Como Usar Ferramentas de Ar e um Compressor de Ar em Sua Oficina

Eugene, um ávido autodidata DIYer e engenheiro, adquiriu quase 40 anos de experiência com ferramentas eléctricas/manuais, canalização e carpintaria.

A Guide to Using Air Tools For DIY

Air tools as the name suggests are tools powered by compressed air, unlike to conventional power tools which are powered by a battery or a 120/240 volts mains supply. Este artigo descreve o básico de como elas funcionam, que ferramentas estão disponíveis e como utilizá-las com um compressor de ar.
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Broca de ar.

Broca de ar.

© Eugene Brennan

Glossary of Terminology Used With Compressed Air Systems

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  • Pés Cúbicos / Minuto A quantidade de ar comprimido que um compressor de ar pode fornecer ou que uma ferramenta de ar requer
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  • Ar comprimido ou “esmagado” dentro de um compressor em uma fração do seu volume original. O ar é armazenado em um tanque. A pressão do ar é medida em bar, libras por polegada quadrada (PSI) ou quilopascal. 1 bar = 14,5 psi = 100.000 pascal ou 100 kPa
  • Pneumática Isto refere-se ao uso de ar comprimido ou pressurizado
  • Rosca de Tubo Padrão Britânico BSP. Mesmo em países que utilizam o sistema métrico, é utilizada a norma BSP de base imperial (Excepto nos EUA)
  • Rosca NPT Rosca Nacional de Tubos. Uma rosca baseada em polegadas utilizada nos EUA
  • Gage (Gauge in UK) No contexto das ferramentas de ar, isto refere-se ao tamanho de uma conexão ou diâmetro interno de uma mangueira

O que é um compressor de ar e ar comprimido?

Um compressor de ar é um dispositivo que espreme o ar em uma fração do seu volume original, de modo que ocupa cerca de 8 a 10 vezes menos espaço. Quando o ar é reduzido em volume, a pressão aumenta proporcionalmente. Assim, se o volume for 8 vezes menor, a pressão é 8 vezes maior. Isto é descrito pela Lei de Boyle:
“A temperatura constante, a pressão de um gás ideal é inversamente proporcional ao volume”

ou

PV = constante

Lei de Boyle - A temperatura constante, à medida que o volume diminui, a pressão aumenta e vice-versa

Lei de Boyle – A temperatura constante, à medida que o volume diminui, a pressão aumenta e vice-versa

Público via Wikimedia Commons

Como funciona o ar comprimido

A maioria dos compressores de oficina são do tipo alternativo, por isso utilizam um arranjo de pistão e cilindro, accionado por um motor eléctrico ou motor para comprimir o ar. Como o ar é comprimido, é alimentado para um tanque de armazenamento que funciona como reservatório. O tanque pode fornecer um grande impulso de ar comprimido conforme a necessidade, potencialmente maior do que a bomba poderia fornecer por si só.

Compressor de ar portátil para pistola de pregos ou outras ferramentas eléctricas

Compressor de ar típico

Compressor de ar típico

Mark Hunter, CC BY 2.0 Genéricos via Flickr

Que ferramentas são alimentadas por ar?

Basicamente as mesmas ferramentas que estão disponíveis nas versões alimentadas por bateria ou rede…. e algumas outras. Alguns exemplos:

  • Pistolas de pregos
  • Sandra
  • Retificadoras de ângulo
  • Serras
  • Pistolas de pregos
  • Martelos de carregar
  • Polver pistolas
  • Infladores de pneus
  • Air catraca
  • Chave de impacto

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Outras ferramentas que não estão normalmente disponíveis em versões eléctricas são:

  • Pistola de ar
  • Pistola de jacto de areia
  • Needle scaler

Quais são as vantagens das ferramentas pneumáticas?

  • Têm uma alta relação entre potência e peso. Em outras palavras, uma ferramenta pneumática será mais leve que uma ferramenta sem fio ou com a mesma potência nominal. As ferramentas pneumáticas têm motores ou pistões pneumáticos simples que são mais leves que um motor eléctrico. Isto é importante para os trabalhadores de montagem que podem estar usando uma ferramenta o dia todo, e obviamente uma ferramenta mais leve irá diminuir a fadiga
  • São mais simples e têm menos peças de trabalho do que uma ferramenta elétrica, por isso há menos a errar
  • Uma ferramenta pneumática pode ser paralisada indefinidamente. Se você empatar uma ferramenta elétrica, a EMF (Força Eletro Motiva) volta a zero e a corrente que flui através do motor se torna muito grande. Se o gatilho na ferramenta não for libertado imediatamente, o motor pode queimar rapidamente
  • Ferramentas eléctricas não semelhantes às que têm um motor universal (pode funcionar em AC ou DC) que produz faíscas nas escovas em contacto com o comutador, uma ferramenta pneumática é sem faíscas. Isto pode ser uma vantagem distinta em ambientes perigosos onde pode haver gás ou líquidos inflamáveis
  • Não há risco de electrocussão em ambientes húmidos
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  • As ferramentas são bastante finas em comparação com ferramentas eléctricas com motores volumosos. Por isso, podem ser usadas em locais apertados (por exemplo, trabalhando em carros)

As ferramentas pneumáticas têm alguma desvantagem?

Sim eles têm. No entanto, dependendo da aplicação ou do ambiente, as vantagens podem superar as desvantagens.

Algumas desvantagens:

  • É necessária uma mangueira de ar para fornecer ar à energia da ferramenta. Isto é normalmente mais espesso, mais pesado e menos flexível do que o cabo de alimentação de uma ferramenta eléctrica. No entanto, estão disponíveis mangueiras de ar enroladas que podem ser mais convenientes, por exemplo, para ferramentas de bancada de baixa potência
  • É necessário um compressor de ar, adicionando ao custo do sistema
  • Air alimentado a uma ferramenta deve ser filtrado e lubrificado para evitar desgaste prematuro. Se uma ferramenta é utilizada com pouca frequência, ela pode ser lubrificada com algumas gotas de óleo que caem no orifício de admissão
  • As ferramentas de ar podem ser um pouco barulhentas à medida que o ar sai do orifício de escape da ferramenta
  • São normalmente mais caras que as suas equivalentes eléctricas

Por isso, como pode ver, há vantagens e desvantagens no uso de ferramentas de ar e há um tempo e local para usar uma ferramenta de bateria sem fios, uma ferramenta eléctrica ou uma ferramenta de ar. Não é um caso de “ou”.

O que é necessário para construir um sistema de ar em uma oficina?

  1. Um compressor de ar. Este comprime o ar e armazena-o em um tanque. Vários tipos / tamanhos / capacidades estão disponíveis. As coisas importantes a considerar na compra são a potência em cavalos do compressor (HP), a taxa de entrega em pés cúbicos por minuto (cufm) ou litros por minuto, a capacidade do tanque em galões ou litros e se o compressor é eléctrico ou a gás. A taxa de entrega do compressor deve corresponder à demanda da vazão da ferramenta. Se não corresponder, terá de esperar de vez em quando que o tanque se encha e que a pressão aumente antes de voltar a utilizar a sua ferramenta. Para ferramentas com um ciclo de trabalho baixo (usado apenas por alguns segundos com longas pausas no meio), por exemplo, pregadores, isto não é um problema. No entanto, se estiver a usar um ventilador, rebarbadora, etc., o depósito pode drenar rapidamente.
  2. A Filter / Regulator / Lubricator. Um filtro remove o pó e a água do ar. A poeira pode esfregar e danificar as peças de trabalho das ferramentas, eventualmente entupindo tudo, mas mais importante ainda, causará desgaste e má vedação das superfícies. Quando o ar é comprimido, a água condensa-se (a quantidade depende da humidade ambiente). Esta água pode causar corrosão dentro das ferramentas se não for removida pelo filtro.
    Um regulador é como uma torneira, controlando a pressão do ar, permitindo que ele seja virado para cima e para baixo, dependendo dos requisitos máximos da ferramenta e também da aplicação. Um regulador de boa qualidade deve manter a pressão constante, independente da demanda de ar da ferramenta.
    Um lubrificador cria uma névoa de pequenas gotas de óleo no fluxo de ar, que lubrificam as superfícies móveis em contato dentro da ferramenta. Ao pintar com spray, obviamente a lubrificação não é necessária e estragaria um acabamento. Para uso pouco frequente, curto e ocasional, um lubrificador não é necessário e uma ferramenta pode ser lubrificada com algumas gotas de óleo que caem no orifício de entrada.
    Um regulador, filtro e lubrificador podem ser adquiridos como uma única unidade, ou os módulos podem ser encanados individualmente juntos em várias combinações. Por vezes o regulador/filtro pode ser fornecido com e ligado ao compressor de ar.
    Pode prescindir de todo este material e utilizar apenas o ar directamente do compressor. No entanto, a água e o pó reduzirão a vida útil das suas ferramentas se as estiver a utilizar regularmente. As ferramentas também têm uma pressão nominal máxima que pode ser inferior à pressão de saída típica de 8 bar / 120 PSI de um compressor. A sobrepressão pode causar danos a uma ferramenta, ou pior ainda, a ruptura. Um regulador irá baixar a pressão para um valor seguro.
  3. Uma mangueira de ar. Uma mangueira é necessária para conectar o compressor ao filtro/regulador/lubrificador. Em seguida, é necessária uma mangueira de trabalho para conectar a sua ferramenta. Várias opções estão disponíveis. Você pode comprar uma mangueira enrolada (como o fio enrolado de um aparelho de telefone), ou uma mangueira não enrolada. As mangueiras são normalmente feitas de borracha ou plástico. O plástico é bastante rígido e pode rachar com o tempo. A borracha é mais flexível. As mangueiras de ar têm vários diâmetros internos. Isto torna-se um problema se você estiver usando uma ferramenta que usa muito ar. Uma mangueira com um diâmetro interno pequeno causará uma queda de pressão e menos energia estará disponível para a ferramenta. Uma mangueira muito comprida também terá o mesmo efeito, diminuindo a pressão. Isto é análogo a uma queda de tensão do cabo de extensão elétrica se este for de calibre inadequado ou muito longo ao alimentar uma ferramenta de alta potência que requer corrente alta
  4. Ferramenta de Ar. A ferramenta terá uma classificação de pés cúbicos / minuto (CFM). O compressor de ar deve ser cabo de alimentação deste caudal
Diagrama do sistema compressor de ar.

Diagrama do sistema compressor de ar.

© Eugene Brennan

Filtro Regulador da Unidade Lubrificadora (FRL)

Filtro, regulador, unidade lubrificadora. O filtro tem um dreno automático para liberação de água quando a pressão é liberada

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Filtro, regulador, unidade de lubrificação. O filtro tem um dreno automático para liberação de água quando a pressão é liberada

© Eugene Brennan

Ferramentas de ar típicas

Vários tipos de ferramentas de ar

Air Tesouras

Cisalha de ar para cortar chapa de metal

Cisalha de ar para cortar chapa de metal

© Eugene Brennan

>Cortar cabeça de corte de tesoura de ar

Cabeça de corte de tesoura de ar

© Eugene Brennan

Pistola de pregos de ar comprimido

Framing nailer for light pregagem de madeira

Framing preiling for light gage nailing of timber

© Eugene Brennan

Broca de ar

Broca de ar.

Broca de ar.

© Eugene Brennan

Broca de ar com mangueira de ar enrolada.

© Eugene Brennan

Inflador de ar para pneus

Inflador de ar para pneus.

Inflador de ar.

© Eugene Brennan

Pistola de ar

Pistola de ar que pode ser usada para soprar o pó, água, secagem, etc.

Pistola de ar que pode ser usada para soprar o pó, água, secagem, etc.

© Eugene Brennan

Ferramentas de ar Normalmente têm um Conector de Encaixe de Encaixe de Encaixe de Liberação Rápida

Conectores de Encaixe de Encaixe de Liberação Rápida numa mangueira de ar e numa ferramenta de ar. As mangueiras de ar também podem ser fixadas permanentemente às ferramentas usando conexões parafusadas.

© Eugene Brennan

Sealing an Air Fitting – BSP e NPT Threads

Internacionalmente, as conexões de ar seguem o padrão BSP (British Standard Pipe). Nos EUA, é utilizado o padrão NPT (National Pipe Thread). Ambas as normas são baseadas em medidas em polegadas em vez de métricas. As roscas NPT e BSP diferem em perfil, diâmetro para uma rosca de tamanho específico, e passo. Portanto, elas são incompatíveis. Pode ser possível acasalar roscas de ambos os tipos, mas elas podem não selar muito bem, no entanto, existem adaptadores disponíveis. O tamanho da rosca de um tubo não se refere ao diâmetro externo das roscas, mas originalmente refere-se ao diâmetro interno de um tubo de aço para o qual a rosca foi projetada. Ferramentas de baixa potência geralmente têm uma porta fêmea BSP ou NPT de 1/4 polegadas na qual um adaptador de liberação rápida pode ser aparafusado. Ferramentas de alta potência como chaves de impacto usadas para remover parafusos de rodas de caminhão geralmente têm portas maiores de 3/8 ou 1/2 polegada. Os acessórios podem ter roscas cônicas que se tornam cunhadas à medida que apertam, formando uma boa vedação. Os acessórios de ar podem ser vedados com fita de teflon (PTFE). A fita deve ser enrolada no sentido horário partindo do ponto de entrada do acessório. Aplique algumas camadas para formar uma vedação hermética.

Links para os padrões BSP e NPT na Wikipedia:

Roscas NPT

Roscas BSP

Adicionando um adaptador a uma ferramenta

Esta ferramenta foi fornecida com um acoplador macho BSP de 1/4 de polegada / niple que foi colado no lugar. Eu poderia tê-lo usado com uma mangueira com uma conexão de rosca fêmea na extremidade, porém eu queria que ele fosse solto rapidamente para que eu pudesse removê-lo facilmente da mangueira em vez de tê-lo permanentemente parafusado.

Esta ferramenta em particular foi fornecida com um acoplador / bocal macho BSP de 1/4 polegada que foi colado no lugar. Ele requer um adaptador de encaixe rápido fêmea para ser fixado. (Alternativamente o bico poderia ter sido substituído por um adaptador com rosca macho)

Esta ferramenta em particular foi fornecida com um acoplador / bico BSP macho de 1/4 pol. que foi colado no lugar. Ele requer um adaptador de encaixe rápido fêmea para ser acoplado. (Alternativamente o bocal poderia ter sido substituído por um adaptador com rosca macho)

© Eugene Brennan

Abra a fita de PTFE firmemente no sentido dos ponteiros do relógio, no sentido descendente do comprimento dos fios. Aplicar algumas camadas de fita de PTFE no sentido dos ponteiros do relógio, no sentido dos ponteiros do relógio, ao longo do comprimento dos fios. Aplicar algumas camadas de fita adesiva

© Eugene Brennan

Fita PTFE sobre os fios.

Fita PTFE sobre os fios.

© Eugene Brennan

1/4 polegadas Adaptador de baioneta BSP de libertação rápida com fios fêmea.

1/4 polegadas Adaptador de baioneta BSP de libertação rápida com fios fêmea.

© Eugene Brennan

Aparafusar o adaptador na ferramenta.

Aparafusar o adaptador na ferramenta.

© Eugene Brennan

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Ajustes Alternativos

Poderia ter substituído o bocal na ferramenta por estes adaptadores

Dois tipos diferentes de adaptadores de baioneta macho. O da esquerda é recomendado porque tem um diâmetro interno maior e resulta em menor queda de pressão quando usado com ferramentas que requerem um alto fluxo.

Dois diferentes tipos de adaptadores de baioneta macho. O da esquerda é recomendado porque tem um diâmetro interno maior e resulta em menor queda de pressão quando usado com ferramentas que requerem uma alta vazão.

© Eugene Brennan

Como encaixar um conector a uma mangueira

Ajuste de um adaptador farpado de liberação rápida a uma mangueira. Esta conexão se encaixa no acoplador de saída de um compressor de ar (ou no acoplador na extremidade de outra mangueira, se você quiser obter mais alcance)

 As conexões de leito de barra são necessárias ao conectar às mangueiras (fora da prateleira, As mangueiras confeccionadas geralmente terão conexões permanentemente engastadas na extremidade da mangueira)

As conexões das mangueiras são necessárias ao conectar-se às mangueiras (Fora da prateleira, as mangueiras confeccionadas geralmente terão conexões permanentemente engastadas na extremidade da mangueira)

© Eugene Brennan

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Cortar a extremidade do quadrado da mangueira. Esta ferramenta útil para cortar mangueiras e tubos leves de pvc está equipada com uma lâmina de faca tipo "Stanley" amplamente disponível

Cortar a extremidade do quadrado da mangueira. Esta ferramenta útil para cortar mangueiras e tubos leves de pvc está equipada com uma lâmina de faca tipo “Stanley” amplamente disponível

© Eugene Brennan

Deslize um clipe de mangueira sobre a mangueira, e empurre o adaptador para cima. Um pouco de água com sabão pode ajudar a lubrificar as superfícies se o adaptador for bem apertado

Deslize um clipe de mangueira sobre a mangueira e empurre o adaptador para cima. Um pouco de água com sabão pode ajudar a lubrificar as superfícies se o adaptador estiver bem apertado

© Eugene Brennan

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Puxe a presilha de modo a que fique na metade da barbela, e aperte com uma chave de fenda.

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Puxe a presilha de modo a que fique na metade da barbela, e aperte com uma chave de fenda.

© Eugene Brennan

Leitura de um Air Gage (Medidor)

A escala de um Air Gage é marcada em barra, PSI, kPa ou uma combinação dos sistemas de medição

Air Gage

A escala azul é barra, a escala externa é PSI, a escala verde é kPa.

A escala azul é barra, a escala externa é PSI, a escala verde é kPa.

© Eugene Brennan

Como funcionam as ferramentas pneumáticas?

Ferramentas pneumáticas como pistolas de pregos usam um arranjo de pistão e cilindro tal como num motor de combustão interna. A pressão do ar actuando sobre a grande superfície de um pistão acelera rapidamente até colidir com uma cabeça de prego, conduzindo-o para a frente. Ferramentas como as brocas têm um motor de ar rotativo. A pressão do ar actuando sobre as superfícies do motor dá-lhe torque e faz com que ele gire. Os martelos pneumáticos têm um pistão de dupla acção que é rapidamente movido para trás e para a frente, uma vez que as válvulas de ar mudam rapidamente o lado do pistão em que o ar actua

Porque há água no tanque do compressor de ar?

Isso acontece naturalmente à medida que o ar é comprimido. O ar só pode conter uma certa quantidade de água a uma determinada temperatura antes de começar a condensar. A humidade relativa (HR) é definida como a quantidade de vapor de água no ar como uma percentagem da quantidade máxima de água que o ar pode conter a uma determinada temperatura. Portanto, 100% HR significa que o ar está saturado e 0% HR significa que está totalmente seco. No sistema métrico. À medida que a temperatura aumenta, o ar pode reter mais água por unidade de volume e vice-versa. Quando o ar é comprimido, ocupa menos espaço, e como há um limite para a quantidade de água que um determinado volume pode conter, eventualmente condensará se o volume for suficientemente reduzido. A densidade do vapor de água no sistema métrico é normalmente especificada em g/m3.

Exemplo:

2 metros cúbicos de ar a 20° C está a uma densidade do vapor de água de 7 g/m3. (50% HR a esta temperatura) O ar é comprimido por um factor de 10 e permite arrefecer até 20º C. Quanta água condensa?

A quantidade de água no ar original é de 2 m3 x 7 g/m3 = 14g

Quando é comprimido, o novo volume é 2/10 = 0.2 m3

A 20 graus C, a quantidade máxima de água que o ar pode conter é de 15 g/m3 (ver gráfico abaixo)

Mas 0,2 m3 só pode conter 0.2 x 15 g/m3 = 3g

Então a quantidade de água que condensa e se acumula no tanque de ar é 14 – 3 = 11g

Curva de pontos de orvalho.

Curva de pontos de orvalho.

© Eugene Brennan

Safety When Using Air Tools and Compressors

  • Usar óculos de proteção ao usar ferramentas que podem vomitar detritos, por exemplo moedores de ar, pistolas de ar e cinzéis de ar
  • De-pressurizar mangueiras antes de ligar / desligar de ferramentas e compressor
  • Não permitir que o ar comprimido sopre sobre a pele ou uma ferida aberta (Isto pode potencialmente causar “as curvas”)

Manutenção de Ferramentas e Compressores

  • Drinar água de um compressor cada vez que é utilizado
  • Verifica o nível de óleo regularmente e troca de óleo em intervalos conforme especificado pelas recomendações do fabricante
  • Lubrificar ferramentas antes de usar, deixando cair óleo na porta de entrada de ar da ferramenta ou usar um lubrificador. Limpar e lubrificar partes móveis das ferramentas

Power Craft é a marca registrada da Aldi GmbH & Co. KG

Aldi de forma alguma endossa este artigo.

Este artigo é preciso e fiel ao melhor do conhecimento do autor. O conteúdo é apenas para fins informativos ou de entretenimento e não substitui o aconselhamento pessoal ou profissional em assuntos comerciais, financeiros, legais ou técnicos.

Questões & Respostas

Questões: Que tipo de compressor deve ser usado para trabalhos de lixadeira de ar como auto ou madeira?

Resposta: Você precisaria verificar as especificações da ferramenta para a demanda necessária de pés cúbicos por minuto (CFM), então compre um compressor para atender. O problema em usar uma ferramenta como uma lixadeira é que ela extrai ar continuamente ao contrário de uma pistola de pregos, pistola de rebite, etc., que só precisa de um pulso de ar. Portanto, ele precisa de um compressor que possa fornecer muito ar continuamente ou um tanque grande ou ambos se a lixadeira vai ser usado por minutos de cada vez. Tipicamente uma lixadeira vai levar de 2,5 a 5 CFM de ar.

© 2014 Eugene Brennan

Joanna em 25 de Fevereiro de 2019:

Obrigado por isto. Eu precisava de alguma informação útil rápida e você foi além e acima. Muito bem escrito!!

Nube Airtool User on January 04, 2018:

Bom artigo, especialmente sobre a descrição do uso do filtro/regulador/lubrificador.

comentários sobre compressor de ar portátil em 31 de agosto de 2017:

É um blog muito bom. E também um blog informativo e importante.

Instronline on setembro 10, 2015:

Pancelas para compartilhar esta informação.Isto é realmente uma grande informação sobre filtro de ar, regulador e controle de lubrificantes.Isto nos ajudará a melhorar a qualidade das nossas ferramentas.

Eugene Brennan (autor) da Irlanda em março 05, 2014:

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