Calculadoras de Automacao Industrial: Redutores, Servos, Inversores, Esteiras e Pneumatica

Calculadoras de automacao industrial sao as ferramentas que um construtor de maquinas, um engenheiro de controle ou uma equipe de manutencao usa para dimensionar as partes moveis e energizadas de uma linha automatizada. Elas respondem as perguntas praticas por tras de uma maquina: qual relacao de transmissao e torque um motoredutor entrega, se um servo consegue acelerar uma carga sem superaquecer, quanta energia um inversor de frequencia economiza em uma bomba ou ventilador, que tamanho de reservatorio de ar comprimido um sistema precisa, a que velocidade uma esteira transportadora corre e quanta potencia de motor a move, e quanta forca e ar um cilindro pneumatico precisa. Cada uma roda no seu navegador e mostra a conta por tras do resultado.

A relacao de transmissao e a velocidade de entrada dividida pela velocidade de saida, ou de forma equivalente o numero de dentes da engrenagem movida dividido pelo da motora. A velocidade de saida e a do motor dividida pela relacao, e o torque de saida e o torque de entrada multiplicado pela relacao e pela eficiencia, ja que uma reducao multiplica o torque pelo mesmo fator com que divide a velocidade. Se voce conhece a potencia em vez do torque, obtenha primeiro o torque: o torque em newton-metro e 9550 vezes os quilowatts divididos pela rotacao, ou em kgf-metro e a potencia e a rotacao pelas constantes correspondentes. Dimensione o motoredutor para que seu torque de saida nominal supere o torque da carga por um fator de servico.

A relacao de inercia e a inercia da carga refletida ao eixo do motor dividida pela inercia do proprio rotor do motor. Importa porque um servo controla o motor, nao a carga diretamente, e quando a inercia da carga supera muito a do motor o eixo fica dificil de sintonizar e propenso a ultrapassar a posicao e oscilar. A inercia refletida cai com o quadrado da relacao de transmissao, entao um redutor e uma forma de trazer uma carga pesada para a faixa. Uma diretriz comum mantem a relacao em dez para um ou menos para movimento geral, e perto de tres para um a cinco para um para posicionamento rapido e preciso. Um dimensionamento completo tambem compara o torque RMS do perfil de movimento com o torque continuo do motor, e o torque de pico de aceleracao com o torque de pico.

Em uma bomba ou ventilador centrifugo um inversor de frequencia economiza energia segundo as leis de afinidade, onde a potencia varia com o cubo da velocidade. Rodar a oitenta por cento da velocidade plena puxa cerca de 0,8 ao cubo, ou aproximadamente 51 por cento da potencia plena, entao reduzir um pouco a velocidade dessa carga economiza muito. A economia anual e a diferenca de potencia multiplicada pelas horas de operacao e pela tarifa de energia, ajustada pela eficiencia do motor e pela pequena perda do inversor. A lei cubica so vale para cargas de torque variavel como bombas e ventiladores; uma carga de torque constante como uma esteira economiza mais ou menos em proporcao a velocidade, nao ao seu cubo. Uma estimativa por perfil de carga que pese as horas em cada velocidade da o numero mais honesto.

Um reservatorio e dimensionado para que um pico de demanda de ar nao derrube a pressao do sistema abaixo do que as ferramentas precisam antes de o compressor responder. A formula comum e V igual a t vezes C vezes a pressao atmosferica dividido pela queda de pressao permitida, onde t e o tempo que o reservatorio deve cobrir, C e a demanda de ar em CFM acima do que o compressor fornece, e as pressoes definem a faixa de pressao util. Uma regra frequente reserva cerca de tres a cinco galoes de reservatorio por CFM de compressor em uma planta estavel, e mais onde a demanda e irregular. Um reservatorio bem dimensionado tambem deixa um compressor de velocidade fixa rodar em ciclos mais longos e menos frequentes, o que e mais suave para a maquina e seu motor.

A velocidade da esteira segue o tambor de acionamento: a esteira avanca pi vezes o diametro do tambor a cada volta, entao a velocidade e pi vezes o diametro vezes a rotacao do tambor, onde a rotacao do tambor e a do motor dividida por qualquer reducao. A potencia do motor e a parte mais dificil, montada ao estilo CEMA a partir de tres forcas multiplicadas pela velocidade da esteira: o atrito da esteira e dos roletes ao longo do comprimento, o peso do material elevado por qualquer subida vertical, e a forca para acelerar o material sobre a esteira. Dividir a tensao efetiva pela velocidade pela eficiencia da a potencia necessaria. Acrescente um fator de servico para que o motor de a partida em uma esteira cheia em uma inclinacao.

Um cilindro pneumatico faz uma forca igual a pressao do ar vezes a area do embolo. No curso de avanco todo o embolo empurra, entao a forca e a pressao manometrica vezes pi sobre quatro vezes o diametro do embolo ao quadrado. No curso de recuo a haste ocupa parte da face do embolo, entao a forca de tracao usa o diametro do embolo ao quadrado menos o da haste ao quadrado. Com unidades consistentes, a pressao em pascals e a area em metros quadrados dao a forca em newtons, enquanto a pressao em bar convertida e a area em milimetros quadrados dao a forca em newtons tambem. Os engenheiros costumam deixar uma margem de dez a vinte por cento entre a forca teorica e a carga, para cobrir o atrito das vedacoes e a contrapressao do escape.

Sim, cada ferramenta e gratis e sem cadastro, e todo o calculo acontece no seu navegador. Os numeros que voce digita nunca sao enviados a um servidor, armazenados ou compartilhados. Cada ferramenta ainda exporta um PDF ou CSV limpo. Essas calculadoras sao para fins educativos e de planejamento; confirme qualquer numero que embase uma decisao de capital, de seguranca ou de projeto de maquina com um engenheiro qualificado e a norma que rege o seu equipamento.