MAPA – Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos – 54/2026

MAPA – SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS – 54/2026

(…)

ETAPA 1: Diagnóstico e Interpretação de Esquemas Pneumáticos

Como parte do levantamento técnico para a documentação e manutenção da máquina, você elaborou o esquema do circuito pneumático utilizando o método intuitivo de lógica direta. Os cilindros pneumáticos de dupla ação (1.0 e 2.0) são comandados por válvulas direcionais 5/2 vias de duplo piloto pneumático (válvulas de memória 1.1 e 2.1). O circuito possui sensores fim de curso do tipo rolete mecânico (válvulas 3/2 vias, normalmente fechadas) que mapeiam as posições limites de cada pistão, e o início do ciclo é condicionado ao acionamento de uma botoeira de partida mecânica (válvula 1.2).

1.1: Identificação de Componentes do Painel

Com base nos esquemas estudados na disciplina, analise os componentes utilizados no projeto e preencha o quadro de documentação técnica a seguir, especificando a função prática de cada componente no funcionamento físico do sistema de conformação:

ID Componente Nome Técnico do Componente Função Prática no Circuito (A PREENCHER)
1.0 e 2.0 Cilindro Pneumático de Dupla Ação
1.1 e 2.1 Válvula Direcional 5/2 vias, Duplo Piloto Pneumático
1.2 Válvula Direcional 3/2 vias, NF, com Acionamento por Botão Pulsante
2.2 Válvula Direcional 3/2 vias, NF, com Acionamento por Rolete (Fim de Curso)
1.3 Válvula Direcional 3/2 vias, NF, com Acionamento por Rolete (Fim de Curso)
1.4 Válvula Direcional 3/2 vias, NF, com Acionamento por Rolete (Fim de Curso)

1.2: Roteiro e Descrição Logística do Ciclo

Considerando a sequência lógica direta A+ B+ A- B- estabelecida e as ligações de ar piloto, descreva, em suas palavras (em texto técnico de até 3 parágrafos), o comportamento do sistema durante a operação. Explique como o fluxo de ar e os sinais lógicos dos sensores acionam sequencialmente cada cilindro, desde o momento em que o operador pressiona o botão de partida (1.2) até o retorno final do cilindro B (2.0) à sua posição de repouso.

ETAPA 2: Dimensionamento Físico e Segurança Operacional

Além da análise lógica dos circuitos de comando, o engenheiro deve dominar o equacionamento matemático de dimensionamento físico para selecionar os componentes adequados comercialmente e garantir a segurança operacional e a integridade física dos operadores de acordo com a NR-12.

2.1: Memorial de Cálculo de Dimensionamento do Atuador A

Para que a chapa de calha não escorregue ou deforme lateralmente sob a força de dobramento do Atuador B, o Atuador A (prensa-chapa) deve realizar uma força efetiva mínima de avanço (Fe) de 1960 N. A rede de ar comprimido da empresa trabalha com uma pressão manométrica (P) regulada e estável de 6 bar (1 bar = 10 N/cm2). Para prever ineficiências dinâmicas, perdas por atrito interno e perdas de carga na tubulação, a equipe de projetos definiu em memorial de cálculo um fator de eficiência de 80%, de modo que a força efetiva disponível é dada pela relação: Fe = Fteórica × 0,80.

Apresente o memorial de cálculo detalhado, passo a passo, respondendo obrigatoriamente:

a) Cálculo da força teórica (Fteórica) em Newtons (N) necessária no avanço do atuador.

b) Cálculo da área útil do êmbolo necessária (Aêmbolo) em centímetros quadrados (cm²).

c) Cálculo do diâmetro mínimo do êmbolo (D) em centímetros e conversão para milímetros (mm).

d) Selecione qual é o menor diâmetro de cilindro comercial padronizado do fabricante que atende à força estipulada, entre as seguintes opções de catálogo: 32 mm, 40 mm, 50 mm, 63 mm ou 80 mm. Justifique a escolha.

2.2: Análise de Riscos Mecânicos e Lógica de Segurança (NR-12)

Em ambiente industrial real, a operação de prensas e dobradoras é considerada de alto risco de acidentes de trabalho, caso não conte com lógicas físicas redundantes de proteção. Analise a seguinte situação-problema de campo:

O ciclo está em andamento. O Cilindro A (1.0) está avançado, fixando a chapa metálica de 2 mm contra a mesa de dobra, e o Cilindro B (2.0) iniciou seu movimento de avanço para realizar a dobra. De repente, ocorre uma queda total no fornecimento de energia elétrica do galpão ou uma ruptura repentina na tubulação principal de ar comprimido.

Com base nos princípios de segurança operacional que você estudou na apostila e visando atender às orientações de segurança mecânica e parada segura, responda de forma técnica fundamentada:

a) O que aconteceria fisicamente com os cilindros A e B no momento da queda de pressão, caso o sistema estivesse operando com as válvulas direcionais originais biestáveis (com duplo piloto pneumático)? Existe risco mecânico ao operador nessa situação?

Unicesumar – Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos