75 Perguntas e Respostas
Ferramentas Pneumáticas
Cloro
Este caderno foi impresso em papel alvejado sem cloro
2
IMPRESSÃO
Editores
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publicação. Nenhuma reclamação de responsabilidade pode estar
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Erwin Ritz, H de Holger. Schweizer
Referência da fonte:
Esta publicação contém partes de contribuições e cortesia de
ilustração de BOGE KOMPRESSOREN
Lechtermannshof 26 D-33739 Bielefeld – http://www.boge.de
Nós agradecemos sua permissão amável. Para informação mais
detalhada, nós recomendamos o “Compêndio de Ar Comprimido”
disponível de BOGE.
Publicante:
Robert Bosch Limitada – Divisão Ferramentas Elétricas
Via Anhanguera km 98 – CEP: 13065-900 – Campinas – SP
PT-RLA/ADV – http://www.bosch.com.br
Impresso no Brasil
1ª edição – Out/2008
Tradução: Helga Madjderey
6008.FG6.419
3
CONTEÚDO
Fundamentos 5
Geração de ar comprimido
6
Condicionamento do ar comprimido
10
Instalações pneumáticas
14
Sistemas de tubulações 20
Ferramentas pneumáticas 26
Acessórios
43
Segurança 49
O caminho lógico para a parafusadeira pneumática correta 50
O caminho lógico para a esmerilhadeira pneumática correta53
4
FUNDAMENTOS
1. O que é tecnologia pneumática?
Tecnologia pneumática é o uso do ar comprimido como
meio de energia para máquinas e equipamentos.
2. O que é ar comprimido?
Ar comprimido é o ar atmosférico comprimido.
3. Quais são as vantagens do ar comprimido?
O ar está disponível em qualquer lugar em qualquer
quantidade. O ar comprimido como meio de energia
não precisa ser trocado. O ar comprimido não emite
nenhum poluente no caso de defeito na tubulação.
4. Quais são as pressões predominantes nos
equipamentos pneumáticos?
Dependendo da aplicação, o ar comprimido é necessário em diferentes níveis de pressão. É feita uma
distinção entre as seguintes faixas:
• Faixa de baixa pressão até 10 bar
• Faixa de média pressão 10...15 bar
• Faixa de alta pressão 15...40 bar
• Faixa de ultra-alta pressão 40...400 bar
5. Qual faixa de pressão é comumente usada para
ferramentas pneumáticas?
Para ferramentas pneumáticas de uso profissional e
industrial, a faixa de pressão até 10 bar é a mais usual.
5
GERAÇÃO DE AR COMPRIMIDO
6.. Como é gerado o ar comprimido?
O ar comprimido é gerado mediante a compressão do
ar atmosférico. As máquinas usadas para geração de
ar comprimido são chamadas de compressores.
7. Quais tipos de compressores de ar comprimido são
mais usados?
Na área de aplicação profissional e industrial, são
mais usados os compressores de pistão e/ou compressores de parafuso.
8. O que é um compressor de pistão?
O compressor de pistão lembra um motor de combustão interna com comando de válvulas. O ar atmosférico é aspirado e comprimido num cilindro pelo pistão
de movimento alternativo acionado pela biela e árvore
de manivela. As seqüências de aspiração e compressão são comandadas pelas válvulas.
9. Quais são as características de um compressor de
pistão?
As características típicas do compressor de pistão são:
• Elevado grau de eficiência
• Pode atingir pressões de altas até muito altas
• Permite unidades com dimensões reduzidas
• Permite grande variedade de versões (com múltiplos cilindros e vários estágios de compressão)
• Baixo custo
• Fluxo de pressão pulsante (desfavorável)
6
Compressor de pistão
Princípio de funcionamento
5
4
3
2
1
EWL-D022/P
Aspiração
Compressão
1 Árvore de manivela
2 Biela
3 Pistão
4 Válvula de aspiração
5 Válvula de escape
7
10. O que é um compressor de parafuso?
A carcaça do compressor de parafuso contém dois
fusos helicoidais que, girando em sentidos opostos,
comprimem continuamente o ar na câmara de pressão. No seu curso, através do compressor, o ar aspirado é comprimido na câmara de volume decrescente
até a pressão final preestabelecida no projeto.
11. Quais são as características de um compressor de
parafuso?
As características típicas do compressor de parafuso
são:
• Fluxo contínuo de ar
• Baixa temperatura de compressão final
• Permite compressão isenta de óleo
• Baixa geração de ruído
• Permite a construção de múltiplos estágios
• Adequado para grandes volumes de consumo
• Custo mais alto
Os compressores de parafuso têm prevalecido nas
aplicações que requerem grandes volumes de ar de
forma contínua.
8
Compressor de parafuso
Diagrama de funcionamento
Método de funcionamento
EWL-D011/P
Lado de aspiração
Lado de compressão
Símbolo
9
CONDICIONAMENTO DO AR COMPRIMIDO
12. O que é condicionamento do ar comprimido?
O ar comprimido precisa ser preparado antes do uso.
As principais providências são:
• Filtragem
• Resfriamento
• Secagem
13. Por que o ar comprimido precisa ser filtrado?
O ar aspirado contém sujeira e poeira. Dependendo
do tipo de compressor, o ar comprimido pode conter
partículas de óleo de lubrificação do compressor. A
filtragem remove esses componentes do ar.
14. Quais filtros são usados?
Geralmente são usados os seguintes filtros:
• Filtro ciclone serve para separação de sujeira
grosseira e partículas de poeira
• Pré-filtro serve para separação de partículas finas
de poeira
• Filtros de alta performance servem para separar as
partículas mais finas de pó e, eventualmente, de óleo
15.. Por que o ar comprimido precisa ser resfriado?
A compressão do ar gera calor. O nível de temperatura
depende da pressão final de compressão. Quanto mais
alta a pressão, maior o aquecimento. Por causa do risco
de acidentes, certas temperaturas máximas (usualmente
entre 160 e 200 °C) não podem ser ultrapassadas. Por
esse motivo, o ar comprimido é conduzido através de
um resfriador. No caso de compressores de múltiplos
estágios, o ar também é resfriado entre os estágios.
10
Classes de qualidade do ar comprimido (DIN ISO 8573-1)
Classe Teor máximo de resíduos Teor máximo de resíduos Teor max.
de água
de pó
de óleo
Resíduo de Ponto de con- Densidade Tamanho do
água g/m³ densação °C do pó mg/m³ pó mg/m³ mg/m³
1
0,003
– 70
0,1
0,1
0,01
2
0,117
– 40
1
1
0,1
3
0,88
– 20
5
5
1
4
5,953
+3
8
15
5
5
7,732
+7
6
9,356
+10
10
40
25
–
–
–
PNW-T05
Métodos de secagem do ar comprimido
Tipo de secagem
Método
Condensação
Supercompressão
Secagem a frio
Agente de secagem
Difusão
Secagem por membrana
Sorção
Absorção
Agente de secagem
sólido
Agente de secagem
solúvel
Agente de secagem
líquido
Adsorção
Regeneração fria
Regeneração quente
interna
Regeneração quente
externa
Regeneração a vácuo
PNW-T06
11
16.. Por que o ar comprimido precisa ser secado?
O ar atmosférico sempre contém uma certa quantia
de vapor de água. Como a água, ao contrário do ar,
não pode ser comprimida, esse vapor de água, após a
compressão e resfriamento do ar comprimido, se deposita em forma líquida (água). A água pode provocar
corrosão e mau funcionamento da rede de tubulações
e dos equipamentos e, por isso, deve ser removida
(“secada”). Por essa razão, são instalados secadores
nos sistemas pneumáticos.
17. O que acontece com a água residual?
Na água residual se acumulam todos os elementos
sugados junto com o ar, como sujeira, poeira e outros
poluentes. Dependendo do tipo do compressor, ela
também pode conter partículas de óleo. Como esses
poluentes se encontram na água de forma concentrada, as mesmas restrições especiais contra contaminação se aplicam à água residual. Portanto, ela deve
ser descartada de acordo com as regulamentações
pertinentes.
12
Água contida no ar
Temperaturas
negativas
Ponto de
condens.
°C
Umidade
máxima
g/m³
–5
3,238
– 10
2,156
Temperaturas
positivas
Ponto de
condens.
°C
Umidade
máxima
g/m³
0
4,868
Ponto de
condens.
°C
Umidade
máxima
g/m³
5
6,79
10
9,356
– 15
1,38
15
12,739
– 20
0,88
20
17,148
– 25
0,55
25
22,83
– 30
0,33
30
30,078
– 35
0,198
35
39,286
– 40
0,117
40
50,672
– 45
0,067
45
64,848
– 50
0,038
50
82,257
– 55
0,021
55
103,453
– 60
0,011
60
129,02
– 70
0,0033
70
196,213
– 80
0,0006
80
290,017
– 90
0,0001
90
417,935
PNW-T04
13
INSTALAÇÕES PNEUMÁTICAS
18. Quais critérios são mais importantes para o
planejamento de uma instalação pneumática?
Os seguintes critérios devem ser considerados no
planejamento de uma instalação pneumática:
• As pressões no sistema
• A demanda de ar comprimido
• Potência do compressor
• O sistema de tubulações
19. Quais pressões podem ser encontradas num
sistema pneumático?
As pressões mais importantes dentro de um sistema
pneumático são:
• A pressão máxima do compressor
• A pressão de trabalho
• A pressão de fluxo
20. O que significa pressão máxima do compressor?
A pressão máxima do compressor é a pressão mais
alta que o compressor escolhido é capaz de gerar.
A pressão no reservatório de ar, e com isso no sistema, oscila de acordo com a variação da demanda de
ar dos equipamentos conectados entre uma pressão
máxima e mínima. Além disso, há as perdas de pressão devido a vazamentos no sistema. O compressor
deve ser capaz de compensar essas oscilações de
pressão. A pressão máxima do compressor deve, portanto, ser maior do que a pressão de trabalho prevista
para o sistema.
14
21. O que significa pressão de trabalho?
Pressão de trabalho é a pressão mínima que precisa
estar disponível para os equipamentos conectados.
Possíveis perdas por vazamentos e perdas de fluxo
devem ser levadas em consideração.
22. O que se entende por pressão de fluxo?
A pressão de fluxo é a pressão disponível no niple
de conexão enquanto o equipamento está ligado e
operando em regime de consumo máximo de ar. A
ferramenta pneumática somente pode fornecer a
potência prevista se a pressão de fluxo nesse modo
operacional atingir o valor mínimo especificado pelo
fabricante (geralmente 6 bar).
23. Por que a pressão de fluxo precisa ser medida
diretamente no equipamento?
Porque até esse ponto todas as perdas são provocadas pela rede de tubulação, válvulas e registros, até
mesmo devido à tubulação flexível (possivelmente
subdimensionada), que deveriam ser levadas em
conta.
15
Medição da pressão de fluxo
3a
2
1
3b
2
1 Mangueira de conexão
2 Manômetro
3a Ferramenta pneumática sem carga
(não regulamentar)
3b Ferramenta pneumática a plena carga (regulamentar)
16
EWL-D026/P
1
24. Como é composta a demanda de ar comprimido de
uma instalação pneumática?
Fatores determinantes do consumo de uma instalação
pneumática são:
• Demanda de ar comprimido dos equipamentos
• Média do tempo de ocupação dos equipamentos
• O fator de simultaneidade
• Perdas no sistema
• Reservas
• Erros de estimativa
Onde a demanda de ar comprido dos equipamentos
deve ser corrigida pela média do tempo de ocupação
e pelo fator de simultaneidade e adicionados os fatores de reservas, de perdas e os erros de estimativa.
25. Como se determina o consumo das ferramentas
pneumáticas?
Pela soma de todas as ferramentas individuais de
acordo com as especificações técnicas do fabricante,
levando em conta os fatores de correção.
26. O que é tempo médio de ocupação?
A maioria das máquinas pneumáticas não fica permanentemente em operação. Por causa das interrupções
entre as operações individuais de trabalho, elas são
ligadas e desligadas conforme a necessidade. Isso
varia de acordo com o tipo de ferramenta. Usualmente, ferramentas de lixar trabalham por períodos mais
longos, ferramentas de parafusar trabalham com mais
pausas. A média de tempo em que a ferramenta permanece ligada, geralmente convertida em relação a
uma hora, é denominada tempo médio de ocupação.
17
27. O que é fator de simultaneidade?
Sabe-se pela experiência que, quando um grande
número de equipamentos está conectado numa instalação, nunca todos são usados ao mesmo tempo, pois
a maioria das operações de trabalho ocorre com defasagem de tempo e suas durações não são uniformes.
A parcela de tempo em que todos os equipamentos
são usados simultaneamente é denominada fator de
simultaneidade e entra no cálculo junto com o tempo
de ocupação como coeficiente redutor da demanda.
28. O que se entende por perdas?
As perdas em instalações pneumáticas ocorrem
por causa dos vazamentos e do atrito do fluxo de ar
comprimido na rede de tubulações. De acordo com a
experiência, as perdas em instalações pneumáticas
novas correspondem a aproximadamente 5%. Já nas
instalações pneumáticas antigas, as perdas podem
chegar a aproximadamente 25%.
29. O que se entende por reservas?
Como a demanda de ar comprimido é calculada
inicialmente apenas para os equipamentos atualmente conectados, é preciso considerar reservas para
futuras necessidades de expansão do sistema a fim
de minimizar os custos de atualização. Dependendo
das perspectivas e do ramo, podem ser projetadas
reservas de até 100%.
18
30. O que é erro de estimativa?
Apesar do apurado método de cálculo, a demanda real
de ar comprimido nunca pode ser determinada com
exatidão. Por isso, para compensar possíveis erros
de estimativa, são adicionados, como valor empírico,
aproximadamente 15% da demanda calculada.
31. Como é determinada a potência do compressor?
Dentre outros fatores, a potência do compressor é
determinada pelos seguintes critérios:
• Pressão máxima
• Volume fornecido
• Tipo de compressor
• Número de compressores
• Tamanho do reservatório de ar
32. Por que é melhor vários compressores pequenos
do que um compressor grande?
Compressores grandes possuem uma alta demanda de
energia. Se, em vez de um compressor grande, forem
usados vários compressores pequenos, eles podem ser
ligados ou desligados individualmente de acordo com a
demanda atual de ar comprimido. Isso, por um lado, leva
a uma considerável economia de energia e, por outro, um
compressor pode ser retirado da rede para manutenção
sem que toda a instalação tenha que ser paralisada.
33. Qual é a função do reservatório de ar?
O reservatório de ar armazena uma certa provisão
de ar comprimido e iguala as oscilações de pressão
(p.ex., causadas pelo pistão do compressor). Ele
garante as fases de elevada demanda de ar comprimido e permite a operação intermitente do compressor
(i.e. ligando e desligando conforme a necessidade) e,
com isso, economiza energia.
19
SISTEMA DE TUBULAÇÃO
34. Qual é a função do sistema de tubulação (rede)?
A função primordial do sistema de tubulação é
transportar o ar comprimido até os equipamentos individuais. Secundariamente, o volume das tubulações
complementa o volume do reservatório de ar.
35. Existem diversos sistemas de tubulação (rede)?
Sim. Os dois sistemas típicos são designados como:
• Ramificado
• Anel fechado
Ambos os sistemas possuem suas vantagens e desvantagens que precisam ser consideradas em função
da concepção do sistema. É por isso que, na prática,
são usadas com freqüência versões mistas de ambos.
20
36. O que é um sistema ramificado?
Tubulações ramificadas derivam de grandes tubulações de distribuição ou da tubulação principal e terminam no equipamento. Elas têm a vantagem de exigir
menor extensão de tubos do que o sistema de anel
fechado. Mas também há a desvantagem de terem
que ser maior dimensionadas do que o sistema de
anel fechado e provocarem, freqüentemente, grandes
perdas de pressão.
Sistema de distribuição de ar comprimido
Sistema ramificado
7
6
3
5
4
4
2
EWL-D018/P
8
1
9
1 Compressor
2 Válvula de bloqueio
3 Reservatório de
ar comprimido
4 Dreno de água
de condensação
5
6
7
8
9
Válvula de segurança
Secador de ar comprimido
Tubulação principal
Tubulação ramificada
Conexão do equipamento
21
37. O que é um sistema de anel fechado?
Um sistema de anel fechado forma um circuito de
distribuição fechado. Para fornecer ar comprimido via
anel fechado, o ar comprimido percorre um caminho
mais curto do que no sistema ramificado. Isso reduz
a queda de pressão. O dimensionamento do sistema
de anel fechado pode ser calculado com metade do
comprimento fluidodinâmico do tubo e com metade
do volume de fluxo. A desvantagem é a maior demanda de tubulações.
Sistema de distribuição de ar comprimido
Sistema de anel fechado
7
6
3
5
4
4
EWL-D017/P
2
1
8
9
1 Compressor
2 Válvula de bloqueio
3 Reservatório de
ar comprimido
4 Dreno de água
de condensação
22
5
6
7
8
9
Válvula de segurança
Secador de ar comprimido
Tubulação principal
Tubulação ramificada
Conexão do equipamento
38. Qual é a influência do comprimento dos tubos,
derivações, cotovelos, válvulas e engates?
Quanto mais longa a tubulação de ar comprimido,
maiores são as perdas por atrito do fluxo de ar na
parede da tubulação. Como as perdas por atrito
se convertem em perda de pressão, as tubulações
longas requerem um diâmetro maior para reduzir a
resistência.
Dependendo do modelo e fabricação, as derivações,
cotovelos, válvulas e engates causam frequentemente
perdas substanciais por atrito no fluxo de ar. Portanto, seu número deve ser mantido o menor possível
e deve ser dada preferência aos modelos mais
favoráveis ao fluxo. Existem fatores para os componentes comuns que entram no cálculo do sistema de
tubulação em metros (adicionais) de comprimento de
tubo (veja tabela).
23
Sistemas pneumáticos
Regras para instalação
Características desfavoráveis para o fluxo
Peça T
Cotovelo
Características favoráveis para o fluxo
Peça de bifurcação
Curva
Correto
α= Aprox. 30°
24
r = 6d
EWL-D019/P
Ruim
25
8
1,2
0,3
1,5
0,3
0,15
2
0,5
Válvula de membrana
Registro de gaveta
Curva fechada 90°
Curva aberta 90°,
R=d
Curva aberta 90°,
R = 2d
Peça T
Peça de redução
D = 2d
DN 25
1,5
2,5
1,5
10
2
1
1,5
5
1
0,5
7
2
3,5
0,6
0,3
4
1
2,5
0,5
0,7
3
4
PN T 07
2,5
2
1
0,7
0,5
20
10
8
4,5
3
2
3,5
60
50
0,25
DN 150
DN 125
25
15
10
DN 100
DN 80
DN 50
DN 40
Para uma bitola nominal do tubo ou acessório (DN)
Corresponde ao comprimento em metros de um tubo reto
Válvula de bloqueio
Acessório ou
conexão
FERRAMENTAS PNEUMÁTICAS
39. O que são ferramentas pneumáticas?
Ferramentas pneumáticas são ferramentas e máquinas que usam o ar comprimido como meio de energia.
Dentro do objetivo desta publicação, são descritas as
ferramentas pneumáticas manuais.
40. Quais são as vantagens das ferramentas
pneumáticas?
As vantagens das ferramentas pneumáticas em
comparação com as ferramentas elétricas podem ser
resumidas nos seguintes atributos:
• Simplicidade
• Confiabilidade operacional
• Segurança no trabalho
• Proteção contra sobrecarga
41. O que se entende por simplicidade?
A construção e o funcionamento das ferramentas
pneumáticas são muito simples em comparação com
as ferramentas elétricas. Por essa razão, elas são
muito robustas e não suscetíveis a falhas. Movimentos lineares podem ser criados diretamente, sem
componentes mecânicos elaborados como alavancas,
excêntricos, discos de cames, fusos helicoidais e
similares.
26
42. O que se entende por confiabilidade operacional?
Mesmo sob grandes variações de temperatura e
temperaturas extremas, como também em ambientes
molhados, o ar comprimido condicionado trabalha
sem problemas. Ele também pode ser empregado
em temperaturas extremamente altas. Vazamentos
nas ferramentas pneumáticas e nas tubulações não
interferem na segurança nem na operacionalidade da
instalação. Equipamentos e componentes pneumáticos
geralmente mostram pouco desgaste. Por conseqüência possuem longa vida útil e baixa taxa de falhas.
43. O que se entende por segurança no trabalho?
No que se refere a fogo, explosão e riscos elétricos, as
ferramentas pneumáticas são muito seguras. Mesmo
em áreas sujeitas a incêndio, explosão ou gás metano,
as ferramentas pneumáticas podem ser operadas
com segurança. Em ambientes molhados ou ao ar
livre, as ferramentas pneumáticas também podem ser
usadas sem problemas. Equipadas com vedações,
elas podem ser usadas até mesmo debaixo da água.
44. O que se entende por proteção contra sobrecarga?
Ferramentas pneumáticas e seus elementos operacionais podem ser sobrecarregados até o bloqueio
sem serem danificados. Por isso eles são tidos como
à prova de sobrecarga. Ao contrário da rede elétrica, a
rede de ar comprimido pode ser sobrecarregada sem
hesitação. Se a pressão cair demais, o trabalho excedente não pode ser executado. Mas não há nenhum
dano para a rede nem para os elementos operacionais. Como o ar comprimido se resfria ao ser liberado
durante o consumo, as ferramentas pneumáticas não
aquecem.
27
45. Quais motores pneumáticos são usados em
ferramentas pneumáticas?
Os motores para ferramentas pneumáticas são baseados em dois princípios:
• Motores de fluxo (dinâmico)
• Motores de deslocamento positivo
Dependendo do tipo e da aplicação da ferramenta
pneumática, são usados motores baseados num dos
dois princípios.
46. O que se entende por motores de fluxo?
Nos motores de fluxo, o ar flui continuamente através
do motor. Nos motores de fluxo também são conhecidos como turbinas. Existem duas variações básicas:
• Turbinas axiais
• Turbinas radiais
Uma característica dos dois tipos de turbina é que a
energia do fluxo de ar comprimido é transformada
exclusivamente em movimento rotativo.
47. Quais são as características das turbinas?
Nas turbinas axiais, o fluxo escoa axialmente, (paralelamente ao eixo), e a energia é transferida pelo rotor
de pás. Geralmente, as turbinas axiais têm diâmetro
menor, mas, quando equipadas com vários estágios
de rodas de pás, seu comprimento é proporcionalmente maior.
Nas turbinas radiais, o fluxo escoa radialmente,
(perpendicular ao eixo), e a alimentação do ar
comprimido é tangencial. A característica típica das
turbinas radiais é seu diâmetro relativamente grande;
em compensação, seu comprimento é curto.
28
Turbinas
Princípio de funcionamento
Turbina de fluxo radial
Rotor perpendicular escoa o fluxo no sentido radial
Rotor de hélices escoa o fluxo no sentido axial
EWL-D023/P
Turbina de fluxo axial
29
48. Onde são usadas as turbinas?
As turbinas são usadas geralmente em tipos especiais
de ferramentas pneumáticas, em geral onde são exigidas altas rotações, construção simples e tamanho
reduzido, por exemplo, pequenas ferramentas de
esmerilhar. Típicas áreas de aplicação são ferramentaria, construção de moldes e odontologia.
49. O que são motores de deslocamento positivo?
Nos motores de deslocamento positivo, o ar comprimido é introduzido em câmaras de volume variável.
As câmaras, conhecidas como células ou cilindros
de pistão, são movidas pelo ar comprimido ao longo
de um perímetro numa carcaça cilíndrica ou em
movimento linear ao longo de um cilindro. Motores
de deslocamento positivo podem ser construídos
numa infinidade de modelos. Peculiar nos motores de
deslocamento positivo é que a energia do fluxo de ar
comprimido pode ser convertida tanto em movimento
linear quanto em movimento rotativo. Por isso, no
caso dos motores de deslocamento positivo, é feita
uma distinção entre:
• Motores lineares
• Motores rotativos
Dentro desses grupos, as ferramentas pneumáticas
usam, principalmente:
• Motores lineares oscilantes
• Motores de palhetas
50. Quais são as características dos motores lineares
oscilantes?
Durante a operação, os motores lineares oscilantes
executam um movimento alternativo automático, cuja
freqüência pode ser determinada pelo modelo e pela
vazão de ar. As válvulas necessárias para o controle
30
do movimento são integradas no próprio motor. Áreas
típicas de aplicação: martelos de percussão (“martelo
de ar comprimido”), desencrustadores de agulhas,
rebitadores e cinzéis pneumáticos.
Motor linear pneumático
1
2
3
4
Ferramenta
Pistão (de impacto)
Válvula comutadora
Escape de ar
1
5 Canal de desvio
6 Volume do curso de trabalho
7 Volume do curso de retorno
2
6
Curso de trabalho (início)
O ar comprimido entra no cilindro
3 e acelera o pistão para a frente.
O ar na seção frontal do cilindro é
evacuado pelo escape.
4
5
Curso de trabalho
O ar comprimido acelera o pistão
mais para a frente e o escape de
3
ar é fechado. O ar na seção frontal
do cilindro agora é evacuado pelo
canal de desvio em direção à válvula
comutadora.
6
7
5
Transmissão do impacto e
reversão
O pistão colide com a ferramenta
e transfere sua energia. A pressão
na seção posterior do cilindro sai
pelo escape, a válvula comutadora
inverte a direção do fluxo.
3
4
5
7
4
6
3
Curso de retorno
-A válvula comutadora permite a pas
sagem do ar comprimido pelo canal
de desvio até a seção frontal do
cilindro, fazendo o pistão retornar.
O pistão intensifica a pressão na
seção posterior do cilindro, fazendo
a válvula comutadora inverter
novamente a direção do fluxo.
EWL-D002/P
31
51. Quais são as características dos motores de
palhetas?
Os motores de palhetas convertem a energia do fluxo
de ar comprimido em movimento mecânico rotativo.
A rotação e o torque dependem do volume da câmara
e da vazão do ar comprimido. O design simples e a
construção compacta fazem do motor de palhetas um
despretensioso, mas eficiente, meio de acionamento
para ferramentas pneumáticas.
Motor pneumático de palhetas (lamelas)
4
2
3
5
1
1
2
3
4
5
Carcaça
Rotor
Palhetas
Entrada de ar
Saída de ar
O ar flui para uma
câmara e gira o rotor na
direção da superfície
maior da palheta.
A rotação continua, o
ar flui para a próxima
câmara.
A câmara passa pelo furo
de saída, o ar escapa.
EWL-D001/P
32
52. Quais são as vantagens de um motor pneumático
com controle de rotação?
O controle da rotação de uma ferramenta traz as
seguintes vantagens:
• Economia de ar no regime sem carga
• Baixa rotação no regime sem carga
• Redução do desgaste das palhetas
• Baixa geração de ruído
• Maior progresso do trabalho
• Melhor qualidade do trabalho
Portanto, as ferramentas com controle de rotação têm,
em geral, preferência diante daquelas sem controle.
Controle de rotação
4
3
2
2 Contrapesos de regulagem
3 Corpo da válvula
4 Mola de retorno
EWL-PN003/G
2
33
Curvas características
com e sem controle de rotação
M max Torque de estrangulamento
M
P max
EWL-PN002/G
P
Potência P
Torque M
Torque de partida
com controle de rotação
sem controle de rotação
Rotação
n
no
controlada
no
não controlada
53. Por que determinadas ferramentas pneumáticas
necessitam de uma caixa de redução?
Apesar de os motores volumosos desenvolverem um
torque elevado, por causa do seu tamanho eles não
são adequados para acionar as pequenas e ergonômicas ferramentas pneumáticas. Conseqüentemente, os
pequenos motores pneumáticos precisam operar em
elevadas rotações para atingir uma boa relação peso/
potência. A alta rotação do motor é, então, reduzida
para a rotação requerida por meio de uma caixa de
engrenagens adicional que, ao mesmo tempo, eleva o
torque na proporção da redução da rotação.
34
54. Qual é a demanda de ar comprimido das
ferramentas pneumáticas?
O consumo de ar das ferramentas pneumáticas é variável e depende muito do tipo da ferramenta e, dentro
de um mesmo tipo, do tamanho da ferramenta.
Para um cálculo exato, devem ser usados os valores
de consumo específico contidos nos catálogos do
fabricante.
55. Quais tipos de ferramentas pneumáticas são mais
comuns?
No ramo profissional e industrial, são usadas, sobretudo, as ferramentas pneumáticas classificadas nos
seguintes grupos principais:
• Ferramentas de bico
• Ferramentas de impacto
• Ferramentas rotativas. Estas incluem furadeiras,
parafusadeiras, esmerilhadeiras
Além disso, existem as ferramentas especiais, como
tesouras pneumáticas, tesouras-punção e serras.
56. O que se entende por ferramentas de bico?
Pertencem ao grupo das ferramentas de bico:
• Os bicos de sopro
• As pistolas de pintura
• Os bicos de jatos (de areia)
As ferramentas de bico fazem parte das ferramentas
pneumáticas mais simples. O ar comprimido carrega
com seu jato o agente de trabalho empregado. Seu
consumo de ar é determinado pelo formato e diâmetro do orifício do bico.
35
57. O que se entende por ferramentas pneumáticas de
impacto?
Pertencem ao grupo das ferramentas pneumáticas de
impacto:
• Grampeador
• Pregador
• Martelo de demolição
• Martelo perfurador
• Martelo rebitador
• Desencrustador de agulhas
O acionamento é feito por meio de cilindro de pressão
(grampeador, pregador) ou por meio de motores lineares oscilantes (martelo demolidor, martelo perfurador,
martelo rebitador, desencrustador de agulhas).
58. Quais as vantagens das ferramentas pneumáticas
de impacto?
Para altas potências, elas são relativamente pequenas
e de fácil manuseio. Ao contrário das ferramentas
elétricas, o movimento de impacto linear pode ser produzido diretamente. Devido à ausência de sistemas de
inversão mecânicos, como mecanismo de manivela, essas ferramentas têm construção extremamente simples
e, por isso, são excepcionalmente robustas. Mediante o
resfriamento do ar comprimido em expansão, é possível trabalhar continuamente sem problemas.
59. O que se entende por ferramentas pneumáticas
rotativas?
Essas são todas as ferramentas pneumáticas com
fuso de acionamento rotativo e/ou que são acionadas
por um motor rotativo. Elas compõem o grupo principal das ferramentas pneumáticas.
36
60. Como as furadeiras e parafusadeiras com
acionamento pneumático se diferenciam daquelas
com acionamento elétrico?
As diferenças mais importantes em relação às ferramentas elétricas são:
• Tamanho menor para modelos de mesma potência
• À prova de sobrecarga, a ferramenta pode ser
“forçada” sem nenhuma conseqüência
• Nenhum aquecimento durante a operação
• Nenhum risco elétrico em ambientes molhados,
construções metálicas e áreas externas
61. Qual o nível de importância das parafusadeiras no
grupo das ferramentas pneumáticas?
As parafusadeiras formam o maior grupo dentro da
categoria de ferramentas pneumáticas rotativas.
62. Onde as parafusadeiras pneumáticas são mais usadas?
Elas são usadas com mais freqüência para montagens
no setor de produção, na construção de estruturas
metálicas, como também na assistência técnica
automobilística.
63. Quais são os tipos de parafusadeiras pneumáticas
existentes?
Conforme a finalidade de uso, existem vários tipos de
parafusadeiras pneumáticas. Os mais importantes são:
• Parafusadeira de bloqueio
• Parafusadeira com interruptor automático
• Parafusadeira com limitador de torque
• Parafusadeira de impulso
• Chave de catraca
• Chave de impacto giratório
• Parafusadeira com batente de profundidade
Esses tipos possuem diversas apresentações e combinações, tais como parafusadeira reta, angular, cabo central.
37
Ferramentas Pneumáticas de aperto
Empunhadeira na carcaça
Empunhadeira central
Chave de catraca
Parafusadeira de impulso
Parafusadeira de impacto
giratório (alto torque)
38
EWL-D046/P
Chave de impacto giratória
(nos dois tipos: médio e alto torque)
64. Quais são as áreas de aplicação de cada tipo de
parafusadeira?
Os tipos de parafusadeiras são escolhidos de acordo
com sua área de aplicação específica. As áreas de
aplicação podem ser descritas grosseiramente como:
• Parafusadeira de bloqueio: torque de muito baixo a
baixo. Setor de produção
• Parafusadeira com interruptor automático: torque
de pequeno a médio. Setor de produção
• Parafusadeira com limitação de torque: torque de
pequeno a médio. Setor de produção, montagem
• Parafusadeira de impulso: torque de médio a alto com
grande precisão. Setor de produção, montagem
• Chave de impacto giratório: torque de alto a muito
alto. Montagem, construção de estruturas metálicas,
indústria automobilística, assistência técnica
• Chave de catraca: torque de pequeno a médio em
espaços de trabalho restritos
65. Quais são os tipos de esmerilhadeiras pneumáticas
existentes?
Os tipos usuais de esmerilhadeira são:
• Esmerilhadeira reta
• Esmerilhadeira vertical
• Esmerilhadeira angular
Dentro do grupo de esmerilhadeiras pneumáticas,
predominam as esmerilhadeiras retas, principalmente, as de pequenas e pequeníssimas dimensões. As
esmerilhadeiras verticais são usadas, principalmente,
nos trabalhos pesados e grosseiros (fundição), na
faixa de potência mais alta, enquanto as esmerilhadeiras angulares no segmento de média potência podem
ser usadas universalmente.
39
Esmerilhadeira pneumática reta
A
B
C
D
A Rotações de 50.000 a 80.000 rpm
Potência 50 W
C Rotação 20.000 rpm
Potência 450 W
D Rotação 6.000 rpm
Potência 2.500 W
40
EWL-D040/P
B Rotações de 15.000 a 30.000 rpm
Potência 400 W
Esmerilhadeira pneumática vertical
A
B
B Faixa de potência 2.500 W a 3.500 W
EWL-D041/P
A Faixa de potência até 500 W
41
Esmerilhadeira e Lixadeiras pneumáticas
Esmerilhadeira angular
Lixadeira orbital
42
EWL-D036/P
Lixadeira excêntrica
ACESSÓRIOS
66. Quais são os acessórios para ferramentas
pneumáticas?
Os acessórios para ferramentas pneumáticas são,
principalmente:
• Unidade de manutenção
• Engates
• Balancins de mola
Para a aplicação prática, os acessórios são imprescindíveis.
67. O que é uma unidade de manutenção?
A unidade de manutenção é uma combinação de:
• Registro de bloqueio
• Filtro com coletor de água de condensação
• Redutor de pressão
• Dosador de óleo (se necessário)
A unidade de manutenção é conectada à rede no
local de consumo e permite a conexão de um ou mais
equipamentos.
68. Por que o ar comprimido precisa ser “oleado”?
As peças deslizantes dos motores pneumáticos precisam ser lubrificadas para evitar falhas prematuras
devido a desgaste. Por isso, o óleo é adicionado ao ar
comprimido em pequenas doses (“névoa de óleo”).
43
Unidade de manutenção
2
4
1
2
3
4
3
Filtro e dreno de água de condensação
Redutor de pressão
Dosador de óleo
Registro de bloqueio
EWL-D024/P
1
69. Em quais casos o ar comprimido não precisa ser
“oleado”?
Na realidade, a presença de óleo no ar comprimido
é indesejável, porque ele polui o ambiente depois
de sair da ferramenta pneumática. Por isso, o ar de
exaustão precisa ser freqüentemente canalizado por
uma linha separada. Entretanto, novas combinações
de materiais com plásticos autolubrificantes no
interior dos motores pneumáticos permitem cada vez
mais o uso de ar comprimido isento de óleo.
44
70. Para que servem os engates?
Os engates são usados como ligações desconectáveis
entre a mangueira e o equipamento (a ferramenta
pneumática). É feita uma distinção entre:
• Engates com rosca
• Engates de encaixe
Os acoplamentos com rosca são usados, geralmente,
quando o equipamento é instalado em local permanente. Os engates de encaixe (engate rápido) permitem desconectar a mangueira de forma mais fácil e
sem uso de ferramentas, p.ex., da rede de tubulações
ou da ferramenta pneumática. Portanto, eles são
empregados onde se requer flexibilidade de uso.
Engates rápidos para ar comprimido
3
Opções de montagem
1
3
2
2
3
1
4
4
2
3
1
2
3
4
Engate
Niple
Mangueira
Conexão roscada
EWL-D021/P
1
45
71. Qual é a função do balancim de mola?
Os balancins de mola são usados para manter a ferramenta pneumática ao alcance do usuário e, ao mesmo
tempo, compensar o peso da ferramenta. Normalmente, as ferramentas pneumáticas (na maioria,
parafusadeiras) na área de produção são penduradas
no teto com balancins de mola. A força de tração
da mola pode ser ajustada exatamente ao peso da
máquina, permitindo que ela seja movida na direção
vertical com o mínimo esforço. O cabo de suspensão
é enrolado e desenrolado adequadamente dentro do
balancim. Conseqüentemente, o usuário quase não
precisa despender força vertical para operar a ferramenta; isso reduz consideravelmente o cansaço.
46
Balancim de mola na montagem
1
2
1 Rolo de balancim de mola
2 Cabo de suspensão
3 Ferramenta
EWL-D030/P
3
47
72. Para que servem os silenciadores?
Após passar através do motor, o ar descomprimido emerge da ferramenta pneumática, no que a
velocidade do fluxo de ar gera um ruído característico. Por isso, são usados os silenciadores. Eles são
integrados à empunhadeira da máquina ou instalados
externamente. Para uma redução ideal do ruído, o
ar de escape é canalizado adicionalmente por uma
mangueira de exaustão separada, alcançando um
maior amortecimento do ruído e conduzindo o ar de
exaustão para fora do local de trabalho.
Ferramenta pneumática
com silenciador acoplado
1
3
48
Ferramenta pneumática
Mangueira de ar
Silenciador acoplado
Ar de exaustão
2
EWL-D047/P
4
1
2
3
4
SEGURANÇA
73. Quais as medidas de segurança requeridas para as
ferramentas pneumáticas?
O ar comprimido contém energia acumulada que deve
ser manuseada com cuidado, por exemplo, como a
carga de uma bateria carregada. A abertura de vasos
e tubulações de pressão pode liberar energia de
forma abrupta. Para a ferramenta propriamente dita,
valem naturalmente as mesmas regras aplicadas para
as ferramentas acionadas por motor.
74. Qual a regra mais importante para trabalhos de
manutenção no sistema pneumático?
Primordialmente, deve ser aliviada a pressão da
instalação ou da ferramenta em questão antes do
início do trabalho.
75. O que deve ser observado ao desconectar os
denominados engates rápidos?
O ar comprimido na mangueira de conexão escapa
abruptamente e com alta força de recuo, acompanhada de um ruído sibilante de alta intensidade. O recuo
repentino pode arrancar a mangueira da mão e seu
movimento descontrolado pode causar acidentes.
A geração de ruído pode provocar danos auditivos.
Antes de soltar o engate rápido, deve-se fechar o
registro da linha de suprimento e aliviar a pressão
da mangueira de conexão, acionando brevemente a
ferramenta pneumática.
49
50
M 1.2
M 1.6
M 1.4
0.1 Nm
Qualid. Qualid. (DIN VDI
8.8
6.6
2230)
Torque
3.5 l/s
2.5 l/s
Consumo de ar (*)
Diâm.
paraf.
120 W
20 W
Classe de potência
5.5 l/s
10 l/s
5.5 l/s
180 W
Parafusadeira reta
Tipo de construção
10 l/s
400 W
Cabo central
Nenhuma influência do usuário no torque
Influência do usuário
400 W
Torque máximo limitado devido ao efeito de reação do usuário
Características
180 W
Para conexões parafusadas com torque de alta precisão
Aplicação
5 l/s
180 W
11 l/s
370 W
11 l/s
400 W
Parafusadeira angular
Parafusadeira com desacoplamento automático
Tipo de parafusadeira
18 l/s
740 W
(DIN VDI
2230)
M 1.6
M 1.4
Qualid.
6.6
Torque
M 1.2
Qualid.
8.8
Diâm.
paraf.
Consumo de ar(*)
Classe de potência
Tipo de construção
Influência do usuário
Características
Aplicação
Tipo de parafusadeira
O CAMINHO LÓGICO PARA A PARAFUSADEIRA PNEUMÁTICA CORRETA
51
1 Nm
M6
10 Nm
M6
M 18
M6
M 18
M6
M5
M5
M5
M4
M5
M3
M 3.5
M4
M 2.5
M4
M4
M3
M 3.5
M3
M3
M 2.2
M 2.5
M 2.5
M2
M 2.5
M 1.8
M 2.2
M2
M2
M2
M 1.6
M 1.8
M 1.4
M 1.8
M 1.6
M 1.8
M 1.4
52
M 30
M 30
M 30
M 30
M 24
1000
Nm
M 20
M 18
M 22
M 24
M 22
M 16
M 24
M 24
M 22
M 20
M 14
M 12
M 12
M8
M 22
M 20
M 18
M 20
M 18
M 18
M 16
M 16
M 16
M 14
100 Nm
M 14
M 10
M 14
M 12
M 10
M8
M 12
M 10
M8
M 10
M8
53
Vitrines em geral
Robusta e universal
240 Watt
21.000
40 mm
6 l/s
220 Watt
33.000
20
6 l/s
Extremamente fácil de operar
100 Watt
50.000
13 mm
3 l/s
Ferramentaria
50 Watt
55.000/
85.000
10 mm/
6 mm
2 l/s
Aplicação
Características
Classe de potência
Faixa de velocidade
Diâmetro da ponta montada
Consumo de ar (*)
3 l/s
13 mm
50.000
120 Watt
Tipo
Esmerilhadeira reta
Tipo
11 l/s
50 mm/
40 mm/
30 mm
15.000/
21.000/
26.000
400 Watt
O CAMINHO LÓGICO PARA A ESMERILHADEIRA CORRETA
Consumo de ar (*)
Ponta montada
Rotação /
oscilações
Classe de potência
Características
Aplicação construção
54
5.400
170 mm
11 l/s
19.000
75 mm
9 l/s
Faixa de velocidade
Diâmetro da ponta montada (bre)
Consumo de ar (*)
13 l/s
115 mm
180 mm
13.000
45 l/s
230 mm /
180 mm
6.500
8.500
2500 Watt
400 Watt
550 Watt
Robusta e fácil de operar, para esmerilhado horizontal
320 Watt
Fundições
Classe de potência
Aplicação
Propriedades características
Esmerilhadeira vertical
Metalurgia em geral
Tipo
60 l/s
230 mm /
6.500 /
8.500 /
3500 Watt
Tipo
Consumo de ar (*)
Ponta
montada
Rotação /
oscilações
Classe de potência
Características properties
Aplicação
SAC Grande São Paulo (11) 2126 1950
SAC Demais localidades 0800 70 45446
www.bosch.com.br
6 008 FG6 419
www.bosch.com.br/br/ferramentas_pneumaticas