Proteção em Prensas e Similares

Prensas Mecânicas excêntricas com freio/embreagem – PMEFE

 

As Prensas Mecânicas Excêntricas com Freio/Embreagem (PMEFE) também têm como característica o curso limitado, energia constante e força variável do martelo em função da altura de trabalho. Podem ter o corpo em forma de “C” (com montante) ou em forma de “H” (com duplo montante), com transmissão direta do volante ou com redução por engrenagens, com mesa fixa ou regulável, horizontal ou inclinada.
O volante, movimentado por um motor elétrico, está apoiado na extremidade de um eixo, ligado a um sistema de freio/embreagem. Em sua outra extremidade o eixo está fixado em uma bucha excêntrica, alojada em uma biela, responsável pela transformação do movimento rotativo em movimento linear.
Quando acionada, através de um pedal elétrico, pneumático ou hidráulico, ou comando bi-manual, uma ou mais válvulas pneumáticas ou hidráulicas recebem o sinal, permitindo a entrada do fluído, liberando o freio e, simultaneamente acoplando a embreagem, transmitindo o movimento de rotação ao conjunto eixo/bucha excêntrica, transformando o movimento linear pela biela, realizando o trabalho de descida e subida do martelo. Uma vez executado o ciclo, este fluído é liberado e o martelo para, através do freio que é acionado por molas, pois estas unidades estão normalmente freadas.
Diferentemente das Prensas Mecânicas Excêntricas de Engate por Chaveta (PMEEC), estas prensas, uma vez acionadas, podem ter o movimento de descida do martelo interrompido durante o ciclo de trabalho.
As Prensas Mecânicas Excêntricas com Freio/Embreagem (PMEFE) também podem apresentar “repique” (repetição de golpe), devido a falhas na válvula ou no sistema de acoplamento como desgaste do freio, entre outros, ocasionando a descida involuntária do martelo, por uma ou mais vezes.
Os pedais de acionamento estão historicamente ligados a acidentes e devem ser evitados, porém em casos onde tecnicamente não é possível a utilização de acionamento através de controle bi-manual, poderá ser admitido o uso de pedais como atuação elétrica, pneumática ou hidráulica desde que instalados em uma caixa de proteção contra acionamento acidental e somente com a zona de prensagem protegida através de barreira física, cortina de luz ou utilização de ferramenta fechada. O número de pedais deverá corresponder ao número de operadores na prensa, com chave seletora de posições tipo yale ou outro sistema com função similar, de forma a impedir o funcionamento acidental da prensa sem que todos os pedais sejam acionados.
Este tipo de prensa, por ser mais confiável e ter as mesmas características de produção, tende a substituir as Prensas Mecânicas Excêntricas de Engate por Chaveta (PMEEC) nas indústrias do Brasil, a exemplo do que vem acontecendo no restante do mundo.

1 Estrutura:
Pode ser confeccionada em ferro fundido, aço fundido ou em chapa de aço soldada.

2 Cadeia Cinemática
São todas as peças que geram um movimento para ser aplicado no martelo. São exemplos os volantes, as engrenagens, os eixos, as guias, as correias, etc.

 

Desenho esquemático cadeia cinemática e estrutura da PMEFE.

Eixo excêntrico

Biela com martelo acoplado e martelo biela simples.
 
Por se tratar de prensa excêntrica mecânica, deverá receber proteção fixa, integral e resistente contra quedas da biela e nas transmissões de força, através de chapa ou outro material rígido que impeça o ingresso das mãos e dedos nas áreas de risco tais como: volantes, polias, correias e engrenagens.


 
PMEFE desprotegida no conjunto eixo biela e zona de prensagem.



PMEFE protegida.
 

3 – Sistema Freio/Embreagem
Sistema utilizado em prensas para acoplar o eixo de rotação ao mecanismo biela/manivela, garantindo a parada do movimento em qualquer posição do curso de deslocamento do martelo.


 
Conjunto freio embreagem instalado Conjunto freio embreagem detalhe

 
3.1 Sistema Conjugado

Seu acionamento pode ser pneumático ou hidráulico; uma vez acionada a válvula de segurança o fluido é introduzido na câmara, que libera o freio e aciona a embreagem. Executando o ciclo, este fluído é liberado e a prensa pára através do freio acionado por molas.

3.2 Sistema Separado
Para prensa de grande porte, a embreagem é montada de um lado da máquina e o freio do outro. A embreagem é ancorada ao volante sendo necessárias duas válvulas de segurança; seu acionamento deve ser sincronizado liberando o freio antes da embreagem e atuando o freio após a liberação da embreagem.

 
Sistema de freio/embreagem posição de repouso – máquina parada


Sistema de freio/embreagem posição de funcionamento – máquina em movimento
 


2.4 Válvula de Segurança
As prensas mecânicas excêntricas com freio/embreagem e seus respectivos similares devem ser comandados por válvula de segurança específica, de fluxo cruzado, conforme item 4.7 da NBR 13930:2001 e a EM 692:1996, classificadas como tipo ou categoria 4, conforme NBR 14009:1997.
A confiabilidade da precisão de parada de movimento do martelo depende da válvula de segurança ser livre de pressão residual, evitando uma nova descida involuntária do martelo (repique), garantindo ainda em qualquer tempo a parada da descida do martelo através de uma rápida liberação do ar e o acoplamento do freio.
A prensa ou similar deve possuir rearme manual, incorporado à válvula de segurança ou em qualquer outro componente do sistema, de movo a impedir qualquer acionamento acidental em caso de falha.
Nos modelos de válvulas com monitoração dinâmica externa por pressostato, micro-switches ou sensores de proximidade, esta deve ser realizada por Controlador Lógico Programável (CLP) de segurança ou lógica equivalente, com redundância e auto-teste, classificados como tipo ou categoria 4, conforme a NBR 14009:1997.
Somente podem ser utilizados silenciadores de escape que não apresentem risco de entupimento, ou que tenham passagem livre correspondente ao diâmetro nominal, de maneira que não interfiram no tempo de frenagem. Quando forem utilizadas válvulas de segurança independentes para o comando de prensas e similares com freio e embreagem separados, estes devem ser interligados de modo a estabelecer uma monitoração dinâmica entre si, assegurando que o freio seja imediatamente aplicado caso a embreagem seja liberada durante o ciclo, e também impedir que a alimentação de ar comprimido para circuitos pneumáticos de prensas e similares devem garantir a eficácia das válvulas de segurança, possuindo purgadores ou sistema de secagem do ar e sistema de lubrificação automática com óleo específico para este fim.




 
Válvula pneumática de segurança de fluxo cruzado com silenciador incorporado para PMEFE.
 
2.5 Zona de Prensagem
O espaço entre o martelo e a mesa da prensa onde se coloca o ferramental é chamado zona de prensagem, sendo a área onde o martelo aplica a força. Nesta encontra-se a maior área de risco, visto que a exposição do operador pode ocorrer a cada ciclo, repetindo-se várias vezes ao longo da jornada. Diferentemente das prensas mecânicas excêntricas com engate de chaveta, a zona de prensagem poderá dispor de variados recursos para proteção.

2.6 Proteção em prensas mecânicas excêntricas com freio/embreagem

Para as prensas mecânicas excêntricas freio/embreagem, além das proteções físicas é possível dispor de proteções com detecção através da aproximação, tais como cortinas de luz e dispositivos do tipo comando bi-manual que atenda a NBR – 14152:1998 tipo IIIC. O número de comandos bi-manuais deve corresponder ao número de operadores da máquina.
As cortinas de luz deverão ser adequadamente selecionadas e instalada com redundância e autotestes, classificadas como tipo ou categoria 4, conforme a NBRNM 14153:1998. Havendo a possibilidade de acesso a áreas de risco não-monitoradas pela(s) cortina(s), devem existir proteções fixas ou móveis dotadas de intertravamento por meio de chaves de segurança, garantindo a pronta paralização da máquina sempre que forem movimentadas, removidas ou abertas, conforme NBR NM 272:2002 e NBR NM 273:2002.
Para manutenção e troca de ferramenta, a máquina deverá ter suas energias (elétrica, hidráulica, pneumática e de gravidade entre outras) zeradas e bloqueadas, além do uso de dispositivo de retenção mecânica.

 
PMEFE: zona de prensagem desprotegida PMEFE: zona de prensagem protegida.
 
IMPORTANTE
Para garantir a parada da máquina, deverão estar adequadamente dimensionados e instalados o sistema freio/embreagem, a válvula de segurança e a cortina de luz monitorada por relé ou CLP de segurança. É fundamental o monitoramento do freio.

 
Exemplo de fluxo seqüencial dos dispositivos de segurança de parada da PMEFE

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