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UTE

Hidráulica y Neumática

Funcionamiento del compresor de aire

15 de noviembre del 2013 FUNCIONAMIENTO COMPRESOR DE AIRE 1.Objetivos Objetivo General:



Estudiar y aprender el funcionamiento de los sistemas hidráulicos y neumáticos mediante el funcionamiento de un compresor de aire y un banco de pruebas hidráulico.

Objetivos Específicos:  

Identificar los diferentes elementos, componentes o partes que conforman los sistemas hidráulicos y los sistemas neumáticos. Conocer las diferentes ares en las cuales se puede aplicar el sistema neumático en la industria

2. Marco teórico

Válvulas neumáticas. Existen diferentes clases de válvulas que y las podemos clasificar de la siguiente manera.

1. Válvulas de distribución. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros.

2. Válvulas de bloqueo. Son válvulas con la capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el circuito.

3. Válvulas reguladoras. Aquí nos encontramos con las válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.

4. Válvulas secuenciales. Las válvulas neumáticas son considerados elementos de mando, de hecho, necesitan o consumen poca energía y a cambio, son capaces de gobernar una energía muy superior. Asimismo, cada clase de válvula mencionado tiene sus diferentes tipos:

El cilindro es una pieza hecha con metal fuerte porque debe soportar a lo largo de su vida útil un trabajo a alta temperatura con explosiones constante de combustible, lo que lo somete a un trabajo excesivo bajo condiciones extremas. Una agrupación de cilindros en un motor constituye el núcleo del mismo, conocido como bloque del motor.

ACTUADORES NEUMÁTICOS LINEALES El cilindro neumático consiste en un cilindro cerrado con un pistón en su interior que desliza y que transmite su movimiento al exterior mediante un vástago. Se compone de las tapas trasera y delantera, de la camisa donde se mueve el pistón, del propio pistón, de las juntas estáticas y dinámicas del pistón y del anillo rascador que limpia el vástago de la suciedad. Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva, representan los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos neumáticos. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales. - Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido. - Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso. Cilindros de simple efecto Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc. Puede ser de tipo “normalmente dentro” o “normalmente fuera”. Los cilindros de simple efecto se utilizan para sujetar, marcar, expulsar, etc. Tienen un consumo de aire algo más bajo que un cilindro de doble efecto de igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, así que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande para conseguir una misma fuerza. También la adecuación del resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga y una

longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto. Tipos de cilindros de simple efecto: Cilindros de émbolo, cilindros de membrana, cilindros de membrana enrollable. Cilindros de émbolo: Cilindros de doble efecto Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido. Su denominación se debe a que emplean las dos caras del émbolo (aire en ambas cámaras), por lo que estos componentes sí pueden realizar trabajo en ambos sentidos. Sus componentes internos son prácticamente iguales a los de simple efecto, con pequeñas variaciones en su construcción. Algunas de las más notables las encontramos en la culata anterior, que ahora ha de tener un orificio roscado para poder realizar la inyección de aire comprimido (en la disposición de simple efecto este orificio no suele prestarse a ser conexionado, siendo su función la comunicación con la atmósfera con el fin de que no se produzcan contrapresiones en el interior de la cámara). Cuando el espacio disponible para el cilindro es limitado, el cilindro neumático sin vástago es la elección. Puede tener una carrera relativamente larga de unos 800 mm y mayor. Cilindro neumático guiado Uno de los problemas que presentan los cilindros convencionales es el movimiento de giro que puede sufrir el vástago, ya que el pistón, el vástago y la camisa del cilindro son de sección circular, por lo que ninguno de ellos evita la rotación. En algunas aplicaciones la rotación libre no es tolerable por lo que es necesario algún sistema anti giro. Uno de los sistemas que aparte de la función anti giro tiene otras ventajas es el cilindro neumático guiado que contiene dos o más pistones con sus vástagos, lo que da lugar a una fuerza doble de la de los cilindros convencionales. Cilindros de doble efecto multiposición. Consisten en dos o más cilindros de doble efecto acoplados en serie. Dos cilindros con carreras diferentes permiten obtener cuatro posiciones diferentes del vástago. Cilindros tándem Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad. Gracias a esta disposición, al aplicar simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene en el vástago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal para el mismo diámetro.

Cilindros Símbolo:Descripción:

De simple efecto. Retorno por muelle.

De simple efecto. Retorno por fuerza externa.

De doble efecto.

De doble efecto con amortiguador.

De doble efecto con doble vástago.

De simple efecto telescópico.

Lineal sin vástago. 3. Datos técnicos

Cilindros neumáticos

Válvulas Neumáticas Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenado en un depósito. Las posiciones de las válvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados. La cantidad de cuadrados yuxtapuestos indica la cantidad de posiciones de la válvula distribuidora.

Simbología

TIPOS DE VALVULAS NEUMATICAS: denominación VAZ-GSF530-E-4 descripción 5/3 válvula base-montaje cuadro de distribución código de VAZ-GSF530-E-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ERF320-NG-4 descripción 3/2 válvula de palanca con rodillo-enchufe al costado código de VAZ-ERF320-NG-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ELF320-NG-4 descripción 3/2 conexión enchufe palanca con rodillo abatible código de VAZ-ELF320-NG-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ESF323-NG-4 descripción 3/2 válvula de maza-montaje cuadro de distribución-conexión código de VAZ-ESF323-NG-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ERF320-NO-4 descripción 3/2 válvula de palanca con rodillo-enchufe al costado código de VAZ-ERF320-NO-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA

VAZ-ELF320-NO-4 denominación descripción 3/2 conexión enchufe palanca con rodillo abatible código de VAZ-ELF320-NO-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ESF323-NO-4 descripción 3/2 válvula de maza-montaje cuadro de distribución-conexión código de VAZ-ESF323-NO-4 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ESF320-NG-1/8 descripción 3/2 válvula de maza código de VAZ-ESF320-NG-1/8 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ERF320-NG-1/8 descripción 3/2 válvula de palanca con rodillo código de VAZ-ERF320-NG-1/8 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA denominación VAZ-ELF320-NG-1/8 descripción 3/2 válvula de retroceso de vacío código de VAZ-ELF320-NG-1/8 correspondencia catálogo Industriepneumatik página kA

4. Diseñar una ficha técnica, con datos de las válvulas del taller y el cilindro de doble efecto del taller. COMPRESOR El motor eléctrico del compresor genera el giro y alimenta de movimiento al compresor de paletas rotatorias (caso del compresor de la UTE), El mismo que creara un depresión de donde absorberá aire del ambiente pasara por la cámara y lo comprimirá enviándolo al recipiente, caso nuestro de 20 litros aproximadamente. Los manómetros miden la presión que se genera en el interior del compresor, en el caso de que midan aproximadamente 1MPa, desconectaran el suministro eléctrico al motor el cual dejara de hacer funcionar al compresor y dejara de introducir aire a presión en el cilindro o bombona del compresor.

Datos Tiempo de Carga: 267 segundos Tiempo de Descarga: 68 segundos Volumen del Cilindro: 10 litros Presión: 1 MPa Diámetro Manguera de salida: 0.005 metros La fuerza acumulada en el compresor (Fac) es: Presion x tiempo de descarga x

Fac=

1 de manguera ) ( diametro

¿ tiempo de descarga x (

1 ) volumen del tanque del compresor ¿

N 1 x 60 S 2 0.005 m m ¿ 1 267 S x ( ) 3 0.01 m ¿

1000000

Fac=

(

)

Fac= 4 494,39 N CILINDROS NEUMATICOS Los cilindros neumáticos funcionan mediante la descarga de aire de un conjunto compresor de aire, la energía almacenada en la bombona en forma de aire comprimido en un circuito neumático por la presión fluirá el aire por la cañerías el mismo que entrara al cilindro y empujara un embolo, el cual producira un movimiento lineal y producirá un trabajo.

5. Anexos: 6.

COMPRESOR VALVULA

Banco de Pruebas

Pistón de Simple Efecto

Pistón de doble efecto

6.-Conclusiones y discusiones

     

 Debido a la alta presión interna del compresor, por la condensación se forma agua, la cual debe ser extraída de su interior por medio de una llave de desfogue que posee en la parte inferior del tanque de almacenamiento ya que esto ocupa espacio en el interior y almacena y una menor cantidad de aire. Un compresor es una máquina que almacena aire construida para aumentar la presión de dicho fluido y de esta manera amplificar la fuerza aplicada. En un sistema hidráulico tenemos aplicación de fuerzas a través de la presión que ejercen los fluidos gaseosos. Los sistemas neumáticos son sistemas que utilizan el aire u otro gas como medio para la transmisión de señales y/o potencia. El proceso de trabajo de un compresor puede clasificarse en tres fases. La eliminación de partículas gruesas, el secado y la preparación fina del aire. El sistema neumático trabaja con presiones mucho menores que el sistema hidráulico.