Natal Pasqualetti Neto*

 

 

Ao contrário do que muitos pensam, as prensas mecânicas para estampagem não “batem peça”, mas sim têm um fechamento controlado da ferramenta, sobretudo nas operações de repuxo.

 

Com exceção de algumas prensas pequenas, as prensas mecânicas médias e grandes têm um peso significativo da parte móvel (martelo e parte superior da ferramenta fixada ao mesmo), e este peso interfere no funcionamento da máquina e no processo.

 

Como solução do problema, é adotado o uso do compensador de peso a fim de eliminar o efeito da gravidade durante a movimentação do martelo/parte superior da ferramenta.

 

 

 

Os compensadores de peso, basicamente, são cilindros pneumáticos nos quais o martelo fica pendurado. Dentro dos cilindros pneumáticos é colocada uma pressão de ar que cria uma força para cima equivalente ao peso que está pendurado.

 

 

 

 

O uso do compensador de peso nas prensas mecânicas:

 

• Economiza energia;

• Elimina as folgas mecânicas, evitando má conformação da peça;

• Reduz o tempo de parada na frenagem, aumentando a segurança;

• Auxilia o acionamento da regulagem de altura do martelo.

 

 

Análise do sistema

 

O balanceamento do sistema é fácil de entender. A pressão do ar cria uma força contrária ao peso. O problema é que na descida do martelo o volume de ar diminui, aumentando a pressão e desequilibrando o sistema.

 

 

O ajuste de pressão durante o funcionamento não é viável pois teria um grande consumo de ar e custo elevado.

 

 

O que fazer?

 

Para explicar, vou considerar que o sistema é “isotérmico”, ou seja, não há troca de calor com o meio ambiente. Na realidade, o sistema aquece um pouco durante o funcionamento da prensa. Vou adotar também uns valores de volume e pressão fictícios para entendimento da lógica matemática.

 

 

Nomenclatura e valores adotados:

 

 

 

Vamos supor que Pi = 4, Vi = 100, e Vf = 10.

 

Temos então: Pi x Vi = Pf x Vf → 4 x 100 = Pf x 10

 

Disso resulta que: Pf = 40

 

 

Vejam no exemplo acima que a variação de pressão é muito grande e o nosso sistema, para funcionar corretamente, necessita manter a pressão constante. A solução para este problema é a instalação de um reservatório de ar de grande volume interligado aos cilindros compensadores de peso.

 

Nesta nova situação temos um aumento do volume de ar do sistema, pois o volume do reservatório faz parte do volume dos cilindros.

 

 

Vamos adotar Vr = 1000

 

Nesta nova situação teremos:

 

Vi = 100 + 1000 → Vi = 1100

Vf = 10 + 1000 → Vf = 1010

 

Observem que na nova configuração o volume inicial é próximo do volume final e com isso temos uma pressão “constante”, variação de pressão que é aceitável para o bom funcionamento da prensa.

 

Encerrando, além de ser usado nas prensas mecânicas, o compensador de peso é utilizado em diversas máquinas e equipamentos como, por exemplo:

 

• Prensas hidráulicas, para economizar potência da bomba na subida do martelo;

• Transfer no eixo de movimento subir/descer etc.

 

 

E não esqueçam que para o bom funcionamento da prensa mecânica, o compensador de peso deve ser regulado conforme o peso da parte superior da ferramenta que está sendo fixada ao martelo. A regulagem incorreta poderá aumentar o consumo de energia, gerar má conformação da peça e perda de matéria prima, bem como aumentar o tempo de parada da prensa e causar danos no sistema de acionamento da regulagem de altura do martelo.

 

 

 

 

 

 

 

*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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