Seleção De Matriais Em Cilindro Pneumático

Resumo

Este artigo visa detalhar o processo de um projeto mecânico de um produto já existente no mercado. Este projeto tem foco principal na seleção de materiais, buscando entender o papel que cada material desempenha no produto, onde devem ser analisadas propriedades físicas e mecânicas necessárias, características de método de fabricação, custo, entre outras.

O projeto será baseado no conceito de engenharia reversa e será dividido basicamente nas seguintes etapas:

Conceito: investigação e explicação dos princípios de funcionamento.

Corporificação: determinação das condições e restrições de operação.

Detalhamento: especificação dos materiais de acordo com as restrições determinadas.

O produto mecânico utilizado nesta análise é um cilindro pneumático, conforme o modelo da imagem abaixo.Introdução

Um cilindro pneumático é um tipo de dispositivo usado para gerar força a partir da energia do gás sob pressão.

Nosso cilindro pneumático é do tipo cilindro de ação dupla compacto e é utilizado para converter a força gerada pelo ar comprimido em movimento linear em duplo sentido. Consiste de uma câmara cilíndrica com um pistão móvel e duas entradas de ar, que funcionam alternadamente como admissão e escape, conforme sentido do movimento. Um diferencial do cilindro estudado é o seu tamanho compacto, isso faz com que ele seja indicado para aplicações específicas.

A imagem abaixo representa o esquema funcional do cilindro pneumático:

Para operar o cilindro, primeiramente devemos pressurizar um gás, normalmente o ar, e isto pode ser feito através de equipamentos chamados compressores, que consistem em uma bomba que comprime o ar em um cilindro, fazendo com que a pressão do ar fique acima da pressão atmosférica. Quando o ar é liberado ele tende a se despressurizar e voltar a pressão atmosférica original. O cilindro pneumático opera com base neste princípio onde o ar é comprimido é direcionado para as câmaras do cilindro para que ocorra o movimento.

O cilindro é composto por uma carcaça que possuí uma câmara interna cilíndrica e aberta em um dos lados e com duas entradas de ar no lado superior, que atuam como admissão e escape, alternadamente. Nesta câmara é montado um êmbolo cilíndrico que possuí uma haste encaixado no centro, que é a responsável por transferir a força gerada pelo êmbolo. No lado aberto do cilindro é montada uma tampa com abertura no centro para passagem do pistão. As partes móveis do cilindro possuem retentores para evitar o escape do ar. Este conjunto montado forma duas câmaras, uma atrás do êmbolo e uma na frente e é nessas câmaras onde o ar comprimido é liberado.

O funcionamento do cilindro ocorre em um circuito pneumático onde uma válvula libera o ar comprimido para as entradas de admissão do cilindro, e outra válvula faz com que o ar seja liberado pelo escape do cilindro. Quando o ar é admitido atrás do êmbolo ocorre a descompressão do ar o pistão avança, até atingir o fim de curso. Quando o ar é admitido na frente do êmbolo,