Força de impacto na parada durante a perda de energia

Q: A energia dividida pela distância de parada fornece a força de impacto de pico?

Não. A equação divide a energia pela distância efetiva de parada e, portanto, fornece uma força média equivalente em energia sob as hipóteses declaradas. A força de pico depende da curva força-tempo e do caminho da carga. No exemplo de 30 kg, 5 mm resultam em uma média de 6.750 N, não em um pico verificado.

Q: Uma parada por perda de energia deve descarregar o cilindro ou reter a pressão?

Nenhuma das respostas é universalmente correta. A Festo distingue a SS1, que despressuriza após a parada, da SS2, que mantém a pressão depois da parada. Uma carga vertical pode exigir bloqueio, enquanto a pressão retida pode ser o perigo em outra máquina. Selecione a resposta com base na avaliação de riscos e verifique o circuito instalado.

Um cilindro pneumático não assume um único estado previsível quando a energia desaparece. A ISO 13850:2015 define a função de parada de emergência independentemente do tipo de energia, enquanto a ISO 13849-1:2023 se aplica às funções completas de comando relacionadas à segurança. Calcule a energia que permanece no eixo em movimento e, depois, verifique a parada instalada, em vez de considerar a desenergização da válvula como prova de segurança (ISO 13850, 2015; ISO 13849-1, 2023).

Essa distinção é importante porque a perda de energia elétrica, a perda de ar comprimido e uma solicitação de parada de emergência são eventos diferentes. Vários resultados são possíveis. Dependendo do circuito, o cilindro pode continuar por inércia, prosseguir sob pressão retida, descarregar, inverter o movimento ou deslocar-se sob a ação da gravidade. Sua resposta depende do símbolo exato da válvula, da posição por mola, da alimentação piloto, da orientação da carga, do caminho de escape e dos dispositivos mecânicos de retenção.

A força de impacto da parada de emergência durante a perda de energia é a reação transitória gerada enquanto a energia cinética, pneumática, gravitacional ou elástica remanescente é dissipada. Cálculos preliminares permitem avaliar a energia e a força média. Somente a resposta força-tempo da instalação determina o pico.

Esse é o limite do cálculo.

Pontos principais

A ISO 13850:2015 trata a parada de emergência como uma função definida da máquina, e não como sinônimo de perda de energia.

A energia dividida pela distância de parada fornece uma força média, não o pico transmitido pela máquina.

Valide a pior combinação plausível de massa, velocidade, pressão, estado da válvula, carga gravitacional, distância de parada e comportamento na reinicialização.

O que a perda de energia realmente significa para um eixo pneumático?

A Festo distingue pelo menos 6 respostas pneumáticas relevantes, entre elas parada segura 1, parada segura 2, parada e fechamento seguros, parada e bloqueio seguros, desativação segura de torque e parada operacional segura. As diferenças entre elas mostram por que “remover a energia” não é uma especificação completa do estado do cilindro (Segurança pneumática da Festo, consultado em 2026-07-23).

Comece identificando o evento iniciador. A perda da alimentação elétrica de comando pode desenergizar os solenoides enquanto o ar da fábrica continua disponível. Uma falha na linha de alimentação elimina a pressão a montante, mas deixa ar comprimido nos volumes a jusante. Já uma solicitação de parada de emergência é uma entrada de segurança deliberada, cuja resposta exigida da máquina deve estar previamente definida. Falhas de componentes constituem outro caso.

Evento iniciador	O que pode mudar imediatamente	Energia que pode permanecer	Questão a verificar
Perda da alimentação elétrica de comando	Os solenoides retornam, ficam travados ou permanecem no último estado mecânico	Pressão de alimentação, ar retido nas câmaras, energia da carga em movimento e gravidade	Quais portas ficam conectadas na posição desenergizada?
Perda da alimentação de ar comprimido	A pressão de entrada cai conforme o volume e o vazamento do sistema	Pressão nas câmaras, energia do acumulador, energia da carga em movimento e gravidade	O estágio piloto ainda comuta e por onde o ar retido pode escapar?
Solicitação de parada de emergência	A lógica de segurança comanda uma resposta definida	Depende da função de segurança projetada	O eixo deve descarregar, manter a posição, desacelerar ou combinar essas ações?
Falha de válvula, mangueira ou sensor	Um canal ou caminho de vazão pode comportar-se de forma diferente do comando	A pressão pode persistir em um lado do atuador	Quais falhas individuais podem impedir a resposta exigida?

A identificação do evento vem primeiro.

Válvulas de cinco vias e duas posições têm 5 portas e 2 posições definidas. Não há posição central. A inclusão de uma terceira posição cria uma configuração 5/3, mas “centro fechado” continua descrevendo apenas as conexões esquemáticas. Isso não comprova que uma carga vertical será sustentada, que o vazamento é aceitável ou que uma reinicialização perigosa será impedida. Use o desenho e os dados de segurança do modelo exato, não o nome da família. Consulte a comparação entre válvulas 3/2 e 5/2 para entender o contexto básico dos símbolos.

A posição da válvula é uma evidência, não o veredito.

Considere o que pode ocorrer em torno de uma posição central nominalmente fechada. O carretel pode chegar ao centro somente enquanto houver pressão piloto; uma válvula de retenção a montante pode conservar essa alimentação piloto; e outra, a jusante, pode reter pressões diferentes nas duas câmaras do cilindro. A carga externa então comprime uma câmara enquanto a outra vaza ou se expande. A posição pode derivar mesmo que o símbolo não mostre um caminho aberto. Em outra máquina, o bloqueio do movimento pode conservar uma força de prensagem perigosa, que precisa ser liberada antes do acesso. Nenhum desses resultados pode ser classificado apenas pelo símbolo de centro. A análise exige o circuito completo, os dados de vazamento e comutação do fabricante, a direção da carga, o movimento permitido, o estado de pressão exigido e um teste na instalação que abranja a falha relevante.

Uma análise confiável da perda de energia parte do evento iniciador, passa pelo estado pneumático real, pela energia remanescente e pelo estado seguro exigido, e chega à resposta medida da máquina.

O limite mais útil não é “energia ligada” versus “energia desligada”. É energia sob controle versus energia capaz de produzir movimento perigoso. A ausência de energia elétrica não equivale ao isolamento das energias. O ar comprimido e a gravidade ainda podem mover o eixo, enquanto a pressão só pode permanecer com segurança quando uma função de retenção validada impede deslocamentos perigosos.

Cálculo da energia de parada durante a perda de energia

A ACE relaciona 5 dados básicos de aplicação para a maioria dos cálculos de amortecedores industriais: massa, velocidade de impacto, força motriz adicional, eventos por hora e número de amortecedores em paralelo. Em seguida, verifica separadamente a energia por evento, a energia por hora e a massa efetiva (ACE Controls, consultado em 2026-07-23).

A energia é a referência do dimensionamento.

Comece pela energia cinética de translação de todos os componentes que se movem com o eixo:

E_k = \frac{1}{2} m v_i^2

Aqui, $E_k$ é a energia cinética em joules, $m$ é a massa móvel total em quilogramas e $v_i$ é a velocidade imediatamente antes da ação de parada, em metros por segundo. Inclua o pistão ou carro, o ferramental, os suportes, o produto transportado e qualquer mecanismo cujo movimento seja refletido no eixo do cilindro.

Se o impulso pneumático, uma mola, uma força de processo ou outro acionamento continuar atuando ao longo da distância de parada, inclua o trabalho correspondente. Para uma força que varia com a posição:

E_p = \int_{0}^{s} F_p(x)\,dx

$E_p$ é o trabalho propulsor, $F_p(x)$ é a força resultante que continua impulsionando a carga na posição $x$ , e $s$ é a distância efetiva de parada. Quando for adequada uma aproximação defensável de força constante, use $E_p = F_p s$ . Não substitua automaticamente pela força teórica do êmbolo; a pressão das câmaras e a contrapressão de escape podem variar durante todo o evento.

Para um eixo linear inclinado em um ângulo $\theta$ em relação à horizontal, a gravidade contribui com:

E_g = \pm m g s \sin(\theta)

$E_g$ é positiva quando a gravidade impulsiona a carga contra a parada e negativa quando se opõe a esse movimento. Use $g = 9.81\,\mathrm{m/s^2}$ e documente o sinal para cada sentido de movimento.

A energia de avaliação para um evento é:

E_{\mathrm{event}} = E_k + E_p + E_g

O ar comprimido retido pode adicionar ou remover trabalho de forma não linear à medida que os volumes e as pressões das câmaras mudam. Esse efeito pode ser importante. Quando for relevante, use um modelo pneumático validado ou dados medidos de pressão em função da posição, em vez de estimar uma “porcentagem de pressão residual”.

Para paradas repetidas durante a produção, verifique também a carga térmica:

E_{\mathrm{hour}} = E_{\mathrm{event}} N_h

$E_{\mathrm{hour}}$ é a energia por hora e $N_h$ é o número de eventos de parada por hora. Um dispositivo destinado apenas a emergências e um amortecedor acionado continuamente podem ter limites de serviço diferentes, mesmo quando a energia de cada impacto é idêntica.

Para uma explicação mais específica sobre a energia da carga em movimento, consulte o guia de cálculo da energia cinética. Para massa efetiva, tempo de retorno, temperatura, montagem e seleção de modelo, use o guia de dimensionamento de amortecedores externos.

Força média, força de pico e distância de parada

A ACE usa, para seus amortecedores industriais corretamente ajustados, a aproximação de força de reação específica do modelo $Q = 1.5E/s$ , e não a relação universal $E/s$ . Esse coeficiente do fabricante demonstra por que apenas a massa e a distância de parada não revelam a força de pico de qualquer cilindro, batente, suporte ou parada rígida (ACE Controls, consultado em 2026-07-23).

A distância altera a média, não a forma da curva.

A força média equivalente em energia é a energia do evento dividida pela distância efetiva de parada:

F_{\mathrm{avg}} = \frac{E_{\mathrm{event}}}{s_{\mathrm{eff}}}

$F_{\mathrm{avg}}$ é a força média ao longo da distância efetiva assumida $s_{\mathrm{eff}}$ . Esse resultado é útil para comparar conceitos de parada. Ele não inclui a forma da curva de desaceleração, a eliminação das folgas, a rigidez de contato, o atrito das vedações, a vibração do suporte, o rebote nem o ponto em que a força é medida.

Se o histórico real de aceleração estiver disponível, a massa móvel contribui com uma força de inércia:

F_{\mathrm{inertia}}(t) = m a(t)

As cargas em um parafuso, guia, haste ou elemento da estrutura específico ainda podem ser diferentes, pois o impulso pneumático, a gravidade, a geometria das articulações e a resposta dinâmica local atuam no mesmo caminho. Use uma célula de carga, um acelerômetro, um transdutor de pressão ou um modelo dinâmico validado quando o limite estrutural de pico for relevante.

A força média não pode validar um suporte.

A força média usa a energia total e a distância. A força de pico depende de como essa energia é dissipada e de como a reação percorre a máquina.

Mantenha dois limites na planilha de cálculo e trate-os separadamente. Use o limite de energia para determinar o que o dispositivo de parada deve absorver. Acompanhe o limite estrutural para identificar por onde a reação passa e qual componente exige a verificação da carga de pico. Atender ao primeiro limite não significa atender automaticamente ao segundo.

Exemplo prático: o que uma carga móvel de 30 kg pode revelar?

A análise pelo método trabalho-energia precisa apenas da massa medida e da velocidade de impacto para estabelecer a energia cinética inicial, mas ainda requer uma parada definida para estimar a força média. Por isso, a ACE trata a velocidade de impacto, a força motriz, o curso e a frequência de ciclos como dados de aplicação separados, em vez de ocultá-los em um único multiplicador de impacto (ACE Controls, consultado em 2026-07-23).

Este exemplo tem limites intencionalmente definidos.

Considere um carro horizontal com os seguintes dados medidos ou especificados:

Dado	Valor	Limite
Massa móvel total, $m$	30 kg	Inclui carro, ferramental e produto
Velocidade antes da parada, $v_i$	1,5 m/s	Medida próximo à parada
Trabalho da gravidade	0 J	Eixo horizontal
Trabalho contínuo do acionamento	0 J neste caso de avaliação	Pressupõe que o acionamento deixou de impulsionar a carga

Calcule a energia cinética:

E_k = \frac{1}{2}(30\,\mathrm{kg})(1.5\,\mathrm{m/s})^2 = 33.75\,\mathrm{J}

Agora compare três distâncias de parada assumidas. São comparações entre conceitos, não classificações de produtos:

Distância efetiva de parada assumida	Força média equivalente em energia	Significado do resultado
$s_{\mathrm{eff}} = 40\,\mathrm{mm}$	$F_{\mathrm{avg}} = 844\,\mathrm{N}$	Média preliminar de uma parada controlada que usa toda a distância
$s_{\mathrm{eff}} = 25\,\mathrm{mm}$	$F_{\mathrm{avg}} = 1{,}350\,\mathrm{N}$	A distância menor eleva a média, embora a energia não mude
$s_{\mathrm{eff}} = 5\,\mathrm{mm}$	$F_{\mathrm{avg}} = 6{,}750\,\mathrm{N}$	Média de avaliação para uma parada muito curta, não uma previsão da força de pico

Com 5 mm de distância de parada, a média é 8 vezes maior que no caso de 40 mm, pois, sob essas hipóteses, a força varia inversamente com a distância. Isso não estabelece que a máquina sofrerá um pico de 6.750 N. Um contato rígido pode produzir um pico mais alto e de curta duração, enquanto um amortecedor ajustado tem sua própria curva de reação e seus próprios limites de catálogo.

Se o cilindro continuar empurrando com 600 N ao longo de uma parada de 25 mm, ele acrescentará:

E_p = (600\,\mathrm{N})(0.025\,\mathrm{m}) = 15\,\mathrm{J}

A soma dos dois termos resulta em 48,75 J, e a média correspondente ao longo de 25 mm passa a ser 1.950 N. Por isso, um teste de perda de energia deve determinar se o impulso realmente desaparece, diminui, se inverte ou permanece retido durante o intervalo de parada.

FerramentaDimensionamento de cilindrosCalculadora de energia de amortecimentoInsira a massa móvel, a velocidade de impacto, a força motriz contínua, o curso de parada, a frequência de ciclos e a capacidade de catálogo para avaliar a energia que a parada precisa absorver.Energia de amortecimento = (0,5 × Massa × Velocidade² + Trabalho de acionamento + Trabalho da gravidade) × Fator de segurançaMassa em movimentoVelocidade de impactoForça motrizCurso de amortecimentoAbrir calculadora

Para entender melhor a diferença entre a carga média e a carga de pico no fim do curso, consulte o guia de forças no fim do curso.

Qual estratégia de parada corresponde ao perigo?

A ISO 12100:2010 fornece o método de avaliação e redução de riscos de máquinas, enquanto a ISO 13849-1:2023 fornece um método para projetar funções de comando relacionadas à segurança que abrangem tecnologias elétricas, hidráulicas, pneumáticas, mecânicas e de software. Nenhuma das normas atribui uma configuração universal de válvulas a todos os cilindros (ISO 12100, 2010; ISO 13849-1, 2023).

Defina o evento perigoso e o estado exigido antes de escolher os componentes. “Parar o cilindro com segurança” é uma formulação vaga demais. Em vez disso, especifique o disparo, o sentido do movimento, o deslocamento máximo permitido, o tempo de parada, o estado final de pressão ou retenção, a resposta a uma falha relevante e o comportamento de rearme.

Condição de perigo	Possível conceito de resposta	O que deve ser verificado
O carro horizontal pode atingir uma pessoa	Desaceleração controlada seguida de escape ou bloqueio	Tempo e deslocamento de parada, força ou velocidade no ponto de perigo e inibição da reinicialização
A carga vertical pode cair quando a pressão é removida	Parada controlada combinada com freio, trava de haste ou suporte mecânico validado	Capacidade de retenção, posição de engate, comportamento do diagnóstico, vazamento e deriva da carga
A própria pressão retida é perigosa	Primeiro parar o movimento; depois descarregar a zona definida e monitorar a pressão	Pressão residual, tempo de escape, restrições do silenciador e condições de acesso
O produto deve permanecer fixado após a parada	Manter a pressão somente onde a avaliação de riscos permitir	Queda de pressão, vazamento da válvula de retenção, contenção independente e resposta a falhas
A energia de movimento armazenada excede a capacidade do amortecimento do cilindro	Adicionar um amortecedor externo corretamente dimensionado ou outra parada controlada	Energia por evento e por hora, massa efetiva, velocidade, curso, força de reação e montagem

O perigo determina a função.

As funções são diferentes. As definições da Festo ilustram as lógicas disponíveis. A SS1 desacelera o atuador e depois reduz a pressão nas câmaras. A SS2 desacelera o atuador e mantém a pressão para conservar o estado parado. A SSC fecha um caminho de energia e usa a energia armazenada para chegar à parada, enquanto a SSB combina parada e bloqueio. Essas descrições não comprovam que uma única válvula comum atinja o Nível de Desempenho exigido.

Para eixos verticais, leia o guia de segurança sobre travas de haste. Para uma cadeia completa de comando relacionada à segurança, use o guia de circuitos de segurança pneumáticos conforme a ISO 13849.

Vídeo: ACETips: como ajustar corretamente um amortecedor, da ACE Controls.

A ACE Controls demonstra o ajuste do modelo. O ajuste vem depois do dimensionamento correto da energia e da seleção do modelo; ele não substitui a análise da função de segurança.

Como verificar a parada de emergência instalada?

A ISO 13849-1:2023 se aplica à integração da função completa de comando relacionada à segurança e afirma explicitamente que não prescreve a função de segurança nem o PLr exigido para uma máquina específica. Portanto, a verificação deve abranger a entrada, a lógica, a saída pneumática, o atuador, a carga e a reação mecânica instalados, e não apenas o certificado de uma válvula (ISO 13849-1, 2023).

Os limites de aceitação devem constar no plano de teste.

Crie uma matriz de testes antes de alterar o hardware. Inclua as cargas úteis mais pesada e mais leve, a maior velocidade de aproximação plausível, ambos os sentidos de movimento, as pressões máxima e mínima, temperaturas normais e adversas, falhas relevantes de válvulas ou sensores e todos os modos de perda de energia identificados na avaliação de riscos.

Meça grandezas que respondam ao requisito de segurança:

Velocidade antes da solicitação: registre a velocidade no ponto em que a parada começa, não apenas a velocidade média do curso. Use uma frequência de amostragem alta o suficiente para não suavizar a aproximação final.
Tempo e distância de parada: meça a partir da solicitação de segurança e, separadamente, a partir da mudança da saída pneumática.
Pressão nas duas portas do cilindro: registre se o impulso permanece, se inverte ou diminui durante a parada. Sincronize os dois canais de pressão com a posição para relacionar o trabalho pneumático ao movimento.
Aceleração ou força de reação: use largura de banda de amostragem suficiente para capturar o transitório quando a carga de pico for relevante.
Posição final e deriva: observe o rebote, o assentamento, o movimento causado por vazamento ou gravidade e o estado após a máquina permanecer parada pelo tempo de retenção especificado.
Pressão residual: confirme o estado de pressão antes do acesso ou da manutenção, incluindo qualquer ramal isolado que o manômetro principal não monitore.
Rearme e reinicialização: verifique se o restabelecimento da energia elétrica ou do ar não inicia um movimento perigoso.

Em nossa experiência na análise de aplicações, a forma mais rápida de revelar um conceito de parada frágil é colocar o desenho do circuito ao lado de sinais sincronizados da posição, das pressões nas duas câmaras e do comando de segurança. Os desenhos do circuito preveem o estado pretendido. Os sinais sincronizados mostram se o tempo real de comutação da válvula, as restrições, os vazamentos e a mecânica realmente o produzem.

Teste a falha, não apenas o comando.

Durante a verificação, alinhe todos os sinais em uma base de tempo comum e conserve a frequência de amostragem bruta. Marque a transição da entrada de segurança, a transição da saída lógica, a indicação do estado da válvula, o início da desaceleração, a imobilização e qualquer deriva posterior. Compare esses instantes com o limite de resposta declarado. Depois, analise a pressão em função da posição, pois a queda da pressão em uma porta não comprova que a força desapareceu se a câmara oposta ou a gravidade ainda impulsionar a carga. Repita o teste até compreender a variação normal, mas não transforme uma amostra pequena em uma promessa estatística universal. O registro de aceitação deve identificar carga útil, receita, ajuste do regulador, temperatura, revisões dos componentes, faixas dos sensores, configurações de amostragem e contenções usadas no teste, para que outro engenheiro possa reproduzir o resultado após a manutenção.

Não provoque falhas em uma máquina de produção sem proteção. Planeje o ensaio. Testes de falha exigem acesso protegido, cargas contidas, instrumentação adequada e um engenheiro responsável pela segurança de máquinas. Registre os modelos e ajustes exatos dos componentes para que a equipe de manutenção possa repetir o teste de aceitação após uma alteração.

Quais atalhos de parada de emergência levam a projetos inadequados?

A ISO 4414:2010 aborda perigos significativos ao longo do projeto, construção, modificação, instalação, ajuste, operação e manutenção de sistemas pneumáticos. Esse escopo de ciclo de vida é mais amplo que selecionar uma válvula ou multiplicar uma força calculada por uma margem genérica (ISO 4414, 2010).

Os atalhos falham nas interfaces.

É nas interfaces que hipóteses plausíveis sobre componentes se transformam em comportamentos inseguros da máquina. Verifique cada transição. Uma válvula pode comutar dentro do tempo de catálogo, enquanto uma tubulação longa atrasa a resposta da câmara. Uma trava de haste pode sustentar sua carga axial nominal, enquanto uma montagem flexível introduz carga lateral. Um pressostato pode indicar que o manifold foi descarregado, embora um volume isolado do atuador continue pressurizado. Um amortecedor pode atender ao limite de joules por evento, mas superaquecer na frequência real de eventos ou transmitir a reação a um suporte subdimensionado. Analise a lógica elétrica, a vazão pneumática, a mecânica do atuador, os dispositivos externos de parada, a estrutura, o sensoriamento e o acesso do operador como uma única cadeia. As evidências de aceitação devem acompanhar todo o caminho da energia, e não terminar no limite do componente que está sendo comprado.

Evite estes atalhos:

Atalho	Por que falha	Ação de engenharia mais adequada
“Todas as portas fechadas significa segurança”	A compressibilidade do ar, os vazamentos, a gravidade e as forças externas ainda podem mover o eixo	Defina o movimento permitido e verifique a pressão, a deriva e o comportamento de retenção
“Descarregar as duas câmaras é sempre a opção mais segura”	Uma carga vertical ou favorável ao movimento pode cair ou acelerar quando a pressão de sustentação desaparece	Adote uma medida validada de retenção ou bloqueio com base no perigo
“Uma margem de 40% converte a força média em força de pico”	Um multiplicador arbitrário não consegue reconstruir a curva força-tempo	Meça a resposta de pico ou use dados de reação do fabricante e um modelo validado
“A montagem flexível reduz o impacto”	A flexão descontrolada da estrutura altera o alinhamento e transfere cargas incertas para outros pontos	Use um absorvedor de energia especificado em um caminho de carga estruturalmente verificado
“Um UPS garante uma parada controlada”	A alimentação de reserva só é útil quando a função de segurança, os diagnósticos, os modos de falha e a capacidade são validados	Trate a fonte de energia como um subsistema da função de segurança completa
“O amortecimento do cilindro absorve qualquer perda de energia”	O desempenho do amortecimento depende da velocidade de entrada, da pressão, do caminho de escape, do ajuste e da capacidade exata do cilindro	Compare a pior energia de parada com os dados de amortecimento do modelo específico e faça o teste
“Uma válvula com classificação de segurança torna a máquina conforme”	O desempenho de segurança alcançado pertence à função completa	Valide em conjunto a entrada, a lógica, a saída, a resposta do atuador, os diagnósticos e as falhas

Os amortecimentos pneumáticos internos continuam úteis para a desaceleração rotineira no fim do curso. Sua presença não comprova a parada anormal. Consulte o guia de amortecimento pneumático em alta velocidade para entender por que a velocidade de entrada no amortecimento e o caminho real de escape precisam ser verificados.

Lista de verificação da parada de emergência

A ISO 13850:2015 define requisitos funcionais para a função de parada de emergência, mas, isoladamente, não fornece o projeto de frenagem, proteção, desconexão ou limitação de movimento. Combine seus requisitos no nível da função com a avaliação de riscos da máquina, as regras de segurança pneumática e a validação do sistema de comando adequadas à aplicação (ISO 13850, 2015).

O controle de configuração fecha o ciclo.

Antes de liberar a máquina, confirme que o arquivo contém:

Registro necessário	Evidência de aceitação
Eventos iniciadores	Definições separadas para perda de energia elétrica, perda de alimentação de ar, solicitação de parada de emergência e falhas relevantes de componentes
Estado seguro	Estado exigido de pressão, movimento, retenção e acesso para cada eixo ou zona perigosa
Identificação do circuito	Símbolos exatos das válvulas, posições desenergizadas, fontes piloto, retenções, restrições e caminhos de escape
Dados de movimento	Massa móvel total e velocidade medidas imediatamente antes da parada
Planilha de energia	Termos cinéticos, propulsores e gravitacionais com unidades, sentidos, fontes e hipóteses
Limites dos dispositivos	Dados do modelo exato de amortecimento, batente, freio, trava ou amortecedor para o regime instalado
Limite estrutural	Caminho da carga e evidências medidas ou validadas da carga de pico, quando necessário
Teste de parada	Tempo, distância, pressões nas câmaras, rebote, posição final, deriva e repetibilidade
Resposta a falhas	Comportamento diante de falhas individuais relevantes, tempo de diagnóstico e evidências do desempenho de segurança alcançado
Controle da reinicialização	Rearme deliberado, prevenção de reinicialização inesperada e critérios definidos para repetir os testes após alterações

Refaça os cálculos e os testes quando houver mudança na carga útil, velocidade, pressão, tubulação, válvula, cilindro, amortecedor, montagem, temporização do controlador ou geometria da máquina. Sem controle de configuração, a planilha de cálculo deixa de ser confiável assim que a parada instalada diverge da registrada.

Perguntas frequentes sobre parada de emergência e perda de energia: o que os engenheiros devem verificar?

A ACE usa pelo menos 5 dados de aplicação antes de selecionar um amortecedor industrial, e a ISO 13849-1:2023 avalia uma função completa de comando relacionada à segurança, em vez de um único componente. Estas perguntas mantêm os cálculos preliminares de energia separados da análise do estado da válvula, da verificação estrutural e dos testes na máquina instalada (ACE Controls, consultado em 2026-07-23; ISO 13849-1, 2023).

Um cilindro pneumático perde toda a força imediatamente quando falta energia elétrica?

Não. A perda de energia elétrica pode mudar a posição de uma válvula solenoide enquanto a pressão de alimentação e a pressão retida nas câmaras permanecem. O movimento resultante depende das 2 ou 3 posições da válvula, da configuração das molas, da fonte piloto, das conexões das portas, das válvulas de retenção, dos vazamentos e da carga. Meça as pressões das duas câmaras e o movimento durante o teste de falha definido.

A energia dividida pela distância de parada fornece a força de impacto de pico?

Não. A energia dividida pela distância efetiva de parada fornece uma força média equivalente em energia sob as hipóteses declaradas. A força de pico depende da curva força-tempo e do caminho da carga. No exemplo de 30 kg, 5 mm resultam em uma média de 6.750 N, não em um pico verificado.

Uma parada por perda de energia deve descarregar o cilindro ou reter a pressão?

Nenhuma das respostas é universalmente correta. A escolha depende do perigo. A Festo distingue a SS1, que despressuriza após a parada, da SS2, que mantém a pressão depois da parada. Cargas verticais podem exigir bloqueio, enquanto a pressão retida pode ser o perigo em outra máquina. Selecione a resposta com base na avaliação de riscos e verifique o circuito instalado.

Quando é necessário usar um amortecedor externo?

Use um amortecedor externo quando o amortecimento do cilindro escolhido ou outro dispositivo de parada não puder suportar a energia plausível do evento, a velocidade, a massa efetiva ou o regime de trabalho. A seleção exige mais que o valor em joules. A ACE verifica a energia por evento, a energia por hora, a massa efetiva, o curso e a velocidade de impacto, seguidos pela montagem e pela verificação na máquina instalada.

Quais medições devem fazer parte de um teste de aceitação da parada de emergência?

Registre pelo menos 7 grupos de resultados: velocidade antes da solicitação, tempo de parada, distância de parada, pressões nas duas câmaras, aceleração ou força de reação quando necessário, posição final ou deriva e comportamento na reinicialização. Teste as piores configurações plausíveis e as falhas relevantes. Compare cada resultado com um limite escrito da função de segurança, não com uma avaliação subjetiva de “parada suave”.

Fontes e referências técnicas

ISO 13850:2015, função de parada de emergência e princípios de projeto independentes da energia

ISO 13849-1:2023, projeto e integração de funções de comando relacionadas à segurança em múltiplas tecnologias

ISO 12100:2010, metodologia de avaliação e redução de riscos de máquinas

ISO 4414:2010, regras gerais para sistemas pneumáticos e requisitos de segurança ao longo do ciclo de vida

Festo, subfunções de segurança pneumática, incluindo SS1, SS2, SSC, SSB, STO e SOS

ACE Controls, energia por evento, trabalho propulsor, energia por hora, massa efetiva e bases de cálculo de amortecedores industriais

Dinâmica da parada de emergência: cálculo das forças de impacto durante a perda de energia

David Li