Ar e Compressores

Colecção Formação Modular Automóvel

REDE DE AR COMPRIMIDO E MANUTENÇÃO DE FERRAMENTAS PNEUMÁTICAS

COMUNIDADE EUROPEIA Fundo Social Europeu

Referências

Colecção

Título do Módulo

Coordenação Técnico-Pedagógica

Direcção Editorial

Autor

Formação Modular Automóvel

Rede de Ar Comprimido e Manutenção de Ferramentas Pneumáticas CEPRA – Centro de Formação Profissional da Reparação Automóvel Departamento Técnico Pedagógico CEPRA – Direcção

CEPRA – Desenvolvimento Curricular

Maquetagem

CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico

Propriedade

Instituto de Emprego e Formação Profissional Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa

1ª Edição

Depósito Legal

Portugal, Lisboa, Fevereiro de 2000

148216/00

© Copyright, 2000 Todos os direitos reservados IEFP

“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, cofinanciado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE” “Ministério de Trabalho e da Solidariedade – Secretaria de Estado do Emprego e Formação”

Rede de Ar Comprimido e Manutenção de Ferramentas Pneumáticas

Índice

ÍNDICE DOCUMENTOS DE ENTRADA OBJECTIVOS GERAIS ..........................................................................................E.1 OBJECTIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................E.1 PRÉ-REQUISITOS..................................................................................................E.3 CORPO DO MÓDULO 0-INTRODUÇÃO.................................................................................................... C.1 1 - REDE DE AR COMPRIMIDO .................................................................... 1.1 1.1 - OS GASES .............................................................................................. 1.2 1.2 - O AR ............................................................................................................................1.2 1.3 - COMPRESSORES ......................................................................................................1.3 1.3.1 - COMPRESSOR DE ÊMBOLOS ......................................................................1.3 1.3.2 - COMPRESSOR DE ÊMBOLOS DE DUPLO ESTÁGIO ..................................1.4 1.3.3 - COMPRESSOR ROTATIVO DE PALHETAS ..................................................1.5 1.3.4 - COMPRESSOR DE PARAFUSO ....................................................................1.6 1.4 - RESERVATÓRIO ........................................................................................................1.6 1.4.1 - MANÓMETRO .................................................................................................1.8 1.4.2 - VÁLVULA DE SEGURANÇA ...........................................................................1.8 1.4.3 - PRESSOSTATO ..............................................................................................1.9 1.4.4 - PURGADOR MANUAL ....................................................................................1.9 1.4.5 - PURGADOR AUTOMÁTICO .........................................................................1.10 1.5 - DESUMIDIFICADOR .................................................................................................1.10 1.6 - TUBAGEM .................................................................................................................1.11 1.7 - FILTRO ......................................................................................................................1.12


Índice

1.8 - LUBRIFICADOR ........................................................................................................1.12 1.9 - TOMADAS DE PRESSÃO.........................................................................................1.14 1.10 - RISCOS E CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DA REDE DE AR COMPRIMIDO .........1.15 1.10.1 - SUPERVISÃO E SEGURANÇA................................................................1.15 1.10.2 - COMPRESSORES ...................................................................................1.16 1.10.3 - CORREIAS E POLIAS ..............................................................................1.16 1.10.4 - RESERVATÓRIO......................................................................................1.17 1.10.5 - TUBAGEM ................................................................................................1.17 1.10.6 - FILTROS ...................................................................................................1.18 1.10.7 - VÁLVULAS DE SEGURANÇA ..................................................................1.18

2 - MANUTENÇÃO DE FERRAMENTAS PNEUMÁTICAS ............................ 2.1 2.1 - TIPOS DE FERRAMENTAS ........................................................................................2.1 2.1.1 - MOTOR ROTATIVO DE PALHETAS............................................................2.1 2.1.2 - PISTOLAS DE PINTURA..............................................................................2.2 2.1.3 - PISTOLAS DE AR.........................................................................................2.4 2.2 - AVARIAS MAIS FREQUENTES ..................................................................................2.5 2.3 - ELEMENTOS DE DESGASTE RÁPIDO......................................................................2.7 2.4 - RISCOS E CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DE FERRAMENTAS PNEUMÁTICAS .......2.7

BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................C.1

DOCUMENTOS DE SAÍDA PÓS-TESTE............................................................................................................ S.1 CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE ............................... S.4

ANEXOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS ......................................................................................A.1 CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS ............................A.3


Objectivos Gerais e Específicos do Módulo

OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:

OBJECTIVO GERAL Descrever os principais componentes da rede de ar comprimido, utilizá-la racionalmente e identificar as principais ferramentas pneumáticas, descrevendo o seu sistema de accionamento e modo de manutenção, bem como referir os cuidados a ter na sua utilização.

OBJECTIVOS ESPECÍFICOS 1. Descrever a função de um compressor

2. Distinguir os tipos de compressores usuais numa oficina mecânica

3. Explicar a importância da filtragem do ar para a rede de ar comprimido

4. Identificar os principais componentes de uma rede de ar comprimido

5. Referir a importância do desumidificador de ar comprimido para as instalações de pintura

6. Referir os principais aspectos que afectam a segurança de uma instalação de ar comprimido.


E.1

Objectivos Gerais e Específicos do Módulo

7. Descrever o princípio de accionamento das ferramentas pneumáticas.

8. Enunciar as avarias mais frequentes do equipamento de pintura.

9. Explicar o correcto procedimento de utilização das ferramentas pneumáticas.

E.2


Introdução

0–INTRODUÇÃO

O ar comprimido tem importantes funções numa oficina mecânica, sendo uma fonte de energia sem riscos eléctricos para o utilizador. Permite efectuar trabalhos de longa duração sem aquecimento excessivo das máquinas. A pneumática estuda e utiliza as propriedades dos gases com o objectivo de mover, controlar e comandar componentes mecânicos. Neste módulo pretende-se o conhecimento da rede de ar comprimido e das ferramentas pneumáticas, segundo o ponto de vista do utilizador, sendo necessário transmitir alguns conceitos acerca do seu funcionamento, que conduzam à sua correcta utilização.


0.1

Rede de Ar Comprimido

1 – REDE DE AR COMPRIMIDO Uma rede de ar comprimido tem a função de alimentar com ar a uma determinada pressão, máquinas e ferramentas pneumáticas. Uma rede de ar comprimido é geralmente composta por:

Compressor Reservatório Manómetro Válvula de segurança Pressostato Purgador Desumidificador Tubagem Filtro Lubrificador Tomadas de pressão.

Declive 1 a 2% Regulador

Lubrificador

Filtro Reservatório

Compressor

Utilizaor

Recolha de condensados Purgador

Purgador Fig.1.1 – Rede de ar comprimido


1.1


1.1 – OS GASES Os gases são constituídos por moléculas, atraídas entre si por um conjunto de forças moleculares, que estão em constante movimento, colidindo umas com as outras e com as paredes do recipiente, quando armazenado. Num gás as moléculas estão afastadas e movimentam-se livremente umas em relação às outras. O volume total de moléculas é muito pequeno em relação ao volume do gás, pelo que pode ser comprimido dentro de um espaço muito pequeno em relação ao seu volume original. Quando comprimimos um gás a sua pressão aumenta e as moléculas ficam mais próximas, colidindo com as outras e com as paredes do recipiente um maior número de vezes. Quando aquecemos um gás o seu volume de um gás aumenta proporcionalmente com o aumento da temperatura absoluta. Para descrever o estado de um gás, utilizam-se os factores:

P – Pressão absoluta (bar) V – Volume (m3) T – Temperatura absoluta (K)

1.2 – O AR O ar é uma mistura de vários gases, que resulta num gás incolor, inodoro e insípido. A composição do ar permanece relativamente constante desde o nível do mar até a uma altitude de cerca de 20 km. O ar seco tem a seguinte composição (em volume):

78,09 % Nitrogénio 20,95 % Oxigénio 0,93 % Argon 0,03 % Dióxido de Carbono

1.2



O ar atmosférico não é constituído somente por gases, mas também por vapor de água e partículas sólidas, como poeiras, areia, fuligem, cristais de sais, etc.

1.3 - COMPRESSORES Os compressores têm a finalidade de fornecer ar comprimido à rede, a uma pressão superior à pressão atmosférica, chamada pressão de serviço. Os compressores são accionados por um motor eléctrico ou alternativo, que vai mover elementos que efectuam a compressão do ar na câmara. Os compressores existentes nas oficinas são dos seguintes tipos:

Compressor de êmbolos

Compressor de êmbolos de duplo estágio

Compressor rotativo de palhetas

Compressor de parafuso.

1.3.1 – COMPRESSOR DE ÊMBOLOS O compressor de êmbolos é o tipo de compressor mais utilizado nas oficinas. Aspira o ar atmosférico pela válvula de admissão à P.M.S.

medida que o volume do cilindro aumenta, como resultado da descida do êmbolo. A partir do Ponto Morto Inferior (P.M.I.) , fecha-se a válvula de admissão e abre-se a válvula de escape, permitindo a saída do ar, que vai

P.M.I.

sendo acumulado num reservatório. Ao atingirse o Ponto Morto Superior (P.M.S.) , este ciclo

repete-se.

compressores

de

Normalmente, êmbolos

têm

accionadas pela pressão exercida.

os

válvulas Fig.1.2 – Compressor de êmbolos


1.3


1.3.2 – COMPRESSOR DE ÊMBOLOS DE DUPLO ESTÁGIO Resulta da combinação de dois compressores de êmbolos, ligados em V à mesma manivela da cambota, trabalhando a pressões diferentes com um estágio intermédio de refrigeração. Um compressor deste tipo tem um cilindro para baixa pressão e outro para alta pressão, podendo ser reconhecidos pelo facto do de baixa pressão ter o diâmetro maior e o de alta pressão ter o diâmetro menor. Esta diferença no tamanho dos cilindros é justificada pelo facto de que, com um diâmetro menor no segundo estágio pode ser obtida uma maior pressão com o mesmo esforço do motor, sobre uma superfície menor. O ar é comprimido no primeiro cilindro, arrefecido no refrigerador para diminuir o seu volume, e entra no segundo cilindro onde sofre uma segunda compressão até ao valor da pressão de serviço. Utilizam-se compressores de êmbolos de duplo estágio em casos de grandes volumes de ar a comprimir ou quando exista a necessidade de maiores pressões.

Refrigeração

Cilindro de baixa pressão Cilindro de alta pressão Manivela da cambota

Fig.1.3 – Compressor de êmbolos de duplo estágio

1.4



1.3.3 – COMPRESSOR ROTATIVO DE PALHETAS Possui um rotor cilíndrico com lâminas móveis, dispostas radialmente em ranhuras, e montado excentricamente no interior de um cilindro (estator). A carcaça do estator apresenta uma conduta de admissão e outra de escape, descobertas sucessivamente por cada câmara (espaço entre palhetas) com o movimento do rotor. Quando o rotor gira, as palhetas são empurradas pela força centrífuga, contra as paredes do estator, o que provoca a vedação entre câmaras, como mostrado na figura 1.4. O ar admitido é introduzido no espaço entre as palhetas onde o volume é maior. O rotor gira e este volume diminui gradualmente comprimindo o ar, até que a abertura de descarga é destapada pela palheta dianteira de cada espaço, como mostrado na figura 1.5. Entrada de ar Saída de ar comprido

Rotor

Palheta

Câmara

Estartor Palheta

Fig. 1.4 - Constituição do compressor rotativo de palhetas

Fig. 1.5 - Compressor rotativo de palhetas


1.5


1.3.4 – COMPRESSSOR DE PARAFUSO Os rotores têm forma de fuso helicoidal, macho e fêmea, e são sincronizados por engrenagens externas. Não se tocam entre si, dispensando a necessidade de lubrificação dentro da câmara de compressão. Desta forma produzem ar comprimido isento de óleo. Um dos parafusos tem geralmente quatro saliências e o outro seis reentrâncias. Estes perfis permanecem engrenados durante a rotação, efectuando a vedação e comprimindo o ar em direcção à zona de saída, que está a uma maior pressão. Têm pequenas dimensões externas, operam com elevadas velocidades nos eixos, não têm válvulas de admissão nem de escape. Um compressor de parafuso é mostrado na figura 1.6. Motor eléctrico

Rolamento Ligação flexivel Carreto

Rotor macho

Rolamentos

Rotor fêmea

Carreto Motriz

Rolamento

Fig. 1.6 - Compressor de parafuso

1.4 - RESERVATÓRIO Os reservatórios são utilizados para a armazenagem do ar comprimido, nivelamento da pressão e para amortecer as pulsações geradas pelo funcionamento dos compressores de êmbolos. Permitem ainda intervalos de paragem do compressor, quando a pressão de serviço é atingida, voltando a ligar quando o valor da pressão atinge um mínimo pré-definido. A montagem do reservatório pode ser vertical ou horizontal, como mostrado na figura 1.8. O reservatório efectua uma primeira remoção de vapor de água existente no ar comprimido, por

1.6



condensação nas suas paredes interiores. Evita as quedas bruscas de pressão da rede, mesmo com a paragem dos compressores, devido a que a quantidade que sai é inferior ao total existente no interior do reservatório. O reservatório, no caso dos compressores de êmbolos, encontra-se sob o compressor. Nos outros tipos de compressores, o reservatório é independente. O reservatório deve ter um manómetro de pressão para se verificar o estado em que aquela se encontra e uma válvula de segurança, como mostrado na figura 1.7. Recomenda-se uma vistoria periódica e a purga dos produtos de condensação.

Termómetro

Válvula de segurança Saída de ar comprimido

Manómetro

Válvula de segurança

Entrada de ar comprimido

Purgador

Fig. 1.7 - Reservatório de ar comprimido

Montagem vertical

Montagem horizontal

Fig. 1.8 - Reservatórios: Vertical e horizontal


1.7


1.4.1 – MANÓMETRO É um componente destinado a medir a pressão existente no

Tubo em “C” Ponteiro

interior de uma rede ou de um reservatório. Os mais utilizados são constituídos por um tubo em

Escala

forma de C, que se expande com a pressão. Esta expansão é transformada em rotação por um mecanismo, e transmitida a um

Mecanismo

ponteiro, que indica a pressão sobre

uma

escala,

como

mostrado na figura 1.9. Pressão

Fig. 1.9 - Manómetro

1.4.2 – VÁLVULA DE SEGURANÇA

Consiste numa válvula que permite a passagem do ar para o exterior,

Mola Calibrada

no caso da pressão máxima do depósito ser atingida, voltando a fechar quando a pressão baixa. A figura 1.10 mostra uma válvula de

Êmbolo (tampão)

segurança.

Alívio do excesso de pressão

Pressão do reservatório Fig. 1.10 - Válvula de segurança

1.8



.4.3 – PRESSOSTATO Efectua o controlo da pressão no interior do reservatório. ligação

eléctrica

compressor

Efectua a

do

quando

o

motor

do

valor

da

Pressostato

pressão no reservatório atinge um mínimo

pré-definido,

e

volta

a Válvula de segurança

desligar o motor quando se atinge a pressão máxima de serviço. A figura

Manómetro

1.11 mostra um pressostato.

Fig. 1.11 - Pressostato, manómetro e válvula de segurança

1.4.4 – PURGADOR MANUAL Consiste numa torneira destinada a eliminar

a

água

resultante

da

condensação no depósito ou na rede. Fica localizada na parte mais baixa

do

reservatório

tubagem,

sendo

ou

da

composto

normalmente por um parafuso com cabeça recartilhada, como mostrado na figura 1.12. Fig. 1.12 - Purgador manual

Procedimento de purga manual: Desligar o compressor Desapertar lentamente o parafuso Deixar sair a água até ao fim Voltar a apertar o parafuso


1.9


Filtro, regulador, manómetro e lubrificador

Purgador manual

Ponto mais baixo Fig. 1.13 - Purgadores manuais numa tubagem

1.4.5 – PURGADOR AUTOMÁTICO Está equipado com uma bóia que se eleva à medida que aumenta a quantidade de produtos de condensação no recipiente. Quando a bóia chega a uma determinada altura, descobre a abertura do canal de comando do êmbolo, o ar comprimido actua, abre a válvula e expulsa os condensados. Assim baixa o nível no recipiente, baixa a bóia, fecha o canal de comando e o ciclo repete-se.

1.5 - DESUMIDIFICADOR Este aparelho extrai a humidade pelo arrefecimento do ar comprimido. Neste caso o ar comprimido passa através de um conjunto de alhetas, exteriores a uma serpentina refrigerada, baixando a sua temperatura e reduzindo a humidade. Deste processo resulta um condensado que se deposita no fundo do recipiente, devendo ser considerada uma linha de purga para a saída do condensado. Reservatório Desumificador Compressor Filtro

Fig. 1.14 - Compressor de parafuso, reservatório e desumidificador

1.10


Filtro


1.6 - TUBAGEM A canalização principal, pintada de azul claro conforme as normas, deve ser instalada com uma inclinação de 2 a 3 %, descendo no sentido da deslocação do ar comprimido, dispondo de purgadores para drenagem nos pontos mais baixos, para facilitar a saída dos condensados. As derivações devem ser dispostas de baixo para cima, em forma de “pescoço de cavalo”, não permitindo o transporte de produtos de condensação e sujidades, como mostrado na figura 1.15. A tubagem é tradicionalmente construída em aço galvanizado com uniões roscadas, ou aço com uniões soldadas ou, actualmente, em tubos e uniões em plástico especial para ar comprimido. A tubagem deve formar um anel em torno da secção de trabalho, fornecendo deste modo uma pressão constante para todos os utilizadores, dado que cada derivação é alimentada por dois lados, como mostrado na figura 1.16. Derivação correcta (pescoço de cavalo)

Derivação Incorrecta (directa)

Fig. 1.15 - Derivações em pescoço de cavalo e directa

Fig. 1.16 - Tubagem em anel


1.11


1.7 - FILTRO É necessária a aplicação de um filtro à


Saída de ar comprimido

entrada dos equipamentos, para reter limalhas e outras partículas sólidas. Mesmo

em

redes

que

possuam

desumidificador, resta sempre no ar

Chapa deflectora

comprimido algum vapor de água, que vai reagir com as tubagens em aço, formando

“pó

de

ferrugem”

que

Elemento filtrante

necessita ser retirado por filtragem. O fluxo de ar comprimido passa por dentro do filtro, onde uma chapa deflectora o põe em rápido movimento circular. Desta forma, as partículas sólidas maiores e a água condensada

Purgador manual

são atiradas contra as paredes do recipiente. Um elemento filtrante retém as partículas de menor dimensão. Este elemento deve ser limpo ou substituído regularmente.

Fig. 1.17 - Filtro de ar comprimido

1.8 – LUBRIFICADOR

O fluxo de ar que os atravessa recebe uma pequena dose de óleo finamente pulverizado sob a forma de nevoeiro, permitindo reduzir o desgaste nas partes móveis dos elementos pneumáticos. É composto por uma cuba para o óleo, um tubo com parafuso de regulação da proporção e um venturi, como mostrado na figura 1.8. Normalmente debitam de 3 a 6 gotas por minuto. Os lubrificadores devem estar mais altos que o equipamento receptor, evitando que o óleo existente retorne ao lubrificador sem lubrificar correctamente a ferramenta pneumática.

1.12



A tubagem não deve ter curvas na saída do lubrificador, nem estar a mais de 10 metros do receptor, para evitar a separação da mistura ar/óleo.

Venturi

Saída

Parafuso de regulação da proporção

Entrada Bujão de enchimento

Cuba para óleo Fig. 1.18 -

Lubrificador de ar comprimido

Devem ser alimentados através do lubrificador as seguintes ferramentas:

Berbequim pneumático

Lixadeiras pneumáticas

Aparafusadora pneumática

Chave de impactos


1.13


As pistolas de ar e as pistolas de pintura não devem ser alimentadas através do lubrificador, porque estas ferramentas utilizam ar comprimido seco, e o óleo lubrificante, neste caso, actua como um contaminante. São ligadas directamente à tomada de pressão ou por uma derivação antes do lubrificador, como mostrado na figura 1. 19.

Ar lubrificado

Máquina

Ar seco Soprador

Fig. 1.19 - Instalação de chave de impacto, com derivação de ar para o soprador

1.9 – TOMADAS DE PRESSÃO São pontos da rede de ar comprimido, onde é feita a ligação

rápida

de

equipamentos ou ferramentas pneumáticas, por meio de uniões metálicas, mostradas na figura 1.20, e mangueiras flexíveis adequadas. As

fichas

tomadas

utilizadas

nas

pressão

são

de

específicas

de

cada

fabricante e geralmente não são intermutáveis com as de outros fabricantes. Entre as mais utilizadas contam-se a “orion”, a “pcl” e a “atlas”. Fig. 1.20 - Uniões rápidas para ligação às tomadas de pressão

1.14



Lubrificador

União rápida

Ar comprimido Tomada de pressão

Braçadeiras

Filtro

Mangueira

Berbequim pneumático Aparafusadora Pneumática

Uniões rápidas

Fig. 1.21 - Instalação com filtro, lubrificador tomada de pressão e mangueira

1.10 – RISCOS E CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DA REDE DE AR COMPRIMIDO 1.10.1

– SUPERVISÃO E SEGURANÇA

O bom senso na actuação é a palavra chave deste item. Considerar sempre como fundamental a segurança. O cumprimento das instruções do fabricante resulta numa correcta operação e maior durabilidade dos equipamentos.

É importante a leitura do manual do equipamento, certificando-se que foi entendida a função de todos os botões de comando.

O conhecimento do equipamento assegura um máximo de produtividade, com um mínimo de desgaste das máquinas e ferramentas.


1.15


1.10.2 - COMPRESSORES A ventilação do compartimento dos compressores deve ser assegurada por aberturas que permitam a livre circulação do ar. O aumento da temperatura do ar ambiente no compartimento dos compressores, corresponde uma perda na eficiência de funcionamento dos compressores. Os dispositivos de medição e segurança, tais como manómetros, termómetros e válvulas de segurança, devem estar sempre limpos e em bom estado de funcionamento. Qualquer anomalia deve ser corrigida rapidamente. Efectuar uma correcta lubrificação dos compressores, com os lubrificantes especificados pelo fabricante do equipamento e nas devidas quantidades. A regular limpeza ou substituição do filtro de ar do compressor, e a substituição do filtro de óleo, de acordo com o especificado pelo fabricante, aumenta a sua durabilidade.

Compressor

Distancia Circulação de ar quente Fig. 1.22 - Ventilação dos compressores

1.10.3 – CORREIAS E POLIAS Transmitem o movimento do motor ao compressor. São de grande importância para as máquinas: quando estão com folga provocam a perda de velocidade do compressor, quando estão muito esticadas provocam o desgaste acelerado dos casquilhos e rolamentos.

1.16



Os cuidados a ter com as correias e polias são:

Deve ser verificada de forma periódica a tensão das correias, de acordo com as normas do fabricante do equipamento.

Não devem ser misturadas, num conjunto, correias de várias marcas, por que vão trabalhar com diferentes tensões, devido às diferentes elasticidades doas materiais com que são produzidas por cada fabricante.

As correias devem estar limpas, secas e livres de lubrificantes.

Devem ser retiradas de serviço as correias com cortes, desfiados ou rachaduras na base. As coberturas de segurança das polias devem estar sempre colocadas.

1.10.4 - RESERVATÓRIO Deve ser purgado regularmente, de forma a evitar a corrosão interna causada pelo acumular de produtos de condensação.

1.10.5 - TUBAGEM Ao ligar um equipamento a uma linha de ar comprimido, deve verificar-se se a pressão da rede é compatível com a pressão de trabalho especificada para o equipamento. Igualmente deve confirmar-se se a rede pode garantir o consumo de ar do novo equipamento sem prejuízo para as outras máquinas instaladas.

Qualquer intervenção na tubagem só deve ser efectuada após a verificação de que a respectiva secção da rede está despressurizada, e que não vai prejudicar o funcionamento de outras máquinas.


1.17


1.10.6 - FILTRO O elemento filtrante deve ser limpo ou substituído regularmente, de forma a não permitir a passagem de impurezas nem obstruir o fluxo de ar.

1.10.7 – VÁLVULAS DE SEGURANÇA Devem estar sempre em bom estado e ter capacidade para, em caso de emergência, descarregar o caudal debitado pelo compressor.

1.18


Manutenção de ferramentas pneumáticas

2 - MANUTENÇÃO DE FERRAMENTAS PNEUMÁTICAS Os tipos de ferramentas pneumáticas comumente utilizadas numa oficina mecânica são as aparafusadoras, chaves de impacto, lixadeiras rotativas e planas, máquinas de polimento, pistolas de pintura e de ar, rebitador, elevador de viaturas e a máquina de desmontar rodas.

2.1 – TIPOS DE FERRAMENTAS As ferramentas são geralmente movidas por um motor pneumático de palhetas. Em algumas ferramentas pneumáticas o motor acciona directamente o porta-ferramenta por um movimento rotativo, p/ex. Rectificadoras, enquanto em outros casos existe uma desmultiplicação da velocidade com a finalidade de aumentar o binário da ferramenta, baixar a velocidade ou transformar do tipo de movimento. Rolamentos Válvula

Desmulltiplicação

Porta ferramenta

Entrada de ar comprimido Saída de ar comprimido Gatilho

Corpo da ferramenta

Fig. 1.23 – Aparafusadora pneumática

2.1.1 – MOTOR ROTATIVO DE PALHETAS São constituídos por um corpo metálico ou estator e por uma peca móvel chamada rotor. O estator possui uma cavidade interior em forma de cilindro, com entradas adequadas à passagem do ar comprimido. O rotor consiste num veio em aço com ranhuras dispostas radialmente, onde traba-


2.1


lham palhetas móveis, de material macio, e está montado excentricamente no interior do estator. Os espaços formados entre cada duas palhetas consecutivas e o estator, são chamados de câmaras, como mostrado na figura 1.24. Quando o rotor gira, as palhetas são pressionadas pela força centrífuga, contra as paredes do estator. O ar comprimido é introduzido no espaço entre as palhetas onde o volume é menor. O rotor gira e este volume, aumentando gradualmente, permite a expansão do ar até que a abertura de descarga ao exterior seja alcançada pela palheta dianteira de cada câmara. Este trabalho de expansão absorve calor, permitindo que uma ferramenta pneumática trabalhe durante muito tempo sem sinais de aquecimento. Saída de a r comprimido Câmara Palheta

Rotor Estator

Entrada de ar comprimido para rotação à direita

Entrada de ar comprimido para rotação à esquerda

Fig. 1.24 - Motor rotativo de palhetas.

O motor rotativo de palhetas funciona pelo princípio inverso ao do compressor rotativo de palhetas, ou seja, o movimento de rotação é produzido pela expanssão do ar comprimido, no interior das câmaras do motor.

2.1.2 – PISTOLAS DE PINTURA As pistolas de pintura, como pode ser observado na figura 1.25, são compostas por um copo, punho, gatilho, agulha e por um mecanismo de controlo do jacto.

2.2



A manutenção das pistolas de pintura é feita com recurso a ferramentas usuais numa oficina mecânica. A desmontagem para limpeza numa pistola faz-se manualmente.

Controlo do jacto

Gatilho

Punho

Copo

Fig. 1.25 - Pistola de pintura

Os problemas normalmente apresentados pelas pistolas de pintura, são respeitantes a fugas e entupimentos, pelo acumular de tinta nos pontos onde exista estagnação do produto. Com o passar do tempo e os sucessivos trabalhos, existe a tendência para acumulação de restos de tinta secos, que vão obstruindo a passagem. Não se efectuam grandes reparações numa pistola de pintura. As reparações normais nestas ferramentas consistem na desmontagem completa da pistola, seguida por uma imersão em diluente celuloso de todos os componentes. Segue-se uma limpeza manual peça-a-peça de todos os componentes, com uma escova de fios de latão, palitos de madeira afiados e panos muito limpos embebidos em diluente. Os canais entupidos são desobstruídos cuidadosamente com um estilete metálico. Actualmente existe equipamento específico por ultra-som, para a limpeza de pistolas de pintura. Inspeccionar o estado de elementos que possam apresentar desgaste, tais como encaixes, roscas e vedações. Existem no mercado componentes para reposição, tais como bicos, agulhas e os vedantes de borracha. Estes elementos podem ter uma referência em catálogo ou um desenho de conjunto, acompanhado do número de referência para o pedido.


2.3


Efectuar a montagem da pistola com os componentes limpos, e pequenos apertos nas peças, lubrificando apenas com um pouco de massa consistente as partes deslizantes da agulha e do gatilho, que não entram em contacto com a tinta. A pistola deve então ser ensaiada com tinta, simulando uma situação de serviço.

2.1.3 – PISTOLAS DE AR A pistola de ar, também conhecida como soprador, tem aplicações na limpeza de peças, conjuntos mecânicos, ferramentas e bancadas de trabalho, bem como no desentupimento e ensaio de componentes mecânicos. A pistola de ar é composta por um corpo em alumínio, bico, gatilho e válvula, conforme mostrado na figura 1.26. A sua manutenção consiste na desmontagem da pistola, efectuar uma limpeza a todos os componentes, desentupindo com um estilete qualquer orifício que esteja obstruído. Verificar se o bico está amassado, reduzindo a passagem de ar e corrigir com uma broca se necessário. Verificar também o estado de desgaste da válvula e do veio do gatilho e lubrificar com óleo estes componentes. Por fim montar a pistola de ar e ensaiar o seu funcionamento.

Corpo Bico


Válvula Veio do gatilho Gatilho

Fig. 1.26 - Pistola de ar

2.4



2.2 – AVARIAS MAIS FREQUENTES A manutenção das ferramentas pneumáticas geralmente se refere a defeitos simples, que podem ser resolvidos com facilidade ou a defeitos complexos que necessitam o apoio prestado por um stock de peças de origem para substituição. O primeiro passo na manutenção de qualquer ferramenta pneumática é obter a ficha técnica da ferramenta a reparar, onde deverão estar referidas todas as informações necessárias à sua correcta manutenção, ou contactar com o fabricante. Antes de desmontar, deverá verificar se a ferramenta tem mobilidade ou está encravada. Existem ferramentas em que esta verificação só pode ser feita com a desmontagem parcial da mesma. Outro passo a tomar é verificar se as mangueiras não estão rotas nem entupidas, permitindo a alimentação do ar comprimido à ferramenta. Iniciar a desmontagem da ferramenta, cujo corpo é geralmente feito numa liga de alumínio, que assegura um conjunto sólido. Grande parte das ligações não necessita de ferramentas especiais, podendo ser utilizadas as ferramentas normais da mecânica automóvel.

Gatilho

Porta – ferramenta

Veio do gatilho

Válvula Estator

t lhe Pa

a

Janela Rotor

Fig. 1.27 - Componentes de uma rectificadora pneumática


2.5


Durante a desmontagem, retirar os componentes limpando-os, e colocá-los sobre o tampo de uma bancada de trabalho limpa. Os componentes móveis devem ser separados dos componentes fixos, e dispostos pela ordem de desmontagem da ferramenta. Como exemplo, a figura 1.27 mostra uma rectificadora pneumática desmontada, sendo importante prevenir a troca de componentes. Verificar a superfície de trabalho do interior do estator quanto a sinais de riscos, desgaste ou presença de partículas estranhas. Todos os orifícios de passagem do ar comprimido devem estar desobstruídos. Se existirem válvulas anti-retorno, verificar se estasfucionam convenientemente. Verificar o estado das palhetas que efectuam o trabalho em contacto com o estator, se podem ser montadas outra vez ou se necessitam ser substituídas. Verificar se existem palhetas partidas, incompletas, riscadas ou desgastadas. Verificar ainda se os rolamentos e casquilhos têm mobilidade ou estão encravados, e, tendo mobilidade, se apresentam folgas, ou desgaste exagerado. Caso a ferramenta tenha caixa de engrenagens redutoras ou alguma transformação mecânica de movimentos, verificar o estado dos dentes das engrenagens e se existem partículas estranhas no interior da caixa de redução. Neste ponto devemos efectuar a análise se é uma manutenção de rotina, destinada a lubrificação, ajustes e a manter a ferramenta em boas condições de serviço, ou se a ferramenta necessita de componentes novos para substituição. Se precisa de peças para substituição, é importante saber se o fornecedor da ferramenta pode fornecer essas peças, e qual o seu custo em relação ao valor real da ferramenta, considerando a sua desvalorização em trabalho, ou comparar com o valor de uma ferramenta nova de categoria equivalente. Após esta análise deve ser tomada a decisão da reparação ou não da ferramenta, tendo em conta a perda de produtividade devido à imobilização da ferramenta. Se a decisão for favorável à reparação, vão ser substituídas as peças danificadas, e a ferramenta é montada, com os componentes limpos. Não esquecer de desobstruir cuidadosamente, com um estilete, qualquer passagem de ar que esteja entupida pela acumulação de resíduos. Todos os componentes de uma ferramenta pneumática são montados com a aplicação de uma ligeira película de óleo. Mesmo as engrenagens, que vão trabalhar com massa consistente, são montadas com uma primeira camada de óleo, e só depois é reposta, na caixa de redução, a mesma quantidade de massa consistente que havia anteriormente, com as características indicadas pelo fabricante da ferramenta. Se houver necessidade de muito contacto entre os dedos do operador e peças pequenas, tais como as palhetas dos motores pneumáticos, as mãos do operador também devem receber uma fina camada de óleo, de maneira a não retirar a lubrificação das peças a montar.

2.6



Fechar a ferramenta pneumática, com todos os componentes do motor e elementos de transmissão de movimentos dentro do corpo da ferramenta, tendo o operador as mãos limpas. De notar que os parafusos de aperto dos componentes com o corpo, e de fecho da ferramenta, não devem ser lubrificados. Devem ser montados em seco para garantir que não vão desapertar com as vibrações a que a ferramenta vai sofrer durante o serviço. A ferramenta fechada deve ser limpa exteriormente e verificada quanto a encravamentos. Verificar manualmente se o porta-ferramentas tem movimento, antes da ligação à rede de ar comprimido. Ligar a ferramenta a uma tomada de pressão que tenha ar comprimido na gama de pressões indicada pelo fabricante, e na quantidade necessária ao consumo da ferramenta. Experimentar a ferramenta, primeiro sem carga, e seguidamente em serviço, aplicando a carga com os acessórios de trabalho montados, tais como brocas, lixas, rebolos,etc, verificando se a ferramenta trabalha nas condições correctas. No final da reparação deve ser anotado na ficha técnica da ferramenta pneumática, a data da manutenção, os materiais e componentes que foram substituídos, quem executou a manutenção e o estado final da ferramenta, constituindo um historial da ferramenta para posteriores intervenções.

2.3 – ELEMENTOS DE DESGASTE RÁPIDO Os elementos de desgaste rápido nestas ferramentas são geralmente as palhetas do rotor e os casquilhos dos veios. Estão descritos nas fichas técnicas que acompanham as ferramentas quando compradas, devendo ser mantidas arquivadas na oficina. Estas fichas contém ainda os números de referência das peças de substituição e dos elementos de desgaste rápido, que assim podem ser pedidos ao fornecedor com maior facilidade e sem margem para enganos.

2.4 – RISCOS E CUIDADOS NA UTILIZAÇÃO DE FERRAMENTAS PNEUMÁTICAS Como riscos decorrentes da incorrecta utilização das ferramentas pneumáticas, podemos citar:

Tenha sempre cuidado com a corrente de ar comprimido. Nunca aponte o soprador para si ou para os outros, devido ao perigo resultante da saída de partículas ou limalhas em alta velocidade, que podem ferir os olhos ou a pele, como sugerido na figura 1.28.


2.7


Fig. 1.28 – Incorrecta utilização do soprador

Nunca utilize o ar comprimido para a limpeza da roupa ou do corpo.

Fechar a torneira antes de desligar a ligação rápida das mangueiras.

Como cuidados a ter na utilização das ferramentas pneumáticas, podemos citar:

O ar comprimido é uma energia cara, pois o compressor é movido por um motor eléctrico. Não permita o seu desperdício.

Mantenha limpa a área onde está a trabalhar.

Mantenha as outras pessoas afastadas, não deixe que contactem com as ferramentas ou fiquem expostas à projecção de rebarbas ou partículas.

Desligue sempre a ferramenta pneumática da rede, antes de mudar acessórios como lâminas, brocas ou efectuar ajustes.

2.8



Evite ligações involuntárias: não transporte a ferramenta ligada, ou com o dedo sobre o gatilho. Assegure-se de que o gatilho está livre quando liga a ficha na tomada de pressão. Ao aplicar uma ferramenta pneumática, apenas utilize mangueiras reforçadas, apropriadas para ar comprimido.

Verifique se existem peças danificadas antes de prosseguir o trabalho. Qualquer peça danificada deverá ser cuidadosamente verificada para se avaliar a possibilidade de continuação do trabalho. Todas as peças danificadas devem ser reparadas ou substituídas. Não utilize uma ferramenta que esteja avariada.

Verifique sempre se a pressão da rede de ar comprimido está de acordo com a pressão indicada na placa de características da ferramenta pneumática. Utilize ferramentas pneumáticas com capacidade e velocidades adequadas ao trabalho a realizar.

Utilize roupa adequada, não use roupa larga ou jóias. Estas podem agarrarse às peças móveis. Se tem cabelos compridos, proteja-os. Em trabalhos com produção de poeiras utilize máscaras de respiração.

Não transporte as ferramentas pneumáticas pelas mangueiras. Proteja as mangueiras das arestas cortantes, do calor, de óleos e de solventes. Não trabalhe em desequilíbrio, evitando ter o corpo em posições desconfortáveis. Assegure uma postura correcta e mantenha sempre o equlíbrio.

Trate as ferramentas com cuidado – mantenha as ferramentas limpas e afinadas para trabalhar melhor e com mais segurança. Verifique regularmente a mangueira, se estiver danificada, substitua. Mantenha as empunhaduras secas e livres de gorduras e de óleos.


2.9


Desligue a ficha da tomada de pressão quando a ferramenta pneumática não está em uso. Não deixe as chaves de aperto metidas na ferramenta. Antes de ligar, verifique se as chaves e ferramentas de ajuste foram retiradas.

Esteja sempre atento e observe o seu trabalho, proceda com cuidado e evite trabalhar com ferramentas pneumáticas se estiver muito cansado.

Como cuidados a ter na utilização das chaves de impacto pneumáticas, podemos citar: Apertar sempre a chave de caixa na máquina com a chaveta e o anel.

Nunca utilizar numa chave de impacto acessórios cromados. Nunca utilizar a chave ou um acessório com a máquina em andamento. Usar sempre luvas de protecção com as ferramentas de impacto.

2.10


Bibliografia

BIBLIOGRAFIA

RAIMUNDO, António - Apontamentos de Pneumática, Ed. FCTUC

AFONSO, José - Apontamentos de Pneumática, Ed. FCTUC

CRAFTSMAN – Catálogo Técnico

DEPERT, W ; STOLL, K – Dispositivos Neumáticos, Ed. Marcombo

FACON – Catálogo Técnico

FESTO DIDACTIC – Transparências

NOVAIS, José – Ar Comprimido Industrial, Ed. Fundação Calouste Gulbenkian

PARENTE, João - Elementos de Pneumática, Ed. Forsiva

SCHULZ, Erich – Diesel Equipment II, Ed. Mc Graw Hill


C.1

Pós-Teste

PÓS-TESTE Assinale com X a resposta correcta. Apenas existe uma resposta correcta para cada questão.

1 – Os compressores são:

a) Máquinas destinadas a armazenar o ar comprimido ...................................................... b) Máquinas destinadas a comprimir o ar, accionadas por um motor eléctrico.................. c) Máquinas destinadas a comprimir molas........................................................................ d) Máquinas destinadas a accionar um motor eléctrico, consumindo ar comprimido ........

2 – A filtragem do ar é importante numa rede de ar comprimido porque:

a) Retém as partículas sólidas, limalhas óleo e condensados ........................................... b) É utilizado para ler a pressão na rede ............................................................................ c) Retém parte do fluxo de ar, permitindo um funcionamento suave da rede .................... d) Deixa passar as partículas sólidas, limalhas, óleo e condensados, evitando a sua acumulação .................................................................

3 – Pertencem à rede de ar comprimido:

a) Elementos de desgaste rápido.....................................................................................

b) Berbequim pneumático e brocas..................................................................................

c) Compressor, reservatório, manómetro, tubagem e tomadas de pressão....................

d) Ventilador e tubagens...................................................................................................


S.1

Pós-Teste

4 – O desumidificador, numa instalação de pintura, extrai a humidade por um processo de refrigeração. Assim:

a) Baixa a temperatura do ar, condensa a humidade no fundo do recipiente e reduz a humidade

b) Aumenta a temperatura do ar, condensa a humidade no fundo do recipiente e reduz a humidade

c) Baixa a temperatura do ar e condensa a humidade, que se acumula no topo do recipiente

d) Baixa a temperatura do ar, condensa a humidade no fundo do recipiente e aumenta a humidade

5 –Na utilização com segurança de uma instalação de ar comprimido, devemos tomar os seguintes cuidados:

a) Apontar a pistola de ar para o nariz .............................................................................

b) Manter bem visíveis e limpos o manómetro e a válvula de segurança .......................

c) Utilizar correias cortadas ou desfiadas.........................................................................

d) Retirar as coberturas de segurança das polias durante o funcionamento ..................

6 – As ferramentas pneumáticas rotativas são accionadas por : a) Um filtro, lubrificador e mangueira ...............................................................................

b) Um soprador em boas condiçõesc) Um motor eléctrico, com desmultiplicação .........

d) Um motor rotativo de palhetas, directamente ou com desmultiplicação......................

7 – Durante a desmontagem de uma ferramenta pneumática, devemos:

S.2


Pós-Teste a) Retirar os componentes, e colocá-los sobre uma bancada limpa, de qualquer maneira

b) Retirar os componentes, e colocá-los sobre uma bancada juntamente com outras peças desmontadas

c) Retirar os componentes sem limpar, pois “o pó conserva”

d) Retirar os componentes, limpá-los e colocá-los sobre uma bancada limpa, pela ordem de desmontagem

8) Num equipamento de pintura, os problemas mais frequentes são:

a) Os entupimentos causados por restos secos de tinta.................................................

b) A pistola ficar muito pesada após o enchimento .........................................................

c) Os entupimentos causados por tinta muito diluída......................................................

d) A pistola ficar muito leve quando fica sem tinta ..........................................................

9) Na utilização de chaves de impacto pneumáticas, devemos:

a) Aplicar chaves cromadas, que facilitam a limpeza......................................................

b) Trabalhar sem luvas para ter mais sensibilidade ........................................................

c ) Apertar a chave na máquina com a chaveta e o anel, e usar luvas de protecção.....

d) Mudar os acessórios em andamento, pois poupa tempo............................................


S.3

Corrigenda e Tabela de Cotação do Pós-Teste

CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE

S.4

Questão Nº

Corrigenda

Cotação

1

B

2

2

A

2

3

C

2

4

A

3

5

B

2

6

D

2

7

D

3

8

A

2

9

C

2

Total

20


Exercícios Práticos

EXERCÍCIOS PRÁTICOS Exemplos de exercícios práticos a desenvolver no seu posto de trabalho e de acordo com a matéria constante no presente módulo.

EXERCÍCIO N.º 1 - PURGA DE UM RESERVATÓRIO DE AR COMPRIMIDO - EXECUÇÃO DA PURGA DE UM RESERVATÓRIO, REALIZANDO AS TAREFAS INDICADAS EM SEGUIDA, TENDO EM CONTA OS CUIDADOS DE HIGIENE E SEGURANÇA.

EQUIPAMENTO NECESSÁRIO -COMPRESSOR DE AR COM RESERVATÓRIO -CHAVE ADEQUADA AO PARAFUSO DE PURGA, SE NECESSÁRIO -TABULEIRO

TAREFAS A EXECUTAR 1 - DESLIGUE O COMPRESSOR. 2 - APLIQUE O TABULEIRO POR BAIXO DO PONTO DE PURGA. 3 - ABRA A TORNEIRA OU BUJÃO DE PURGA. 4 - ESCORRA ATÉ DEIXAR DE SAIR LÍQUIDO. 5 - FECHE A TORNEIRA OU O BUJÃO DE PURGA. 6 - RETIRE O TABULEIRO E DESPEJAR EM LOCAL ADEQUADO


A.1

CEPRA

Exercícios Práticos

EXERCÍCIO N.º 2 - MANUTENÇÃO DA PISTOLA DE AR. - EXECUÇÃO DA MANUTENÇÃO DE UMA PISTOLA DE AR, REALIZANDO AS TAREFAS INDICADAS EM SEGUIDA, TENDO EM CONTA OS CUIDADOS DE HIGIENE E SEGURANÇA.

EQUIPAMENTO NECESSÁRIO -

PISTOLA DE AR

-

TABULEIRO METÁLICO

-

DILUENTE

-

PINCEL

-

TRAPOS

-

CHAVES DE BOCAS, SE NECESSÁRIO

-

ESTILETE

TAREFAS A EXECUTAR 1 - DESLIGUE A MANGUEIRA DE AR COMPRIMIDO. 2 - DESMONTE A PISTOLA DE AR. 3 - COLOQUE UM POUCO DE DILUENTE NO TABULEIRO, MOLHE O PINCEL E COM ESTE LAVE TODOS OS COMPONENTES E PONTOS ACESSÍVEIS. 4 - DESENTUPA ORIFÍCIOS COM O ESTILETE, CASO SEJA NECESSÁRIO. 5 - VERIFIQUE O ESTADO DO BICO E CORRIJA COM UMA BROCA DE IGUAL DIÂMETRO, CASO SEJA NECESSÁRIO. 6 - VERIFIQUE O ESTADO DE DESGASTE DA VÁLVULA E DO VEIO DO GATILHO. 7 - LUBRIFIQUE COM ÓLEO A VÁLVULA E DO VEIO DO GATILHO. 8 - MONTE A PISTOLA. 9 - VERIFIQUE O CORRECTO FUNCIONAMENTO DA PISTOLA DE AR.

A.2


Guia de Avaliação dos Exercícios Práticos

GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS EXERCÍCIO PRÁTICO Nº 1 – PURGA DE UM RESERVATÓRIO

TAREFAS A EXECUTAR

NÍVEL DE EXECUÇÃO

GUIA DE AVALIAÇÃO

Desliga o compressor. 3 Aplica o tabuleiro por baixo do ponto de purga. Abre a torneira ou bujão de purga. Deixa escorrer até parar de sair líquido. Fecha a torneira ou bujão de purga.

2 4 4 5

Retira o tabuleiro e despeja-o em local adequado.

2

CLASSIFICAÇÃO

20


A.3

Guia de Avaliação dos Exercícios Práticos

EXERCÍCIO PRÁTICO Nº 2 – MANUTENÇÃO DA PISTOLA DE AR

TAREFAS A EXECUTAR

NÍVEL

GUIA

DE

DE

EXECUÇÃO

AVALIAÇÃO

Desliga a mangueira.

2

Desmonta a pistola.

2

Lava todos os componentes e pontos acessíveis.

2

Desentope, se necessário.

1

Verifica o bico e corrige com broca, se necessário.

3

Verifica desgaste da válvula e do veio.

2

Lubrifica válvula e gatilho.

2

Monta a pistola.

3

Verifica o correcto funcionamento.

3

CLASSIFICAÇÃO

A.4


20

Ar e Compressores

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