Aula 15 - Elementos de Trabalho Pneumático

5 - Atuadores Pneumáticos

Os atuadores pneumáticos são os dispositivos que realizam o trabalho quando recebem a energia do ar comprimido por meio das válvulas de distribuição e controle. Os atuadores pneumáticos propiciam o deslocamento de um eixo de acordo com suas características de construção interna e são classificados como atuadores de simples ação e atuadores de dupla ação.
Apesar de ser compressível, quando o ar comprimido enche uma das câmaras do cilindro, passa a exercer força na parede do êmbolo que isola uma câmara da outra. Dessa maneira, a força contrária que a mola exerce é vencida e ocorre o deslocamento axial de acordo com o modelo do cilindro. Esse avanço é representado pelas situações A e B da figura.
5.1 - Atuador de simples ação

Ao ser acionado, o eixo permanecerá avançado enquanto a pressão interna da câmara for superior à pressão atmosférica, mais a força que a mola exerce no sentido  contrário.
Assim, uma vez interrompido o fluxo de ar, a pressão em ambos os lados passa a ser a mesma. A mola instalada faz sua função, ou seja, garantir que o eixo do cilindro recue, até que seja novamente requisitado seu avanço com uma nova “injeção” de ar comprimido.
Esse recuo é representado pelas situações C e D da figura.

5.2 - Atuador de dupla ação

O atuador de dupla ação possui avanço igual ao atuador de simples ação, porém, não utiliza mola interna. Depois de se movimentar, o eixo desse atuador permanecerá na mesma posição e imóvel, até que receba uma força mecânica externa ou que a câmara oposta receba ar comprimido.
O esquema de funcionamento é apresentado na figura.
5.3 - Atuadores sem haste

Atuadores sem haste reduzem o espaço ocupado e permitem cursos até 6 m, são utilizados para tarefas de transferências e manipulação.
A figura mostra um cilindro sem haste com acoplamento magnético, que consiste de um tubo com um êmbolo magnético dentro e fora uma bucha também magnética. O campo magnético obriga a bucha a acompanhar o movimento do êmbolo. Importante: ocorre o desacoplamento magnético sempre que o limite de força é ultra-passado. Para restabelecer o acoplamento, basta acionar o êmbolo na sentido da bucha e remover a causa do desacoplamento.
Esta característica pode ser importante em aplicações que, no caso de impacto, devem liberar o sistema. Quando a possibilidade de desacoplamento é indesejável por questões de segurança ou qualquer outro motivo, utiliza-se um cilindro sem haste com um torpedo impulsionado por uma cinta de aço.
Cilindro sem haste com acoplamento mecânico o torpedo é empurrado por uma fita de aço, que sofre a ação de um êmbolo conforme desenho esquemático abaixo.
5.4 - Atuador Rotativo
Atuador Rotativo ou motores pneumáticos fornecem movimento giratório contínuo, e são aplicados principalmente em ferramentas manuais como furadeiras, parafusadeiras, ferramentas de dentistas utilizadas para desbastar o dente antes de uma obturação, politrizes, etc. As vantagens básicas em relação a ferramenta elétrica são : peso reduzido, proteção contra sobrecarga, que permite ficar acionada mesmo travada sem o risco de danos, e não aquece pois o próprio ar de trabalho já faz a refrigeração contínua entre outras.
5.5 - Atuador semi-rotativo

Atuador semi-rotativo aplicado em movimentos angulares.
Neste tipo de atuador o eixo de saída tem, internamente, entalhado (frezado) dentes de engrenagem formando um pinhão que engrena nos dentes frezados na haste que une dois êmbolos no interior da unidade, chamada de cremalheira. O movimento retilíneo da cremalheira provoca um movimento giratório no eixo gerando um momento torsor cujo torque depende do diâmetro dos êmbolos. O ângulo de giro pode variar de 90º a 180º, em alguns casos até 270º.
5.6 - Atuador Muscle

Atuador tipo Muscle é um atuador de simples ação, aplicado em situações que exigem tração e retorno por força externa, é uma “mangueira” com características próprias para reduzir em até 20% o seu comprimento quando pressurizada. Ao inflar, o muscle aumenta o diâmetro e reduz o comprimento. A grande vantagem, é que comparado a um atuador convencional de mesmo diâmetro externo, consegue exercer uma força dez vezes maior. Por não ter partes móveis, não precisa de lubrificação, pode trabalhar em ambientes com contaminantes que prejudicariam uma haste.
5.7 - Atuador tipo Garra 

São atuadores especialmente projetados para pegar peças em dispositivos de manejo ou em robótica. As pinças podem receber insertos adaptados às peças para um melhor manuseio. O tipo apresentado abaixo utiliza êmbolos opostos para abrir e fechar as pinças, como mostrado nos modelos tipo paralelo e radial.

5.8 - Sinalizador Ótico – Pneumático

É utilizado para controle e indicação da existência de pressão na linha em que estiver instalada, obtendo assim visualização à média distância. Ao receber pressão o componente reage mecanicamente, alterando a cor inicial para outra cor final; ao desabilitar a pressão ocorre a reversão das cores. Indicado para instalação em painéis, onde é embutido em um furo e fixado por flangeamento com contra porca.

© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 08/02/2023