Considerações Chave para Escolher Atuadores Pneumáticos em Aplicações Industriais

Imagine o seguinte: você selecionou cuidadosamente um atuador pneumático, apenas para descobrir que ele aplica força demais — quebrando a haste da válvula — ou de menos, deixando a válvula lenta ou presa no meio do caminho. Esse cenário frustrante ressalta por que a seleção adequada do atuador é crucial para a operação da válvula.

Em sua essência, a função primária de um atuador pneumático é acionar válvulas. Para uma operação suave, o atuador deve superar várias resistências, tornando o torque — a força rotacional — a consideração mais crítica na seleção.

• Torque de Ruptura: A força inicial necessária para mover uma válvula estacionária de sua posição fechada, análoga ao esforço necessário para empurrar um carro parado.
• Torque de Funcionamento: A força contínua necessária para manter o movimento da válvula durante a abertura ou fechamento, semelhante a manter a velocidade de um carro.
• Torque de Assentamento: A força final necessária para fechar totalmente a válvula e comprimir as superfícies de vedação, comparável a aplicar os freios para parar um veículo.
• Torque Máximo Permissível da Haste (MAST): A força máxima que a haste da válvula pode suportar sem danos, servindo como o limite de carga da válvula.

Diferentes tipos de válvulas exibem características de torque distintas. Válvulas borboleta com sede metálica, por exemplo, exigem alto torque de ruptura e assentamento, mas exigem menos durante o curso intermediário. Em contraste, as válvulas de esfera com sede metálica mantêm altos requisitos de torque durante toda a sua operação.

Para garantir uma operação confiável, os engenheiros normalmente multiplicam o torque exigido da válvula por um fator de segurança (frequentemente 25%). Essa margem leva em consideração variáveis inesperadas, semelhante às margens de segurança de engenharia no design automotivo.

Válvulas modulantes exigem ajuste de fluxo preciso e contínuo, exigindo atuadores com características de desempenho superiores. Válvulas Liga/Desliga, usadas para operações simples de abrir/fechar, apresentam requisitos menos exigentes.

Dados precisos de torque dos fabricantes de válvulas formam a base da seleção adequada do atuador. A maioria dos fabricantes fornece valores mínimos de torque de abertura sob condições específicas, normalmente para serviço de água. No entanto, esses valores mudam com diferentes meios, exigindo fatores de segurança apropriados para diferentes aplicações.

• Cremalheira e Pinhão: Fornece torque consistente em todo o curso.
• Yoke Escocês: Exibe torque reduzido durante o curso intermediário.
• Retorno por Mola: O torque diminui à medida que o curso progride devido à compressão da mola.

Entender a curva de torque de cada tipo — disponível dos fabricantes — é essencial para a correspondência adequada aos requisitos da válvula.

A pressão real na válvula geralmente difere da saída do compressor devido às perdas do sistema. A medição precisa da pressão no ponto de instalação é crucial para o dimensionamento adequado do atuador, assim como levar em consideração a resistência da tubulação em sistemas hidráulicos.

• Simples Ação (Retorno por Mola): Usa a força da mola para o movimento de retorno, disponível em configurações "falha-aberta" ou "falha-fechada".
• Dupla Ação: Requer alimentação de ar para abertura e fechamento, mantendo a posição durante a perda de ar.

• Início do Ar: Torque de movimento inicial
• Fim da Mola: Torque da mola na posição inicial
• Ar Mínimo: Ponto de torque mais baixo do curso
• Fim do Ar: Torque pneumático do fim do curso
• Início da Mola: Força de início do curso de retorno

Ao usar essas tabelas, certifique-se de que os requisitos de torque da válvula representem valores mínimos, enquanto MAST deve exceder todos os outros valores de torque em cada linha.

A seleção adequada do atuador requer consideração cuidadosa de múltiplos fatores. Essa abordagem sistemática ajuda a prevenir problemas operacionais e garante o desempenho ideal da válvula.