma que não vaze, já que muitas válvulas montadas em linha possuem corpos de ferro fundido ou latão, certifique-se de que os canos não estão parafusados no corpo da válvula de tal maneira que rachem o corpo da válvula; - Verifique cuidadosamente a especificação usual na placa de registro da válvula ou na bobina do solenóide, antes de ligar os fios. Nunca utilize uma corrente elétrica diferente da especificada na válvula. As recomendações do fabricante devem ser seguidas; - Mantenha as válvulas de solenóide afastadas de regiões em que a temperatura seja alta. As bobinas de solenóide devem ser mantidas, se possível, em temperaturas normais; - Nas atmosferas explosivas, instale válvulas de solenóides que tenham invólucros à prova de explosão; - Certifique-se de que o interior da válvula está limpo quando esta for instalada; - Monte a válvula do solenóide de forma que esteja protegida de carros de oficina, caçambas e outros objetos que possam danificar a válvula; - Certifique-se de que as tampas do solenóide estão no lugar antes que a válvula seja posta em funcionamento; isso evita a entrada de sujidade e partículas. 4.4 - VÁLVULAS OPERADAS POR PILOTO Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D - Se a válvula tiver pés para montagem, monte-a com segurança numa superfície plana uniforme. Se a válvula for montada em tubulação, os tubos deverão ser seguramente apertados no corpo da válvula; - Assegure-se de que não há vazamento nas ligações piloto; - Certifique-se de que as ligações do piloto não estão restringidas; - Mantenha a válvula afastada do calor; - Veja se a lubrificação está disponível para a válvula; - Monte a válvula, quando possível, numa posição horizontal. Embora isso não seja necessário para algumas válvulas, não ocorre o mesmo para outras. - Não martele a válvula nem quando da instalação nem depois desta; - Certifique-se de haver selecionado a válvula de piloto correta para acionar a válvula operada a piloto; 5 - CAUSAS DE FALHAS EM VÁLVULAS PNEUMÁTICAS 5.1 - VÁLVULAS OPERADAS MANUALMENTE - Sujidade – Esta é a causa principal de falha nas válvulas. A sujidade das linhas sem filtros ou de sistemas sujos pode incrustar-se nas vedações das válvulas, arranhar revestimentos de válvulas e êmbolos metálicos, bloquear a passagem de fluidos e causar vários tipos de danos; - Falta de lubrificação – A maioria das válvulas pneumáticas necessitam de lubrificação. Sem lubrificação as peças desgastam-se rapidamente. A falta de lubrificação pode fazer o atuador da válvula travar; - Temperatura de operação – Altas temperaturas levam à deterioração a maioria das vedações, causando vazamentos. A dilatação térmica das vedações pode causar falhas; - Peças danificadas – Algumas válvulas possuem mola para retorno do atuador à posição inicial. Se o atuador não retornar a mola pode estar danificada; Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D - Vedações incorretas – Especifique a vedação correta de acordo com o fabricante e o código da válvula, não esquecendo de observar a faixa de temperatura em que as vedações devem operar. 5.2 - VÁLVULAS OPERADAS MECANICAMENTE - Se a válvula falhar em deixar passar a quantidade correta de fluido, verifique se o meio de acionamento está impulsionando o mecanismo da válvula na extensão total de seu curso. O mecanismo de disparo pode estar empenado ou frouxo, comprometendo a operação da válvula; - Se um rolete, pino ou alavanca articulada falharem em retornar à posição inicial quando a pressão for aliviada, vários elementos devem ser verificados, como, por exemplo, a mola de retorno pode estar quebrada, lubrificação inadequada, ou pode haver sujeira em excesso, pois partículas podem se introduzir no mecanismo de operação fazendo a válvula travar. 5.3 - VÁLVULAS OPERADAS POR SOLENÓIDES - As válvulas são construídas para trabalhar em certas faixas de pressão nominal e o fabricante recomenda que se respeitadas as especificações mínima e máxima de pressão, a válvula funcionará satisfatoriamente. Nunca exceda essas recomendações de pressão; - O mau funcionamento das válvulas acionadas por solenóides pode ser ocasionado por uma queda de tensão na rede. Verifique a tensão elétrica na bobina usando um voltímetro; - Uma bobina curto-circuitada fará a válvula falhar. Troque a bobina do solenóide não esquecendo da tensão de alimentação da rede elétrica; - Um condutor quebrado faz com que a bobina não seja energizada, logo o solenóide não funcionará. - A falha da válvula freqüentemente é atribuída a uma condição externa ao solenóide, isto é, uma chave limitadora defeituosa, ou um atuador elétrico que não permita a chegada de corrente elétrica na bobina do solenóide, de forma que o mesmo não possa atuar; Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D prontos para a próxima manutenção preventiva. Como peças de reposição, deve-se ter os “kits” de reparo para as válvulas, reguladores de pressão e os cilindros; - O único detergente utilizado na limpeza dos componentes pneumáticos é o querosene, pois outros produtos contêm substâncias que atacam as borrachas (matéria-prima das guarnições de válvulas e cilindros). Para limpeza de peças, usam-se panos ou flanelas, mas nunca estopas cujos fios e linhas podem entupir as passagens internas das válvulas, cilindros, filtros, etc. Sempre que se desmontar qualquer equipamento, principalmente as válvulas, é aconselhável usar o desenho em corte desse equipamento como auxilio de montagem, invertida ou fora de lugar prejudicará o funcionamento do equipamento ou o impedirá de funcionar. Deve-se também testar os equipamentos logo depois de sua recuperação; - Quando o número de equipamentos instalados é muito grande, aconselha-se o uso de uma bancada de testes que proporciona ganho de tempo e economia. 7 - ESTOCAGEM DE SOBRESSALENTES Todo equipamento pneumático deve ser estocado em lugar limpo e seco. Os equipamentos recuperados devem ficar em prateleiras limpas e secas e com batoques (tampões de plástico) nos orifícios das válvulas, cilindros, filtros, lubrificadores, reguladores de pressão, etc., para prevenir a entrada de poeira, limalhas, carepas e outros detritos. Os equipamentos devem ser armazenados um ao lado do outro e nunca um sobre o outro exceto se estiverem acondicionados em embalagens próprias de papelão ou madeira. Os “kits” de reparo também devem ser armazenados em prateleiras limpas e secas, e em local arejado para que as guarnições não ressequem. Normalmente os “kits” são embalados em sacos plásticos e guardados também em caixas de papelão ou madeira, o que facilita sua localização dentro do almoxarifado. É necessário observar, ainda, que em casos de “kits” para cilindros é bom verificar o diâmetro do cilindro, o diâmetro do eixo e o tipo do cilindro (se simples ou dupla ação/duplex contínuo ou geminado/eixo simples ou passante). 8 - VEDAÇÕES Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D Existem, basicamente, dois tipos de vedações: as estáticas, que vedam a passagem de ar entre duas superfícies que não possuem movimento relativo (entre o tubo e os cabeçotes do cilindro, entre o eixo e o embolo do pistão), e as dinâmicas, que evitam vazamento de ar entre as superfícies que possuem movimento relativo (entre o eixo e o mancal do cilindro, entre o embolo do pistão e tubo). Normalmente, as vedações utilizadas em aplicações pneumáticas são feitas de borracha sintética. Quanto ao formato, o mais simples e mais comum é o anel “O” usado tanto para vedações dinâmicas como, estáticas. Geralmente são alojadas em sulcos do componente e sofrem uma pré-compressão em uma direção, para efetuar a vedação desejada. O maior problema com esses anéis é sua constante tendência à extrusão, quando sujeitos a altas pressões, ou seja, de serem esmagados ao entrarem na folga entre duas superfícies. O problema, que inutiliza rapidamente a vedação, pode ser evitado ao se recorrer a um anel de resina termoplástica fluorcarbono entre o fim do rasgo onde se aloja e a folga, pois esse material é resistente a altas pressões. A função do anel, no caso, é a de impedir a entrada do material na vedação entre a folga das superfícies em contato. A mais simples das vedações para uso dinâmico é a guarnição de limpeza ou separadora do eixo. Embora sem finalidade precípua de vedação, serve para manter seu mancal livre de poeira e de outros materiais abrasivos, evitando o rápido desgaste. Outros tipos dessa mesma classe são as vedações em forma de “L”, cuja principal vantagem é serem fixas, evitando qualquer possibilidade de enrolamento. Sua maior desvantagem é que as peças montadas devem possuir duas partes separadas, que serão acopladas, acarretando maior trabalho de ajustagem e montagem. As vedações em forma de “U” estão incluídas na classe das dinâmicas e sua característica principal é a montagem do êmbolo em uma só peça, facilitando sua ajustagem. Essas vedações, porém, ficam soltas dentro de seu rebaixo e podem provocar dificuldades quando sujeitas a altas pressões. As matérias-primas básicas empregadas na fabricação das vedações em geral são: a borracha nitrílica, composta quimicamente de butadieno e acrilonitrila (Buna N), a borracha cloroprene (mais conhecida como Neoprene), as resinas termoplásticas fluorcarbono (Teflon) e borracha fluorada (Víton). Indicadas particularmente para guarnições de óleo de petróleo e fluidos, água, óleos de silicone, graxas e fluidos à base de glicol resistentes ao fogo, as borrachas nitrílicas não são resistentes ao ozônio (ação do tempo e luz solar), embora suas propriedades, possam ser melhoradas com a adição de alguns compostos. Devido à sensibilidade ao ozônio, as borrachas não devem ser Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D guardadas ou instaladas perto de uma possível fonte de ozônio (próxima a motores elétricos ou da luz solar direta). As propriedades mecânicas e químicas da Buna N permanecem constantes numa temperatura entre 54F 0B 0C a 121 F 0 B 0C, podendo ser empregada em todas as guarnições de cilindros e válvulas que operem em ambientes com temperaturas máxima de 80F 0B 0C. Embora possa ser usado com vantagens nas guarnições de limpeza, o Neoprene está sendo substituído totalmente pela Buna N, que apresenta grandes vantagens na aplicação em produtos hidropneumáticos. O Neoprene possui boa resistência à ação do tempo e também é superior à borracha natural no rendimento a altas temperaturas, mas tende a endurecer e se tornar rijo a baixas temperaturas, chegando a cristalizar-se quando submetido a esforços dinâmicos. Esta borracha mantém suas propriedades numa faixa de temperatura de 54F 0B 0C a 149 F 0 B 0C. Já o Teflon pode ser usado sem perigo de engripamento dos equipamentos, evitando os inconvenientes da lubrificação, enquanto não for ultrapassada a velocidade limite de 100 mm/min para o Teflon seco, pois lubrificado, essa velocidade pode ser maior. Esta matéria-prima tem sua aplicação principal nesses produtos como anel de encosto (“back-up”) das guarnições, “O” Ring dos pistões e mancais hidráulicos, porque os anéis de borracha fluorcarbono colocados nos dois lados do “O” Ring impedem a extrusão dos mesmos sob alta pressão, devido a sua alta resistência. Também evitam que o pistão arranhe e toque o tubo, prolongando-lhe a vida e a das vedações, já que o coeficiente de atrito entre a superfície do tubo e o Teflon é quase desprezível. 8.1 – EXEMPLOS DE MONTAGENS DE VEDAÇÕES EM ATUADORES PNEUMÁTICOS Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D Regulador de pressão não regulado ou com diafragma furado. Regular ou trocar o diafragma. Válvula solenóide atuando incorretamente ou sem sinal elétrico. Desgaste das guarnições do conjunto do solenóide. Se há desgastes nas guarnições de vedação. Trocar o conjunto de solenóide. Curto circuito elétrico ou defeito na parte elétrica. Trocar a bobina do solenóide Verificar o condutor Válvulas fim de curso não acionam as válvulas de comando. Guarnições gastas. Se a válvula está dando passagem interna de ar, quando na posição de repouso. Trocar o “kit” da válvula. Acionamento danificado. O acionamento (visualmente). Trocar a válvula. Cilindros e/ou válvulas não estão sendo lubrificadas. Falta de óleo no lubrificador. Nível de óleo. Completar o nível. Lubrificador desregulado (fechado). Visor de óleo (4 gotas por minuto). Regular Bujão de reabastecimento frouxo. Posição do bujão. Apertá-lo (com a mão). Outros defeitos. Olhar o esquema do circuito pneumático. Encontrar o defeito e corrigi- lo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1 FESTO Didactic. Automação Pneumática. Catálogo Linha Geral. 2 ed. São Paulo, 1996. p. 867 2 PARKER Automation. Cilindros Pneumáticos. Catálogo Eletrônico 1114 BR. Versão 1.0. São Paulo, 1998. CD. 3 PARKER Pneumatic. Válvulas solenóide. Catálogo Linha Geral. São Paulo, 1999. p. 45. 6 PROAR. Apostila Técnica. Porto Alegre, 1996. p. 154. 7 FESTO Pneumatic. Informações Técnicas. Catálogo de Máquinas e Equipamentos Pneumáticos. 3 ed. São Paulo, 1997. p 246. Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D 8 STUART, H. – Pneumática e Hidráulica, Editora Helmus São Paulo, 1989 p 525 9 RAINYS, A. – Automação Peumática – Apostila Técnica p. 165 Tópicos sobre manutenção de sistemas pneumáticos PAGE 19 Prof. Eng° André G. Rainys – CREA-RS 83795-D