Guia de bolso para distribuição do ar
Introdução Ferramentas pneumáticas e sistemas de ar comprimido são usados em todas as industrias. Este folheto foi produzido pela Atlas Copco para servir de apoio à compreensão dos sistemas de ar comprimido, de maneira a fornecer as informações básicas para uma correta planificação e para ilustrar os inconvenientes dos custos adicionais a que ficam sujeitos os objetivos destes sistemas. Será de grande valor para os engenheiros e projetistas preocupados com os objetivos, instalação e manutenção dos sistemas de ar comprimido.
Índice Página 1. Como pode a produtividade produtividade ser aumentada quando se trabalha trabalha com ar comprimido.................................................................................... comprimido.................................................................................................................4 .............................4
1.1 Exemplos práticos práticos quando esmerilhar, furar e apertar apertar com parafusadeiras parafusadeiras pistola, angulares,de impulso ou chaves chaves de impacto......................................... impacto.....................................................5 ............5 1.2 Qual é a queda de pressão aceitável? ............................................................................10 ............................................................................10 2. Como escolher acessórios de linha.................................................................................... linha.......................................................................................11 ...11
2.1 Questões chave ............................................... ............................................................................................... ................................................................11 ................11 2.2 Seleção típica das mangueiras.............................................. mangueiras ........................................................................................13 ..........................................13 2.3 Acessórios para linhas de ar ........................................................................................ ...........................................................................................15 ...15 Válvulas de corte, unidades de preparação de ar, válvulas anti-fugas, mangueiras, mangueiras com roldana, mangueiras em espiral, balancins com mangueira, engates de orelha, ligações macho e fêmea, mangueira com abraçadeira, equilibradores equilibradores e braços de suspensão .......................................15 .......................................15 – 23 3. Instalação ............................................ ........................................................................................... ...................................................................................24 ....................................24 4. Manutenção Manutenção ........................................ ....................................................................................... ...................................................................................26 ....................................26
4.1 Vazamentos
...........................26
1. Como pode a produtividade ser aumentada quando se trabalha com ar comprimido Uma pressão baixa reduz o desempenho de quase todas as ferramentas pneumáticas. Ferramentas pneumáticas são de máxima eficiência a uma pressão de 6,3 bar. Se a pressão for baixa, a eficiência cai radicalmente e a produtividade diminui. Muitas das instalações de ar existentes podem ser melhoradas escolhendo os acessórios de linha corretos. O tempo de retorno do investimento é curto, de um dia a 1 ou 2 anos. Nas páginas seguintes estão alguns exemplos:
Esmerilhamento Os custos de trabalhar com uma esmerilhadeira
Foi efetuado um teste com a LSS 64 S085, uma esmerilhadeira vertical de 2 kW com
A pressão do ar fornecido pelo compressor será constante entre 7 ou 7.5 bar, independentemente da queda de pressão. Com baixo consumo de ar devido a uma pressão baixa na ferramenta, o compressor irá operar ao mesmo nível de pressão mas durante muito mais tempo do que o necessário para que uma tarefa seja desempenhada. Os custos adicionais de potência resultam da queda de pressão e podem ser calculados da seguinte maneira:
Furar
Os custos de trabalho quando
O tempo de trabalho para o operador será
Os custos de operação quando aperta com parafusadeiras
Os custos de operação quando aperta com parafusadeiras Quando aperta com parafusadeiras Pressão de trabalho
6.3
5.8 bar
torque máximo
248
240 Nm
Tempo
0.8
0.9 Seg
Considerando que o custo para o operador é 20 Euro por hora e o tempo de eficiência de aperto é de 4 horas por dia. Isto significa que o custo normalmente é de 80 Euro por dia.
Usemos a fórmula para a potência extra por dia, que é necessária quando se trabalha com ferramentas pneumáticas com pressão baixa : (3.68 l/s x 3.6 m 3/h x 4.5h x 0.105 kWh) (4 l/s x 3.6 m 3/h x 4h x 0.105 kWh) = 0.21 kWh/dia Os custos extra quando se trabalha com ferramentas pneumáticas com pressão baixa é de 0.15 Euro/mês considerando 1 kWh a custar 0.035 Euro.
Parafusadeiras angulares de
Chaves de impacto A) Os custos de trabalho quando aperta com uma chave de impacto com controle de torque O torque das chaves de impacto aumenta com o tempo. Níveis de torque muito acima dos definidos podem ser alcançados. Chaves de impacto com controle de binário, LTS 37, atingem o torque acima do estabelecido independente da pressão do trabalho. O tempo de atingir o torque aumenta com a queda da pressão. Testes com a ferramenta mostram que existe um aumento de 12.5% do tempo quando a pressão baixa de 0.5 bar. Ao custo do operador de 20 Euro por hora e 4 horas de eficiência nos apertos, isto dá 10 Euro de trabalho desnecessário todos os dias, (200 Euro por mês e 2400 Euro por ano).
Os custos do compressor
Os custos extra quando trabalha com ferramentas pneumáticas com pressão baixa é de 0.4 Euro/mês considerando 1 kWh a custar 0.035 Euro.
B) Os custos do trabalho quando usa chave de impacto Para a chave de impacto LMS 37, o torque é dependente da pressão de trabalho. Testes
Ferramentas de impulso hidráulico Custos de trabalho para as ferramentas de impulso hidráulico: Testes efetuados na Atlas Copco mostram que diminuindo significativamente a pressão do trabalho, aumenta o tempo de aperto e reduz o torque conseguido. Os testes foram feitos com a ErgoPulse 8 XS. Foram obtidos os seguintes resultados:
ErgoPulse 8 XS Pressão
Tempo
Torque
6.3 bar
6.5 s
48.3 Nm
5.3 bar
10 s
44.3 Nm
4.3 bar
10 s
38.2 Nm
Os custos do compressor quando aperta com ferramentas de impulso A ErgoPulse 8 XS normalmente necessita de 9 l/s mas com 1 bar de queda de pressão o consumo de ar é reduzido a 80%*), então 9 l/s x 80% = 7.2 l/s. O tempo de trabalho para o operador será 50% mais, o que dá 150% x 2.67 horas (2 horas, 40 minutos) = 4 horas. Para comprimir 1m3 necessita-se aproxima-
LMS37 LUM21
LBB36
LSS53
Realidade Na prática, muitos locais de trabalho, trabalham com pressão entre 3-5 bar o que leva a uma perda de energia e de produtividade significantes. A Atlas Copco pode ajudá-lo a medir a pressão de utilização de ar com um simulador de ferramenta de ar comprimido. Os cálculos seguintes podem ser efetuados
1.2 Qual é a queda de pressão aceitável?
A queda de pressão depende do volume consumido do ar, alto consumo – alta queda de pressão. Assim, a queda de pressão numa instalação depende do volume requerido pela ferramenta. Perdas na unidade de preparação do ar, ligações e mangueiras não devem ser mais elevadas do que 0.6-1.0 bar. É o razoá-
2. Como escolher acessórios para linhas de ar A capacidade dos acessórios para linhas de ar da Atlas Copco foram medidos e o consumo é estabelecido com a queda de pressão correspondente. Isto faz com que seja possível ao utilizador escolher os acessórios corretos para a aplicação e atingir uma queda de pressão aceitável. Restrições como ligações pequenas, mangueiras compridas com diâmetro muito pequeno, provocam quedas de pressão. Mangueiras em espiral são, devido à sua forma, muito longas e assim provocam uma grande queda de pressão. A alternativa, uma mangueira PVC normal deve ser considerada, em todos os casos com atenção à queda de pressão. Todas as ligações numa instalação provocam queda de pressão. Por exemplo uma mangueira com abraçadeira faz com que o trabalho com a ferramenta seja mais fácil mas as ligações extras e um
– A ferramenta necessita de lubrificação?
Os fabricantes de ferramentas de ar com primido fazem ferramentas com alhetas especiais que não necessitam de lubrificação. Também as turbinas não necessitam de lubrificação. Porém algumas ferramentas necessitam de lubrificação e estas se o tempo de operação for pequeno necessitam de lubrificação direta, se o tempo de operação for longo, necessitam de um lubrificador de óleo por dispersão.
– Trabalho ambiental: a escolha de aces-
sórios é influenciada pelo trabalho ambiental. Uso, ao ar livre ou ambientes duros, como fundições, necessitam de acessórios para linhas de ar mais resistentes do que trabalho de bancada interior
2.2 Combinação das características das mangueiras Características da instalação das mangueiras para ferramentas de aperto Pequenas ligações como a ErgoQIC 08 e QIC 10 são apropriadas para ferramentas de aperto que necessitem de um baixo consumo de ar. Chaves de impacto de grande torque necessitam de ligações de tamanho superior. O diâmetro das mangueiras para ferramentas de aperto podem ser na maioria dos casos de 6 a 13 mm e o comprimento é normalmente de 3-5 m. Em alguns poucos casos as mangueiras são largas e compridas.
Um balancim com mangueira é usado para parafusadeiras retas, em necessidade de ligações que dependem, se o operador precisa de mudar de ferramenta ou não.
– uma mangueira em espiral com uma ligação macho para o FRL e uma ligação fêmea/macho na outra.
A maneira mais comum de usar uma mangueira em espiral pequena é com uma parafusadeira reta conjuntamente com um balan-
– uma mangueira principal com um pequeno chicote com abraçadeira antes da ferramenta.
Uma mangueira principal juntamente com um chicote com abraçadeira é recomendada onde há impactos duros entre as ligações
(chaves de impacto) ou quando as ferramentas são muito pesadas e o peso das ferramentas pode partir as ligações.
Instalação típica para mangueira com ferramentas de remoção de material
Uma mangueira principal juntamente com um chicote com abraçadeira é recomendada onde há duros impactos nas ligações (ferramentas percursivas e algumas lixadeiras) ou quando as ferramentas são muito pesadas e o peso das ferramentas pode partir as ligações.
As ligações de tamanho superior devem ser usadas quando o consumo do ar é mais elevado do que nas ferramentas de aperto, (Ergo QIC 10, OIC 15 e Engate de orelha). As ligações pequenas são usadas para pequenas esmerilhadeiras tal como a LSF. O tamanho das mangueiras para ferramentas de remoção
Válvulas de corte Uma vez que as válvulas de corte têm um efeito significante no desempenho das ferramentas de ar comprimido, uma válvula de corte tipo esfera garante uma perda de pressão insignificante e deve ser a escolhida. Para evitar oscilações repentinas de pressão, o seu desenho deve permitir ao operador, abrir e fechar, lentamente a válvula de esfera. Válvulas de esfera devem ser utilizadas nas unidades de preparação de ar. Quando ligações por engate de orelha são usadas, as válvulas de esfera são a única maneira de desligar o fluxo de ar. Há dois tipos de válvulas de corte de ar dis poníveis: BAL e BAL-1A. Ambas são lubrificadas com silicone não oleosa, o que é particularmente importante quando em pintura, porque as gotas de silicone destroem a superfície pintada. O tipo de válvulas BAL podem ser usadas em qualquer posição entre
Unidades de preparação de ar O conjunto da Atlas Copco de unidades de preparação de ar – MINI, MIDI, MIDI + DOSOL e MAXI – abrange três níveis de consumo de ar. Escolher o tamanho adequado é simplificado usando as seguintes pontos: Fluxo de ar altamente recomendado:
Quando escolher MIDI:
MIDI é apropriado para a maioria das ferramentas de aperto, ferramentas de percussão, furadeiras, tesouras, serras e pequenas esmerilhadeiras s (aproximadamente 90% de todas as aplicações). Unidades MIDI podem ser usadas até 43 l/s. O MIDI tem uma ligação de rosca 1/2”. Quando escolher MIDI + DOSOL:
Quando o tempo de operação para a ferramenta é pequeno ou quando a ferramenta tem um consumo de ar muito pequeno e necessita de uma lubrificação direta. Um fluxo de óleo é enviado à ferramenta assim que o gatilho é puxado. Alguns casos típicos são as ferramentas de aperto. MIDI + DOSOL podem ser usadas para ferramentas com consumo de ar de 2.3 l/s até 43 l/s. Quando escolher MAXI:
MAXI é um perfeito complemento do MIDI, especialmente quando existe um grande con-
Como montar unidades de preparação de ar
xo de 0,2 bar (necessita que o fornecimento de ar seja fechado regularmente). Com drenagem automática o copo é esvaziado quando a água acumulada atinge um certo nível.
Filtros de ar O filtro separa impurezas tal como água e partículas sólidas. Se não usar filtros em combinação com ferramentas de ar comprimido significa menos tempo de vida de serviço, altos custos de manutenção e baixa eficiência. Sistemas de ar antigos com resfriadores , provocam ferrugem e trabalhar com
Um copo de metal protetor é usado quando há possibilidade de haver solventes no meio ambiente. Solventes que fazem com que o copo de policarbonato fique frágil, sendo eles químicos, acetona, benzeno, glicerina, alguns hidráulicos e óleos sintéticos, clorofórmio, álcool metílico, tetracloreto de car bono e solventes similares, bissulfureto de carbono, perchlorethylene, tolueno, trichlorethylene, xilénio, (nitrocelulose diluída) e ácido acético. Se o copo convencional parte, então, deve se usar um copo de metal. Um copo de metal protetor os quais são norma em alguns mercados.
12 m3/h a 7.5 bar. 1.3 kWh custa 0.035 x 1.3 = 0.04 Euro / hora; 4 horas de trabalho efectivo por dia é 0.18 Euros por dia, 3.64 Euros por mês, 43.7 Euro por ano. Pressão da ferramenta
Consumo de ar
6.3 bar
100%
7.0
110%
8.0 bar
125%
Veja página 41 para uma tabela completa: relação entre a pressão na ferramenta e o consumo de ar.
Reguladores de pistão usam o ar para regular e por consequência reagem mais lentamente. Por outro lado, pode improvisar as características do regulador, desde que seja mantida a pressão de saída acima do fluxo de ar. Reguladores de pistão devem ser usados nas operações com fluxo de ar onde precisão é essencial e resposta lenta pode ser aceitável, tipicamente para alguns motores.
mostram que a saída da potência da rebarbadora diminui em 15-20% depois de 20 minutos quando não é lubrificada. O tipo mais comum de lubrificadores, é o lubrificador a óleo por dispersão, com fornecimento de óleo para a mangueira de ar. É usado para lubrificar ferramentas de ar com primido que funcionam com um tempo de operação normal. Devem ser usados copos de metal quando existe um meio ambiente agressivo, (veja filtros). Um copo de vidro pode ser usado com unidades com copo de metal. Para ferramentas de ar que partem e param em pequenos intervalos ou têm um pequeno consumo de ar, deve ser usado um lubrificador Dosol. Este fornece óleo através de um tubo capilar inserido na mangueira directamente à ferramenta e é controlado pelo início da frequência da ferramenta. Muitas ferramentas de aperto, exceto de palhetas isentas de lubrificação, podem ser usadas em combinação com um lubrificador direto.
Mangueiras
Válvula anti-fugas Quando uma mangueira sobre pressão se solta, a mangueira começa a perder o ar comprimido de uma maneira incontrolada, chicoteando de um lado para o outro. Isto pode ferir pessoas, danificar as peças de tra balho e destruir o meio ambiente. Uma
Mangueiras devem ser escolhidas para ir ao encontro das exigências do trabalho no meio ambiente. As mangueiras devem ter um com primento de 3-5m para assegurar mobilidade suficiente no local de trabalho e limitar a queda de pressão. Para ferramentas de ar comprimido pequenas, CABLAIR é recomendado por ser PVC macio, e 30-50% mais leve do que uma mangueira PVC convencional, e deve ser usada para operações de ban-
Mangueiras em espiral
A tabela abaixo pode ser usada para o máximo fluxo de ar (l/s) através de tamanhos diferentes das mangueiras.
Uma mangueira em espiral conjuntamente com balancins é ideal para aplicações vertiMangueira Comprimento máximo cais. Mangueiras em espiral são, devido à sua forma, muito longas e assim têm uma Modelo 5m 10 m 20 m 40 m queda de pressão muito grande. Para evitar 03 0.7 – – – grandes perdas, escolha uma mangueira em 05 2.1 0.7 – – espiral pequena. 06
4
2.1
0.7
–
08
7.5
4
2.1
0.7
10
13
7.5
4
2.1
13
21
13
7.5
4
16
43
21
13
7.5
20
75
43
21
13
25
125
75
43
21
Regras gerais são: manter grande o diâmetro das mangueiras, usar ligações de fluxode ar grandes, usar unidades de preparação de ar com baixa queda de pressão. Todas estas
Há mangueiras em espiral de três materiais disponível no conjunto da Atlas Copco: nylon, pebax e polyurethane. As caracteristicas são as seguintes: Materiais
Mantém Tamanho Ligação medidas espiral direta à em comp. ferra- menta
Nylon
ótimo
grande
não
PEBAX
melhor
médio
sim
pequeno
sim
Polyurethane bom
Muitos fabricantes oferecem pequenos
Neste caso é usado um balancim com mangueira. A linha de ar é ligada ao equilibrador e leva o ar através da mangueira que pode ser puxada para um comprimento variável. Balancins com mangueira são escolhidos de acordo com o fluxo de ar requerido e com o peso da ferramenta.
Ferramentas de remoção de material
Ferramentas de remoção de material necessitam de muito ar e a aplicação é dura. Isto no entanto é de grande importância para escolher grandes ligações para elas funcionarem corretamente. ErgoQic 10, QIC 15 e engates de orelha fornecem a capacidade de fluxo suficiente. Pequenas lixadeiras, necessitam de pequenas ligações como ErgoQIC 08. Para um máximo fluxo de ar recomendado são as seguintes (queda de pressão 0.2 bar):
Elo de ligação Para parafusadeiras, ferramentas de impulso, furadeiras ou lixadeiras, a mangueira é algumas vezes desajeitada na maneira como se
Engates macho de segurança Quando a mangueira tiver mais do que 3 metros, o ar pressurizado deixado na mangueira pode provocar um chicoteamento quando a mangueira é desligada, por isso deve ser usada uma ligação de segurança. A ligação de segurança deixa o ar sair muito lentamente quando a mangueira é desligada. Quando usar engates de segurança, o fluxo de ar é reduzido em 20%. Quando, por exemplo, uma mangueira de 16mm, de 5m é usada com um engate de segurança e com uma mangueira com chicote, irá acontecer o
diâmetro exterior de 22-40 mm. De simples aperto, abraçadeiras de pressão média são recomendadas para usar com CABLAIR e pequenas mangueiras PVC. Abraçadeiras de pressão média (pressão quente) são recomendadas para mangueiras PVC e para pequenas mangueiras de borracha até 16mm de diâmetro. Para mangueiras de borracha acima dos 16mm, devem ser usadas abraçadeiras de trabalho duro.
Estes parâmetros são suficientes para escolher o braço do catálogo. As questões a serem respondidas são: qual é a área de trabalho a ser coberta pela configuração da ferramenta/braço? Qual é o aspecto do local de tra balho? Há algum fato a se considerar no processo de trabalho? Deverá a ligação da ferramenta ser firme ou flexível? E mais, deverá a ferramenta ser ligada à parte de cima ou à parte de baixo do punho? Se a ligação for feita à parte de cima, o com primento da ferramenta deve ser adicionada ao alto do pilar necessário. Deverá ser usado um adaptador? Deverá ser usado um mola extra, (se a ferramenta for mais leve ou mais pesada do que a série normal)?
Braço articulado
O braço articulado tanto pode estar de pé com a disposição de um pilar como pode ser fixado à parede com um conjunto de fixação. Os pés podem ser fixados à bancada de tra balho com grampos.
3. Instalação
Se uma válvula anti-fugas for instalada com mangueiras normais, a proteção deverá ser instalada entre a ligação e a unidade FRL de acordo com a figura acima.
Se uma válvula anti-fugas for instalada com mangueiras em espiral ou balancins com mangueira e uma mangueira extra normal, a proteção deverá ser instalada entre a mangueira em espiral (ou equilibrador com mangueira) e uma mangueira normal de 16mm com um máximo de 5 metros de acordo com a figura acima. Se os 16mm de mangueira não são precisos a válvula anti-fugas deve
mangueira é usar um torno mecânico. À medida que a ligação e a mangueira é posta no torno ,um pouco de água e sabão deve ser adicionada a ambas. Isto faz com que seja mais fácil trocar a mangueira no fim da ligação macho/fêmea. A abraçadeira da mangueira deverá nessa altura ser montada. Quando usar abraçadeiras de pressão a quente, use uma chave de porca ou uma parafusa-
4. Manutenção
4.2 Tabela de manutenção Uma manutenção regular deve ser feita no sistema de ar.
– Todos os locais de trabalho devem ser verificados com um simulador de ferramenta de ar de dois em dois meses. O simulador de ferramenta de ar deve ser conectado à mangueira e o fluxo de ar
5. Segurança Válvulas de esfera: Quando não estiver em
trabalho, desligue o compressor de ar com a válvula de corte. Abra todas as válvulas de esfera por ordem afim de evitar apertos impróprios. Todas as unidades de preparação do ar:
Esteja ciente que os solventes podem mudar a estrutura dos copos de Policarbonato tornando-os quebradiços. É necessário usar um equipamento especial quando se usar solventes agressivos. Policarbonato tem uma boa resistência química a todos os solventes exceto aos químicos que contém acetona, benzeno, glicerina, alguns óleos hidráulicos e sintéticos, álcool metílico clorofórmio, tetracloreto de carbono (e solventes similares), bissulfureto de car bono, perchlorethylene, tolueno, trichlorethylene, xilénio, (nitrocelulose diluída) e
Engates de orelha: estão sempre abertos e
devem ser usadas com muito cuidado. A seguinte ordem deve ser seguida: Quando abrir ...
1. feche a válvula de esfera 2. funcione com a ferramenta de maneira a permitir o escoamento do ar 3. Desconecte o “engate de orellha”.
– Abraçadeiras e engates: Verifique se as
abraçadeiras estão correctamente apertadas.
– Válvula anti-fugas: Quando o encaixe
Uma chave manual deve ser escolhida quan-
fica mais largo na mangueira pressurizada, a mangueira começa a chicotear de uma maneira incontrolável, de um lado para o
6. O que é o ar comprimido? Como todos sabemos, o ar é vital para a vida na terra e nós o respiramo-lo a toda a hora. Definindo-o, ar é uma mistura de gás incolor, inodoro e insipido que é constituído princi palmente de nitrogénio, oxigénio e algum vapor de água. O ar está constantemente contaminado com partículas sólidas, como a areia, fuligem e partículas de sal; a sua com posição é relativamente constante desde o nível do mar até uma altitude de 25 km. Quando o ar pode ser comprimido, torna-se de uma maneira segura, com versatilidade média para transmitir e criar energia. Mas o que é o ar comprimido? De uma maneira simples, a atmosfera em funcionamento.
Gravidade ao nível do mar Todos os materiais, incluindo pequenas partículas do ar, são atraídos para a terra pela
=
O ar é um gás, que é feito de moléculas relativamente livres. Quando é “espremido” ou comprimido pela gravidade, a força não está só na direção da terra mas em todas as direções. Se o ar, ou qualquer outro gás, é comprimido mais extensivamente – mecani-
sistema menos a pressão absoluta fora do sistema. Em outras palavras, a pressão absoluta é usada para fazer cálculos. A pressão manométrica é o valor lido no medidor de pressão ou manómetro ex. de uma unidade de preparação do ar.
Flow
Pressure
Queda de pressão A pressão de trabalho é gerada pelo com pressor e fornecida à ferramenta através de tubos e mangueiras. No transporta do ar pressionado, a pressão é reduzida por obstáculos, tais como restrições, curvas, passagens estreitas, etc. Esta redução é chamada queda de pressão. A queda de pressão acon-
Flow
7. Distribuição do ar
A distribuição do ar é o elo critico entre a
Se o compressor for para fornecer ar para diferentes locais, uma linha principal deve funcionar para cada local. Isto faz com que seja possível ajustar a qualidade e pressão do ar de acordo com as exigências de cada unidade.
Anel principal e baixadas O anel principal que distribui o ar dentro do local de trabalho deve ser instalado de maneira a que o ar chegue ao local de trabalho, ou seja, à ferramenta. Funcionando assim, áreas de comprimentos excessivos. Normalmente o anel principal funciona como uma linha que circunda os locais. Isto significa que se um grande requerimento de ar inesperado acontece em alguma linha de serviço, este pode ser alimentado de duas direções. Isto irá reduzir a queda de pressão e providenciar um nível, mais estável de pressão em todo o sistema.
do local de trabalho quanto possível. Isto serve para evitar uma mangueira muito longa para a ferramenta o que pode resultar numa grande queda de pressão. Se houver algum risco de condensação em alguma parte do sistema, a linha de serviço deverá ser ligada à parte de cima da linha principal de distri buição.
Usuários de ar (ferramentas com os seus acessórios para linhas de ar) São os usuários do sistema de distribuição do ar, são as ferramentas de ar comprimido, conjuntamente com as suas unidades de pre paração do ar ou qualquer outro equipamento de consumo de ar. Em outras palavras, tudo o que é instalado a seguir à válvula de esfera. Para prevenir fugas e para manter a pressão correta, os acessórios da linha de ar, assim, como ferramentas e os compressores devem ser de alta qualidade. Os acessórios
Acessórios para linhas de ar típicos têm incluído: um filtro combinado com um separador de água, regulador de pressão, lubrificador a óleo de dispersão ou um sistema de lubrificação direta, mangueiras e ligações rápidas. Para uma descrição mais detalhada, veja o capitulo 1.5 do catálogo “Acessórios para Linhas de Ar”.
Tratamento do ar comprimido
Remover a água do compressor de ar pode ser feito por diferentes meios:
Reservatório de ar Um reservatório de ar armazena o ar após o compressor. Quando o ar quente com primido é arrefecido no reservatório, a água condensa e é separada no fundo do reservatório. Um reservatório de ar é
Secador por adsorsão Existem dois tipos de secadores por adsorsão: regeneração a quente e regeneração a frio. Secadores de regeneração a quentes são mais utilizados em grandes fluxos de ar. Os secadores de regeneração a quente, faz a regeneração do dessecante através do calor produzido por uma resistência elétrica. Quando se usa compressores de parafusos isentos de óleo somente pelo calor libertado do compressor é feita a regeneração do dessecante. Pode ser obtido um ponto de orvalho de –20ºC ou ainda mais baixo. Um secador por adsorsão com a capacidade de 1000 l/s somente requer um consumo de 120 W. Separação e drenagem da água deve ser garantida sempre nos secadores de adsorsão. Se o ar comprimido foi produzido usando um compressor lubrificado a óleo, um filtro de separação de óleo deve ser igualmente montado antes do secador de adsorsão. Em
A necessidade de separadores de água e filtros Alguns métodos descritos em cima são um ótimo resultado para providenciar a secagem do ar. No entanto é sempre recomendado ter separadores de água e filtros instalados no sistema de distribuição do ar. Uma pequena queda no desempenho ou permanecer em “stand by” resultará em água e partículas nas tubulação,a qual deverá ser separada pelo filtro para evitar reparos antecipadas na ferramenta. Pequenas quantidades de água podem igualmente ser convertidas em flocos de ferrugem e as partículas nas tubulações deverão removidos pelo filtro.
Custo da tubulação Instalar um novo sistema de distribuição de ar é um investimento que é pago com produtividade melhorada obtida pelo baixo peso e pequeno tamanho das ferramentas. Recuperação de calor faz a instalação do compressor ser mais eficiente.Abaixo tem-se
8. Caso atual: Redução de custos com ferramentas ErgoPulse
Instalações antigas Um cliente da Atlas Copco possui a seguinte instalação: Linha pricipal 1/2” FRL 3/8”
❏
Uma mangueira de espiral cria mais perdas de pressão que uma mangueira normal.
❏
Em uma restrição normal (3/8” FRL) é criada uma maior queda de pressão do que num (1/2” FRL).
❏
Um engate com baixa capacidade cria mais queda de pressão que uma alta (ErgoQIC tem a mais alta capacidade de fluxo de ar, comparado com outras ligações do mesmo tamanho).
Custos do compressor velho Para se ver o efeito do lado do compressor, são recolhidos dados por duas semanas. O cliente tem dois compressores com secadores e refrigeradores.
Compressor 1
Compressor 2
55 kW fornecidafi 78 kW consumida Funciona
1.89 horas por dia à carga total 155 l/s fornecido 1.11 horas por dia de trabalho em vazio
110 kW fornecida fi 137 kW consumida Funciona
4.50 horas por dia à carga total 314 l/s fornecido 2.50 horas por dia de trabalho em vazio
Reduções de custo poderão ser feitas nesta nova instalação?
Tempo anterior: 3 horas x 50 operadores = 150 horas / dia.
1) Redução dos custos de trabalho
Custos anteriores: 150 horas x 20 Euros = 3000 Euros / dia
O tempo de aperto com ferramentas ErgoPulse foi estimado em 3 horas/dias para cada operador.
Custos novos do ganho em tempo: 3000 Euros / 150% = 2000 Euros / dia Isto representa uma redução do custo de trabalho de 1000 Euros / dia ou noutras palavras 50 horas todos os dias para todas as tarefas. 2) Reduzir o consumo de pressão em 1.7 bar
A nova instalação dá à ferramenta uma pressão de 8.0 bar, mas é melhor ligar o regulador para que a ferramenta possa trabalhar a 6.3 bar e poupar energia. Como pode ser visto na página 8 deste
Baixar a pressão do fluxo na unidade FRL de 8.2 bar para 6.5 bar dá uma
3) Redução do tempo de trabalho para os compressores
O tempo de aperto com a ErgoPulse era desde o principio 50% maior. Isto significa que o compressor também tem de trabalhar 50% mais. Uma pressão que baixa de 1 bar resulta em 80% de consumo de ar. Veja na página 41 a tabela completa: relação entre a pressão da ferramenta e o consumo do ar e na página 42 para fórmulas de potência extra necessária/dia quando trabalha com uma pressão muito baixa para ferramentas.
Soma dos custos reduzidos Neste caso com Ferramentas ErgoPulse o tempo de redução do operador era um fator muito importante, igual a 1000 Euros/dia, a pressão no FRL mais baixa e o menor tempo de trabalho para o compressor, contribui com (23.7 + 15.8) 39.5 Euros/dia. Os custos totais para 50 novas instalações era 6400 Euros, 4600 Euros para acessórios de linha de ar e 1800 Euros para gastos com a instalação. O reembolso quando trabalha com ferramentas de impulso é só de 7 ou 8 dias para toda a instalação (o pequeno prazo de reembolso é o mesmo para esmerilhadeiras
As redução da pressão baixa no FRL, e o baixo tempo de trabalho para o compressor de 39,5 Euros/dia que são facilmente esquecidos, mas o cálculo dá 6400 Euros/39.5
9. Relação entre a pressão da ferramenta e o consumo de ar Pressão da ferramenta (bar)
Consumo de ar (%)
Ação
8.0
125
Reduzir a pressão no regulador
7.0
111
Reduzir a pressão no regulador
6.3 bar
100%
6.0
96
Aumentar a pressão: mudar os acessórios de ar
5.0
77
Aumentar a pressão: mudar os acessórios de ar
4.0
61
Aumentar a pressão: mudar os acessórios de ar
3.0
44
Aumentar a pressão: mudar os acessórios de ar
Ótimo desempenho!
10. Fórmulas para fazer cálculos dos custos de potência Fórmula para potência extra necessária/dia quando se trabalha com pressão muito baixa nas ferramentas de ar comprimido A pressão de descarga do compressor será constante ao nível de 7 ou 7.5 bar, e independente do sistema de queda de pressão. Com um consumo de ar muito baixo que é devido a uma pressão muito baixa na ferramenta, o compressor irá operar à mesma pressão mas por um longo período de tempo de maneira a que uma tarefa particular seja desempenhada. Os custos da potência adicional resultantes do sistema de alta queda de pressão podem ser calculados da seguinte maneira:
( (
Consumo do ar da ferramenta em m3/h a uma pressão baixa Consumo do ar da ferramenta em m3/h a 6.3 bar
X
Tempo de trabalho em horas por dia a uma pressão baixa na ferramenta
X
Tempo de trabalho em horas por dia a uma pressão de 6.3 bar na ferramenta
X
Potência requerida em kWh para o compressor para fazer 1 m 3 a 7.5 bar
X
Potência requerida em kWh para o compressor para fazer 1 m 3 a 7.5 bar
) – )=
Cálculos dos custos do compressor quando se esmerilha (veja página 5) Uma LSS 64 S085 normalmente necessita de 50 l/s a 6.3 bar mas com 1 bar de queda de pressão o consumo de ar é reduzido para 80%*), então 50 l/s x 80% = 40 l/s O tempo de trabalho para o operador era 40% maior o que dá: 140% x 3 horas = 4.2 horas Para comprimir 1 m 3 a 7.5 bar necessita aproximadamente 0.105 kWh Usemos a fórmula da página 42 para potência extra /dia necessária quando se trabalha com pressão baixa em ferramentas de ar comprimido: (40 l/s x 3.6 m 3/h x 4.2 h/dia x 0.105 kWh)(50 l/s x 3.6 m 3/h x 3 h/dia x 0.105 kWh)= 6.8 kWh/dia
