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• Hugo Cedeño

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CURSO: TECNOLOGIA INDUSTRIAL UNIDAD DIDÁCTICA:

SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS

BLOQUE IV: NEUMÁTICA e HIDRÁULICA

Conceptos que entran en selectividad 1.- Conceptos básicos mecánica de fluidos. 2.- Producción y distribución de aire comprimido. 3.- Actuadores neumáticos. 4.- Válvulas de control. Distribuidores. Tipos de mando. 5.- Regulación de velocidad y presión. 6.- Representación e interpretación de esquemas.

OBJETIVOS 1. Conocer los principales elementos que forman parte de un circuito neumático, así como su función en el circuito. 2. Analizar circuitos neumáticos sencillos, identificando los elementos que lo componen. 3. Manejar las magnitudes habituales en neumática. 4. Designar con terminología y simbología normalizadas cada elemento neumático. 5. Conocer los principales elementos que forman parte de un circuito hidráulico. 6. Comparar la hidráulica con la neumática.

Actividades de consolidación TEMA 9 1 a 7 . Cilindros neumáticos. 8 a 10. Diseño y/o análisis de circuitos neumáticos sencillos. Actividades para realizar en el aula-taller 11 a 13. Ejercicios de diseño y montaje de circuitos neumáticos sencillos. Actividades complementarias 1 a 4. Ejercicios de diseño y montaje de cilindros neumáticos.

Actividades de consolidación TEMA 10 1. Comparación entre neumática y oleohidráulica. 2 al 5. Aplicación de las leyes básicas de mecánica de fluidos. 6 al 8. Cilindros oleohidráulicos. Actividades complementarias 1. Diseño de un circuito oleohidráulico.

0.- CONCEPTOS BÁSICOS MECÁNICA DE FLUIDOS La neumática es la parte de la ingeniería que se dedica al estudio y aplicación del aire comprimido en la automatización de diversos procesos industriales. La oleohidráulica, frente a la mecánica tradicional, presenta las siguientes ventajas: reducción de desgaste y mantenimiento, está exenta de vibraciones y fácil regulación de la velocidad. El fluido utilizado es un aceite obtenido de la destilación del petróleo, de ahí el nombre de oleohidráulica.

0.1.- PRESIÓN (p) Representa la fuerza F ejercida sobre una superficie A

Unidad: unidad es el Pascal (Pa). Sin embargo, todavía se siguen utilizando otras unidades:

Según el SI la

SISTEMAS DE INDICACIÓN DE PRESIÓN

0.2.- CAUDAL (Q) Representa el volumen de un fluido V que pasa por una sección A, transversal a la corriente, en una unidad de tiempo t.

Caudalímetro volumétrico de agua.

Caudalímetro para gas.

0.3.- HUMEDAD (H) Representa la cantidad de agua (en forma de vapor) que hay en el aire, y depende fundamentalmente de la temperatura del mismo.

Se pueden distinguir: Humedad absoluta (H)

Representa la cantidad total de vapor de agua que hay en el aire. Se mide en gr/m3. Esta magnitud no se usa puesto que el dato obtenido no es objetivo, sino que depende de la temperatura.

Humedad relativa (Hr) Indica la relación entre la humedad del aire mv y la máxima humedad que podríamos tener a una temperatura dada, es decir, masa de vapor saturado ms. Es adimensional.

0.4.- ECUACIONES DE LOS GASES PERFECTOS Considerando el aire como un gas perfecto, podemos aplicar los siguientes conceptos: Ley de Boyle - Mariotte Si consideramos un gas perfecto encerrado en un cilindro en el que provocamos una expansión isotérmica, es decir, a temperatura constante, se cumple la siguiente expresión:

Ley de Charles - Gay Lussac Si consideramos un gas perfecto encerrado en un cilindro en el que provocamos una expansión isobárica, es decir, a presión constante, se cumple:

Ecuación de los gases perfectos

Si consideramos al aire como gas perfecto y tenemos en cuenta las anteriores leyes:

l p ·V = n ·R·T

1

Donde:

p = Presión del gas

V= Volumen que ocupa el gas

n =Número de moles que tenemos de gas

R = Constante de los gases perfectos

0,082 atm ·l K·mol

T =Temperatura absoluta en Kelvin (K) OK= -273 ºC

= 8,314

kJ kmol·K

0.5.- PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS HIDRÁULICOS

Capacidad de lubricación Todo ingenio mecánico que tenga partes móviles con rozamiento entre ellas pre senta una holgura controlada, en la que se deposita una película de aceite que impide la fricción entre dichas piezas, alargando la vida útil de la máquina y au mentando el rendimiento total , puesto que reduce el rozamiento.

Resistencia a la oxidación Los aceites no sintéticos, son compuestos orgánicos derivados del petróleo con componentes químicos, tales como el carbono e hidróge no, que reaccionan fácil mente con el ox ígeno atmosférico, degradando considerablemente al aceite . Aun que la ox idación aumenta con la temperatura , no es significativa para temperatu ras inferiores a los 57 ºC.

j

I

·····································································································

Régimen laminar

_

.

Se produce cuando las moleculas del fluido se desplazan dent c1. o, n de f orma ordenada.

ro de una conduc- :

_

•'-.................................................................. , Flujo laminar de un f luido perfecto en

Régimen turbulento Se produce cuando las moléculas del fluido se desplazan dentro de una conduc ción de forma desordenada.

¡

ó::J

torno al perfil de un objeto.

¡_ ------ _ _J Distri:luciónde velocidades alinterior

; .. ... .. . ..,......,,, .... ri ..

&:l

de untubo conflujo Ll'btJento.

Distribución de velocidades en un tubo con flujo laminar.

ó::J

Principio de Pascal La presión aplicada a un fluido confinado se transmite íntegramente en todas las direcciones y ej erce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas normalmente a las paredes del recipiente .

--------- --- --

------------------------- -------------

Cilindro 1

Cilindro 2

Cilindro Ma:estro

Liga Mordaza

Freno de Tambor

Reforzador

Bomba Pastilla

d Ban

T

Pedal

Tambor e

A

Ley de continuidad ------·

=1

- -;JJ;J}! ! = 2

.. .. ...-.,.,,,,,,",,,"..,.,,., ,/---""A---"'-=-----...-.. --,.. ----·--------. .,,::;-"' 2 ---·

-

-----·· .-.

"'/

_---_-_-...----

A¡ Considerando a los líquidos como incomprensibles y con densidades constantes , por cada sección de un tubo pasará el mismo caudal por unidad de tiempo.

Ley de continuidad Cambio de la sección transversal de una manguera

Se puede observa r que al obst ruir parcialment e el orificio de salida del agua en una manguera, el chorro tiene un alcance mayor . Esto se debe al aumento de v elocidad de líquido por la disminución del área transversal de la manguera .

Por una tubería horizontal de 20 mm de diámetro circula un fluido con una velocidad de 3 m/s. a) Calcular el caudal en l/min. b) Calcular la velocidad en otra sección de la misma línea de 10 mm de diámetro.

1

Calcule el volumen a presión normal 760 mm de Hg que ocuparán 10 litros de aire a 720 mm de Hg y a 30 °C de temperatura.

1

Una prensa hidráulica como la esquematizada en la figura consta de un ém bolo de diámetro d que es accionado mediante una palanca de brazos a y b. Al aplicar una fuerza Fo sobre el extremo de la palanca, ésta ejerce una fuer za F1 sobre el émbolo, la cual se transmite y amplifica hidráulicamente hasta un pistón de diámetro O > d, que finalmente ejerce una fuerza F sobre la prensa. Calcular cuánto vale esta fuerza F sabiendo que d = 1O cm, O = 1m, a =1,Sm, b=30cm y Fo=100N.

a

b

Fo

l." _,

o

-· 1- t u

el

--

_,,rf/F ..·_,

_ r ··- _/,/.J

) '

1-: --- D -----· d,_.. ----'. - -- - - - - --- ---------------------------------------·-----------------------------------------------------------------F

1

1

D

1

Se desea realizar una fuerza de 38, 17 kp mediante un cilindro neumático. Halla el diámetro del cilindro. La presión de trabajo es 6 kp/cm2 y el rendimiento del cilin dro es del 90 %.

D Halla el diámetro que debe tener un cilindro de doble efecto para ejercer como mínimo una fuerza de 95 kp en el retroceso. El diámetro del vástago es 1,5 cm, la presión de trabajo es 6 kp/cm2 y el rendimiento del cilindro es del 90

%.

1

111 Un cilindro de doble efecto tiene 6 cm de diámetro y un vástago de 2 cm de diá metro. La presión de trabajo es 6 kp/cm2 y el rendimiento del cilindro es del 90 %. Halla la fuerza en el avance y en el retroceso.

1

D Se sabe que un cilindro de doble efecto hace una fuerza neta de 16,96 kp en el avance y 14,25 kp en el retroceso. Si la presión de trabajo es 6 kp/cm2 y el ren dimiento del cilindro del 90 %, halla el diámetro del cilindro y el diámetro del vás tago.

1

D

En una instalación con un cilindro de doble efecto, se requiere como mínimo una fuerza de 200 kp en elavance y 180 kp en el retroceso . La presión de trabajo es 6 kp/cm2 y el rendimiento del cilindro del 90 Halla que deben tener el %. diámetro el cilindro y el vástago para cumplir las condiciones.

1

-

D

Halla el volumen de aire con1primido y aire a presión atmosférica que consume el siguiente cilindro de doble efecto en una hora, sabiendo que realiza 10 ciclos por m_i_nuto. Datos: Diámetro del cilindro: 4 cm. .-- --- ---Diámetro del vástago: 1,5 cm. Carrera: 15 cm. Presión de trabajo: 6 bar. Presión atmosférica: 1 bar.

1

http://ares.cnice.mec.es/electrotecnia/a/generales/simulador_neumatica/simula dor_neumatica.htm http://alextecnoeso.blogspot.com/2009/10/fluidsim-simulador-de-neumatica-4eso.html

1.- NEUMÁTICA

multimedia presentacion\00 introduccion a la neumatica pilar latorre.swf

1.1.- Introducción

multimedia presentacion\TECNO 12 18\00 introduccion a la neumatica tecno12.avi

multimedia presentacion\VIDEOS aplicaciones de la neumatica

1.2.- APLICACIONES INDUSTRIALES Debido a sus buenas características, actualmente la neumática es ampliamente utilizada en multitud de aplicaciones y entornos industriales. Se usa en sistemas industriales tales como: • Plataformas elevadoras • Apertura y cierre de puertas o válvulas • Embalaje y envasado • Máquinas de conformado • Taladrado de piezas • Robots industriales • Etiquetado • Sistemas de logística • Prensas • Pulidoras • Máquinas - herramientas; etc.

1.3.- VENTAJAS E INCONVENIENTES Ofrece importantes ventajas frente otros tipos de tecnologías, como son: • La neumática es capaz de desarrollar grandes fuerzas, imposibles para la tecnología eléctrica. • Utiliza una fuente de energía inagotable: el aire. • Es una tecnología muy segura: no genera chispas, incendios, riesgos eléctricos, etc. • Es una tecnología limpia, muy adecuada para la industria alimentaria, textil, química, etc. • Es una tecnología muy sencilla, que permite diseñar sistemas neumáticos con gran facilidad. • La neumática posibilita sistemas con movimientos muy rápidos, precisos, y de gran complejidad. Las principales desventajas de la neumática son: • El funcionamiento de los sistemas neumáticos es ruidoso, ya que el aire comprimido se expulsa al exterior una vez ha sido utilizado. • Es una tecnología más costosa que la tecnología eléctrica, pero el coste se compensa por su facilidad de implantación y buen rendimiento.

1.4.- Comparativa con el circuito eléctrico En electricidad es necesario utilizar un circuito eléctrico para usar la energía de la corriente eléctrica. En neumática es necesario emplear circuitos neumáticos para aprovechar la energía del aire comprimido.

1.5.- Instalación básica de un sistema neumático Se pueden distinguir 3 etapas por las que pasa el aire en un circuito neumático: a) Producción, acondicionamiento y distribución del aire comprimido: Compresor, depósito, unidad de mantenimiento, y tuberías de distribución.

b)

Utilización del aire comprimido:

Actuadores neumáticos (cilindros y motores neumáticos).

c)

Control del aire comprimido:

Válvulas.

1.5.- Instalación básica de un sistema neumático El compresor, es el dispositivo que comprime el aire de la atmósfera hasta que alcanza la presión de funcionamiento de la instalación. El acumulador, es un tanque o depósito donde se almacena el aire para su posterior utilización. Dispositivos de mantenimiento que se encargan de acondicionar al aire comprimido, protegiendo el circuito para que la instalación neumática pueda funcionar sin averías durante mucho tiempo. Las tuberías y los conductos, a través de los que se canaliza el aire para que llegue a los distintos elementos del circuito. Los elementos de mando y control, son válvulas que se encargan de controlar el funcionamiento del circuito neumático, permitiendo, interrumpiendo o desviando el paso del aire comprimido. Los actuadores, como cilindros y motores neumáticos, que son los encargados de utilizar el aire comprimido, transformando la presión del aire en trabajo útil.

Compresor neumático

Elementos de control Elementos de transporte

Termómet/O

""

Compresor

Manómet10 .- /

Válvula !imitadora /

'Putpdof Depósito acumulador

de pres.ón

de mantemrmento Unid&d

-{]fil1 Depósito

Elementos de protecció n

Válvula

B

Tubefia tleXlble

Elementos de trabajo

/

1.5.1.- PRODUCCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO.

http://www.guillesime.galeon.com/index_archivos/Page736.htm

1.5.1.1.- TIPOS DE COMPRESORES Los compresores se dividen, según el tipo de ejecución, en: -

Compresores de émbolo.

El aire es comprimido hasta la presión final de 6 a 8 bar. En compresores con una relación de compresión más alta, el sistema de una etapa no es posible por la excesiva elevación de le temperatura por lo tanto este proceso de compresión se realiza en dos etapas o más. (dos etapas hasta 50 bar, tres y cuatro etapas hasta 250 bar) -

Compresores rotativos: • •

de paletas deslizantes de tornillo

Las ventajas más notables de los compresores rotativos son su marcha silenciosa y un suministro de aire más continuo. Los compresores rotativos de una etapa suministran presiones hasta los 4 bar. -

Compresores centrífugos.

La compresión del aire se produce utilizando un rápido rodete giratorio. La presión es ejercida al forzar a las partículas del aire existentes en el rodete a alejarse del centro como resultado de la acción centrífuga. La presión generada por estos compresores no es muy alta; son necesarios varios rodetes para obtener presión de 6 bar. En contraste pueden suministrar grandes volúmenes de aire. Otra ventaja sobre los compresores de émbolo es que son accionados directamente por una máquina rápida como un motor eléctrico o una turbina de gas mientras que en los otros se debe usarse una transmisión reductora.

1) Compresor neumático. Es el dispositivo encargado de generar el aire comprimido. Los compresores son motores eléctricos o de combustión que aspiran el aire de la atmósfera y lo comprimen hasta alcanzar la presión de funcionamiento requerida por la instalación. Según el tipo de movimiento del motor, los compresores neumáticos se dividen en dos categorías: alternativos o rotativos. 2) Depósito o acumulador. La mayoría de los compresores incluyen un depósito o tanque que actúa como acumulador. El aire comprimido generado por el compresor se almacena en el depósito, para evitar que el compresor tenga que estar siempre trabajando. El compresor sólo se vuelve a poner en marcha cuando la presión en el depósito sea baja (ahorrando así la gasolina o electricidad necesarias para mover el motor del compresor). Los depósitos cuentan con varios dispositivos asociados: Presostato: se trata de un sensor de presión que conecta o desconecta el motor del compresor. Si la presión del depósito desciende, el presostato activa el compresor para mantener la presión en el depósito. Válvula de seguridad: En caso de avería del compresor, se podría inyectar aire comprimido al depósito de forma continuada, provocando un peligroso aumento de la presión en el depósito. Para evitar esta situación, el depósito añade una válvula que deja escapar aire al exterior en caso de que la presión sea muy alta. Regulador: es una válvula ajustable que permite controlar la presión que se envía al circuito, dejando salir más o menos aire. Cuenta con un manómetro para conocer la presión entregada. 3) Unidad de mantenimiento. Antes ser inyectado en el circuito, el aire es acondicionado por la unidad de mantenimiento para proteger las válvulas y actuadores hacia los que el aire se dirige. Esta preparación del aire la ejecutan los 3 elementos de los que consta la unidad: a) Filtro: elimina la humedad y partículas de polvo contenidas en el aire. Incluye una llave de purga para desalojar los líquidos condensados. b) Regulador de presión (con manómetro): mantiene la presión constante, para evitar fluctuaciones que pongan en riesgo el funcionamiento de la instalación. c) Lubricador: inyecta aceite lubricante en el aire comprimido para evitar oxidaciones y corrosión en los elementos neumáticos, y para engrasar las partes móviles del circuito. 4) Red de distribución del aire. Es el conjunto de conductos que distribuyen el aire comprimido a toda la instalación. Las conducciones principales suelen ser tuberías metálicas, mientas que para las derivaciones finales hacia los actuadores se usan tubos plásticos de polietileno o mangueras de goma.

1.5.2.- Cilindros neumáticos Transforman la energía potencial del aire comprimido (presión) en energía mecánica lineal (movimientos de avance y retroceso). Son actuadores compuestos por un tubo cilíndrico hueco. La presión del aire comprimido introducido en el interior del cilindro desplaza un émbolo móvil, que está conectado a un eje (vástago).

1.5.2.1.- Tipos a) b)

Cilindros de simple efecto. Cilindros de doble efecto.

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO. Son cilindros que presentan una única entrada de aire comprimido. Cuando el aire comprimido entra en la cámara del cilindro empuja al émbolo, haciendo que el vástago se desplace realizando una fuerza de empuje. Gracias a la acción de un muelle, el retorno del émbolo es inmediato cuando se deja de inyectar aire en el cilindro. Desventajas: sólo producen trabajo (fuerza de empuje) en el movimiento de avance, ya que el retorno viene dado por la elasticidad del muelle. Ventajas: menor consumo de aire comprimido (únicamente en el avance del émbolo)

CILINDROS DE DOBLE EFECTO. Estos cilindros presentan dos entradas de aire comprimido, que hacen que el émbolo pueda ser empujado por el aire en los dos sentidos (avance y retroceso). Ventajas: al tener dos tomas de aire puede realizar trabajo útil en ambos sentidos. Desventajas: doble consumo de aire comprimido (en el avance y en

1.5.3.- Válvulas Las válvulas distribuidoras permiten activar o parar un circuito neumático.

Relé 5 Vías

3 Vías Final de Carrera

1.5.3.1.- Simbología de una válvula Para entender el símbolo de una válvula, hay que seguir estas indicaciones:

Cada posición de la válvula se representa con un cuadrado. Las vías de la válvula se representan por pequeñas líneas en la parte exterior de uno de los cuadrados. Dentro de cada cuadrado se representan las conexiones internas entre las distintas vías o tuberías de la válvula, y el sentido de circulación del fluido se representa por flechas.

En los extremos de los rectángulos se representa el accionamiento y el retorno de la válvula. o El accionamiento permite pasar de la posición de reposo a la posición de trabajo. o El retorno permite pasar de la posición de trabajo a la posición de reposo

Ejemplos

Comprueba tus conocimientos 2

1

3

2

1

3

4

2

5

3 2

1

4

2

1

3

Otras Válvulas Válvula lógica O

Válvula lógica Y

Regulador de flujo

Regulador de presión

Las válvulas sirven para controlar el funcionamiento de un circuito neumático (abrir o cerrar el circuito, dirigir el aire por diferentes conductos, ajustar presiones, etc.). Las válvulas son dispositivos que controlan el paso del aire comprimido. VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS. Las válvulas distribuidoras permiten activar o parar un circuito neumático. Su función es dirigir adecuadamente el aire comprimido para que tenga lugar el avance y el retroceso de los cilindros. Por tanto, las válvulas se pueden ver como los interruptores o conmutadores de los circuitos neumáticos. Controlando el flujo del aire mediante el accionamiento de una válvula se puede controlar la activación del cilindro. Parámetros de una válvula. a) Vías y posiciones: Las válvulas se nombran por el número de vías (orificios de entrada y salida) y por el número de posiciones (estados que puede adoptar, o movimientos que puede realizar). Ejemplo: válvula 3/2 válvula con 3 vías y 2 posiciones. b) Accionamiento de la válvula: Un parámetro importante de las válvulas es cómo se accionan: la activación puede ser manual (por pulsador, por pedal, etc.), mecánica (por leva, por final de carrera, etc.), neumática (mediante aire comprimido), o eléctrica (mediante una señal eléctrica que activa un electroimán o un relé). c) Retorno de la válvula: Otra característica fundamental es la forma cómo una válvula vuelve a su posición inicial tras la activación. El retorno suele ser por muelle, pero también hay retornos neumático, eléctricos, etc.

Simbología

Válv

ula distribuido ra (212) 2 vías - 2 posiciones Normalmente cerrada Válvula distribuidora (212) 2 vías - 2 posiciones Normalmente abierta Válvula distribuido ra (3/2) 3 vías - 2 posiciones Normalmente cerrada Válvula distribuidora (3/2) 3 vías - 2 posiciones Normalmente abierta

A B

B

,... ...... ,... ...................

-e=)-

Mando manual por pedal

Acumu

lador

·1 -

Mando por resorte

Reductor de presión -

-

Mando por rodillo

6 ,_

Limitador de presión Mando eléctric o Filtro

s

s

Válvula distribuidora (4/2) 4 vías - 2 posiciones

Válvula distribuidora (5/2) 5 vías - 2 posiciones

Mando directo

Presostato p o s i c i o n e s

Bomba de caudal constante no reversible Purg:ador

a

Válvula distribuido ra (5/3) 5 vías - 3

por fluido

Válvula

de cierre

Mando

indirecto por fluido

1.6.- Esquemas neumáticos

1.6.1.- Circuitos básicos

1.0

1.1

2.0

1.0

1.1

Mando dlfecto de un ctlmdro de simple efecto mediante válvula 312 monoestable. 1.0

2.1

.- ... 1.2

: 2.2

1.1

i Mando directo de un cilindro de doble efecto mediante válvula 412 monoestable.

Mando indirecto de cilindros gobernados por válvulas monoestables .

1.6.2.- Niveles de estudio En el diseño de circuitos neumáticos se tienen dos planteamientos: Análisis Circuito que está diseñado y del que se estudia su funcionamiento. Síntesis Circuito del que se plantea las características y hay que diseñar el esquema.

Ejemplo ANÁLISIS Explica cómo funciona este circuito. 1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITO Receptores: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO Válvulas distribuidoras: 3/2 BOTÓN/MUELLE Resto de elementos: REGULADOR DE CAUDAL 2º EXPLICAR INSTANTE INICIAL (t=0) El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado sobre ningún elemento del circuito. En el instante inicial, el aire que viene del compresor intenta pasar por la válvula 3/2, y no pasa, por tanto NO entra aire en el cilindro y este permanece recogido. 3º EXPLICAR AL MODIFICAR LAS VÁLVULAS Sólo hay un pulsador, por tanto, cuando no está pulsado ocurre lo descrito en el paso 2. Cuando pulsamos el botón, el aire que entra en la válvula puede pasar, al pasar entra en el cilindro y este sale. La velocidad de salida del cilindro dependerá de lo abierto que esté el regulador.

100%

2

1

3

Ejemplo SÍNTESIS Diseña una prensa, que para funcionar sea preciso accionarla desde dos puntos. (Esto es una medida de seguridad, si es necesario accionar la prensa desde dos botones, las manos no estarán dentro de la prensa cuando esta funcione)

1º ELEGIR CORRECTAMENTE EL RECEPTOR. Como se trata de una prensa que sólo necesita la fuerza para “prensar”, el retorno puede ser por muelle, por lo que usaremos un CILINDRO DE SIMPLE EFECTO.

2

1

2º ELEGIR CORRECTAMENTE LA VÁLVULA DISTRIBUIDORA QUE CONECTA EL CILINDRO. Para controlar un CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, usamos una 3/2 pilotada neumáticamente.

2

3º DISEÑAR EL SISTEMA DE CONTROL, QUE SE AJUSTE AL ENUNCIADO DEL PROBLEMA. En este caso elegimos dos válvulas 3/2 botón/muelle y una válvula de simultaneidad 4º REGULACIÓN DE CAUDALES Si lo pide el enunciado, regularemos las velocidades de salida de los receptores con válvulas de regulación.

3

1

100%

3

Válvula reguladora

100%

válvula antirretorno estranguladora

El esquema de esta solución sería el siguiente (que difiere de la primera propuesta):

Comprueba tus conocimientos Explica cómo funciona este circuito.

1

2 1

1

3 3

2

5

3 2

1

2

4

1

2

2

1

1

1

2

3

1

3

Comprueba tus conocimientos Diseña el circuito neumático de una puerta de garaje que se pueda abrir y cerrar desde el interior y exterior del mismo. La velocidad de apertura debe ser regulable 1 Luz (Ventana)

Sección de vidrio o acrílico transparente que permite el ingreso de luz y visibilidad hacia el exterior. 2Secciones Paneles de acero reforzados interconectados mediante bisagras y rodillos. 3Ménsula Inferior Soporte que permite fijar los cables de levantamiento. 4Tambores para Cables Tambores ranurados en el eje de los resortes de torsión, sobre los cuales se arrolla el cable cuando la puerta se abre. 5Resortes de Torsión Proveen el mecanismo para subir y bajar la puerta arrollando los cables sobre los tambores. 6Extensión Extensión o longitud a lo largo de ambos rieles horizontales. 7Suspensor Posterior del Riel 8Riel Constituye una guía sobre la cual sube o baja la puerta.

1.6.3.- Ejemplos prácticos

1.- Máquina de estampación Máquina que aprovecha la deformación plástica del material para crear mediante un golpe de estampa una determinada forma; por ejemplo la acuñación de monedas. Utilizamos un cilindro de simple efecto que portará la matriz o estampa, cuya velocidad de golpe se garantiza con un regulador unidireccional. Es accionada por un operario mediante un pulsador de seta, de forma que sólo estará operativo cuando una mampara de metacrilato se cierre pisando un final de carrera e impidiendo que el brazo del operario acceda por accidente a la herramienta.

2.- Control de puerta de un autobús El control de apertura y cierre de la puerta de un autobús es llevada a cabo por el chofer que acciona una palanca, pero sólo podrá operar si el autobús está parado (es decir, con el freno de mano echado). Además, por normativa de seguridad, todos los autobuses deben tener un pulsador exterior de apertura en caso de emergencia. El control exterior e interior van conectados por una válvula selectora de caudal (O). Por último se puede regular la velocidad de apertura y cierre.

3.- Plataforma elevadora (circuito hidráulico)

lf

Y analizan1os el funciona n1ienLo de este circuito:

•

Al accionar el pu lsador de subida: • La vál vul a distri buidora 3/2 (derech a) cambi a de posición y perm ite el paso del !luido por las vías 1y 2 desde l a bon1ba a la válvula 4/2. • La válvu la distribu i do ra 4/2, acci on ada por el líq u ido a presión , pe rmi te q u e el acei te l l egue a través de las vías 1y 2 a la cá mara derecha del cil i n d ro. • El émbolo y, por tanto, el vástago, se desplazan con un movimien Lo li nea l hacia la izq ui erd a que, unid o al 1necanisn10 articul ado, provoca el ascenso de l a pl ataforrn a. • El fluido de la cámara izqu ierda del cilind ro pasa por las ví as 4 y 3 de la válvula 4/2 hasta el depósito.

•

A l acci onar el pul sador de bajada: • La válvula 3/2 (izquierda) can1bia de posición y pe rmite el paso del fluido hasta la válvula 4/2 que, al cambiar de posic ión , posibilita q u e el fluido al cance, a través de las vías 1y4, la cá n1ara izq ui erda del cilindro. El vástago se desplaza con un n1ovi1niento lineal hacia la derecha y la supcrllcie desciende. • El flu ido de la cán1ara derecha del cilindro para ahora por las vía s 2 y 3 de la válvula 4/2 hasta el depósito.

4.- Plataforma elevadora con 4 pulsadores (circuito hidráulico)

5.- Martillo neumático

6.- Máquina de moldeo

2

12

14

2

1.6.3.- Software de simulación FLUIDSIM-P Es potente programa de la firma FESTO que permite diseñar circuitos neumáticos. Contenidos de la pantalla Biblioteca de elementos neumáticos . Pulsamos en el botón nuevo y nos aparece una segunda pantalla en blanco donde podemos comenzar nuestro primer diseño. ¡Es fácil!, no hay más que arrastrar los elementos de la biblioteca que deseamos a la pantalla en blanco. Pinchando en cada elemento, un menú contextual nos permite girarlos, cambiar sus propiedades,… También podemos introducir textos. Cablear no puede ser más sencillo.

SIMULADORES http://www.logiclab.hu/lesson.php?fe=2

Otras aplicaciones

1.0 1

2.1

3.0

2.0 1

1

3.1

2.2

r L·

1

l

Transporte

f-1 3.1

1.0

Prensado

1.2

2.0

Desmoldeo

3.0

tl !1'; 1

l.- Dado el siguiente circuito neumático:

1.2

1

1.1

l.Q2

R

1.3

1

pS

p

R

0.1

1º) Identificar en el circuito los ele1nentos: a) Válvula 5/2, biestable. Accionanüen to nemnático . b) Válvula 3/2, biestable. Acciona1niento nemnático . 2°) ¿Qué ele1nentos hay que accionar para que el cilindro salga ? 3°) ¿Qué efecto tiene en el circuito el acciona1niento neumático de los ele1nentos 0.1 y 1.02?

2.Representar el esquema neumático formado por los siguientes elen1entos: a) Válvula de sirnultaneidad. b) Unidad de mantenirniento de aire. e) Cilindro de doble efecto. d) P1, P2 válvulas de distribución 3/ 2 de accionamiento manual rnediante palanca, con retroceso por 1nuelle. Nonnalrnente ce1Tadas. e) P3, válvula de distribución 3/ 2 de accionarniento rnecánico rnediante rodillo y retroceso por muelle. Nonnallnente ce1Tada. f) P4, válvula de distribución 4/ 2 pilotada neun1áticamente . Norrnalrnente abierta. Funcionarniento: Cuando se acciona de forrna simultánea los pulsadores P1 y P2, el aire pasa a través de la válvula de sirnultaneidad y pilota la válvula P4 . Esto permite el paso del aire a presión hacia el cilindro por la entrada A. El aire existente en la cán1ara posterior del cilindro sale por B hacia la atmósfera por el escape con silenciador de la válvula P4 . El pistón realiza la carrera de avance. Al finalizar su recorrido , oprirne el pulsador P. (que actúa corno final de carrera), la cual manda una señal a la válvula P4 que invierte su posición , con lo que el vástago del cilindro retrocede.

3. Con la ayuda de un cilindro neumático deben ser elevados cartones. a la posición final del cilindro elevador, un segundo cilindro horizontahnente los cartones sobre una pista de rodillos . El rnando del ha de ser iniciado 1nanuahnente, pero el movirniento horizontal ha de cilindro vertir.;:i l en f11nr.ión Clel rnovimiento. ". .' -·.71.

:< v r -2-- - - ·-,o- o· 1

1

o Cilindro

1.0 Cilindro

2.0

Poco antes de llegar ha de desplazar 1novimiento vertical ser mandado por el

Discrecional

5. Con una he1Tanlienta de accionarniento neu111ático han de fabricarse los ojetes en una bisagra . Con un n1acho de Clnvar 2.0 es doblada la parte de la bisagra. Un segundo rnacho de curvar 3.0, desplazado 90° respecto al prirnero , da el acabado final al a1Tollado del ojete. Suj etar 1.0

=

Doblar 2.0