Natal Pasqualetti Neto*

 

“Uma corrente é tão forte quanto o seu elo mais fraco”. Sabemos que as normas de segurança referentes às prensas definem os cuidados relacionados ao funcionamento do freio e da embreagem de uma prensa mecânica.

 

Mas, o freio e a embreagem dependem de um sistema pneumático ou hidráulico. Dessa forma, o sistema pneumático ou hidráulico deve ter um nível de segurança compatível.

 

Para ilustração, vamos utilizar como exemplo um circuito pneumático.

 

 

No circuito mostrado acima vamos indicar alguns pontos importantes para o bom funcionamento do freio e da embreagem.

Válvula reguladora de pressão – essa válvula regula a pressão de trabalho do freio e da embreagem conforme o torque a ser transmitido pelo eixo de acionamento, normalmente ajustado e lacrado pelo fabricante da prensa.

Tanque de ar (pulmão) – evita uma queda de pressão na linha de alimentação de ar para o freio e a embreagem, garantindo o torque de engate da prensa.

 

 

Pressostato de pressão mínima (Pmin) – caso a pressão de ar na linha diminua, o comando da prensa é interrompido ao se atingir a pressão mínima.  

Válvula de segurança – válvula dupla de fluxo cruzado para alimentação de ar do freio e da embreagem.

 

Com relação à válvula de segurança, a qual é um componente especial, vamos conhecê-la melhor. O freio e a embreagem é um cilindro pneumático ou hidráulico. Dessa forma, a princípio, necessitamos de uma válvula para alimentar o sistema.

 

 

Na figura acima temos uma válvula 3/2 vias. Quando o sistema está desengatado temos a saída do ar. Quando o operador aciona o comando a válvula é energizada e abre, alimentando o sistema.

 

Muitos anos atrás, o sistema era assim e isso causava muitos acidentes. Ao se estudar as causas dos acidentes, verificou-se que quando a válvula apresentava uma falha e travava aberta, a prensa não parava e o acidente era inevitável.

No início foi tentado o uso de duas válvulas para solucionar o problema:

 

• Duas válvulas em série.

 

Observem que se uma das válvulas falhar, a outra garante o funcionamento, porém, voltamos à situação de se ter uma única válvula.

 

• Duas válvulas em paralelo.

 

Neste caso, se uma das válvulas falhar haverá uma pressão residual e frenagem deficiente. Com o passar do tempo, foi finalmente desenvolvida uma válvula de segurança que solucionou o problema.

 

Por ser especial, no mundo são poucos fornecedores deste tipo de válvula como, por exemplo, a empresa ROSS, HERION-NORGREN, entre outras.

 

 

A primeira válvula de segurança do fabricante ROSS é de 1954, e a partir do momento em que se detecta alguma vulnerabilidade, são feitas melhorias.

 

Vamos entender melhor o seu funcionamento.

 

 

Na ilustração a válvula está fechada, em repouso.

 

- O comando da prensa não está acionado;

- O interruptor está ligado (contatos fechados);

- Os solenóides estão desenergizados;

- As duas válvulas estão fechadas e não permitem a entrada de pressão de ar;

- O freio e a embreagem estão conectados com a saída de ar.

 

 

Na ilustração acima a válvula está aberta – funcionamento normal.

 

- O comando da prensa está acionado, enviando energia para a válvula;

- O interruptor está ligado (contatos fechados), permitindo a passagem da energia;

- Os solenóides são energizados, abrindo as duas válvulas;

- As duas válvulas estão abertas e permitem a entrada de pressão de ar até o freio e a embreagem. Observem que a entrada de cada uma das válvulas cruza um canal, e alimenta a saída da outra válvula (fluxo cruzado). Uma válvula depende da outra;

- O freio e a embreagem são pressurizados e acontece o engate da prensa;

- Na parte inferior da válvula, a pressão de ar pressuriza os dois lados do pistão, mantendo o mesmo no centro.

 

 

Na ilustração acima a válvula está fechada – falha no funcionamento.

 

- No evento de falha, apenas uma das válvulas irá funcionar, mas não haverá o engate da prensa, pois uma válvula depende da outra;

- Na parte inferior, a pressão de ar chega apenas a um dos lados do pistão, empurrando e abrindo o interruptor. O interruptor, uma vez aberto, não volta para a posição de fechado, cortando a energia para os solenóides. Esta situação requer intervenção da manutenção;

- Os solenóides permanecem desenergizados;

- O comando da prensa é cortado e é sinalizada a falha no freio e na embreagem.

 

NOTA: a válvula da figura é só para ilustração. Este modelo é antigo, funciona bem, mas não atende às normas vigentes. 

 

O motivo é que quando a válvula está em funcionamento, o pistão inferior permanece imóvel. Ele só atua quando houver uma falha. Este tipo de monitoramento é chamado de “monitoramento estático”. Uma vez que o pistão permanece imóvel por muito tempo, pode ocorrer a sua oxidação devido à umidade do ar, e, consequentemente, o seu travamento.

 

As normas atuais determinam que o monitoramento seja dinâmico, ou seja, a cada acionamento da válvula é verificado se está tudo ok. Para este monitoramento o mais comum é o uso de dois pressostatos.

 

Freio e embreagem hidráulicos

 

Nos sistemas de freio e embreagem hidráulicos os conceitos são os mesmos, apenas temos de montar um circuito hidráulico redundante que tenha o mesmo efeito do circuito pneumático com válvula de segurança.

 

 

 

*Natal Pasqualetti Neto é engenheiro mecânico pós-graduado em Automação Industrial pelo Centro Universitário FEI (São Bernardo do Campo, SP). Sócio Proprietário da NATAL Treinamento e Consultoria – www.natal.eng.br.

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