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Neumatica e Hidraulica Neumatica e Hidraulica Presentation Transcript

  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA Índice 1. SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS 2. LA NEUMÁTICA 3. LA HIDRÁULICA2
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 1. SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS Como ya se sabe, en la naturaleza existen varios tipos de estados de la materia, como por ejemplo: Líquido, Gas, Sólido, Plasma y Condensado de Bose-Einstein. Los 2 primeros se les suelen denominar genéricamente como fluidos, y no tienen forma definida. Adoptan la forma del recipiente que las contiene. El funcionamiento de los sistemas hidráulicos y neumáticos se basa en aprovechar la energía acumulada y transmitida por un fluido. En el 1er caso se utiliza un líquido, mientras que en el 2º se utiliza un gas.3
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 1. SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS 1.1- CARACTERÍSTICAS Un fluido encerrado en un recipiente ejerce una fuerza sobre las paredes del mismo. La relación entre la fuerza (F) que actúa sobre las paredes de una superficie y el área (S) se denomina presión (P). Superficie F P= F F S4
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 1. SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS 1.1- CARACTERÍSTICAS Un ejemplo sería la presión sufrida por un submarino: La presión sufrida por el submarino será mayor cuanta mayor sea la fuerza ejercida sobre el. Y esta fuerza aumentara con Profundidad F la profundidad ya que depende de la masa de agua que hay sobre el submarino. S5
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 1. SISTEMAS NEUMÁTICOS E HIDRÁULICOS 1.1- CARACTERÍSTICAS La unidad de presión en el S.I. es el pascal (N/m2). Otras unidades utilizadas son las siguientes: 1 bar = 105 Pa = 0.987 atm = 750 mmHg Al tratarse de fluidos, los gases y los líquidos pueden circular fácilmente a través de tuberías o conducciones. La cantidad de fluido (V) que atraviesa una sección por unidad de tiempo (t) se denomina caudal (Q). Y se obtiene de la siguiente forma: V Q= t6
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA La Neumática es la rama de la ciencia y la técnica que se ocupa del estudio de las propiedades y aplicaciones de aire comprimido. La utilidad del aire comprimido es algo conocido desde la antigüedad. Uno de los primeros tratados sobre sistemas neumáticos fue el atribuido a Herón de Alejandría y titulado Pneumatica, que data del siglo I. Pero realmente se empezó a utilizar el aire comprimido para el control de procesos, principalmente de tipo industrial, fue a partir de 1950. Herón de Alejandría7
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.1- AIRE COMO FLUIDO PRINCIPAL El aire comprimido se obtiene directamente a partir del aire atmosférico. La tierra está envuelta en una capa gaseosa que constituye la atmósfera.8
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.1- AIRE COMO FLUIDO PRINCIPAL El aire comprimido se obtiene directamente a partir del aire atmosférico. La tierra está envuelta en una capa gaseosa que constituye la atmósfera. La presión debida a esta masa de gas se conoce con el nombre de presión atmosférica (el valor que, a nivel del mar es de 1 atm = 101.300 Pa)9
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.1- AIRE COMO FLUIDO PRINCIPAL La presión por tanto es la fuerza que ejerce el aire que está sobre nosotros: P10
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.1- AIRE COMO FLUIDO PRINCIPAL Al comprimir, y aumentar, la presión del aire, éste acumula una energía que podrá ser convertida posteriormente en energía mecánica para producir un trabajo. Estos sistemas neumáticos suelen emplear aire comprimido del orden de 6 bar.11
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.1- AIRE COMO FLUIDO PRINCIPAL Las ventajas de usar el aire comprimido frente a la utilización de otros gases son: • Se puede comprimir tanto en tuberías como en recipientes de forma no peligrosa ni explosiva. • No genera sobrepresiones, pudiéndose regular fácilmente y de forma continua. • Los cambios de temperatura no alteran sustancialmente sus características de volumen y densidad. • Su adquisición no requiere coste alguno. • El aire comprimido es limpio, por lo que resulta adecuado en circuitos empleados por ejemplo, en la industria de la alimentación.12
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.2- LEYES DE LOS GASES IDEALES Para estudiar las aplicaciones del aire comprimido se considera que se comporta como un gas ideal. Podemos decir que: Un gas ideal posee moléculas que se encuentran muy separadas unas de otras, por tanto, el gas se puede comprimir o expandir con facilidad.13
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.2- LEYES DE LOS GASES IDEALES Este tipo de gases cumplirán las siguientes leyes: • Ley de Boyle-Mariotte: A temperatura constante, el producto de la masa del gas por la presión del mismo se mantiene constante. P ⋅ V = cte ⇒ P ⋅V1 = P2 ⋅V2 1 • P1 y V1 son los valores iniciales • P2 y V2 son los valores finales14
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.2- LEYES DE LOS GASES IDEALES Este tipo de gases cumplirán las siguientes leyes: • Ley de Gay-Lussac: A presión constante, el cociente entre el volumen de un masa de gas y su temperatura se mantiene constante. V V1 V2 = cte ⇒ = T T1 T2 • T1 y V1 son los valores iniciales • T2 y V2 son los valores finales15
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.2- LEYES DE LOS GASES IDEALES Este tipo de gases cumplirán las siguientes leyes: • Ecuación de estado de los gases ideales: Se obtiene a a partir de la combinación de las dos leyes enunciadas anteriormente. P ⋅V P ⋅ V1 P2 ⋅ V2 = cte ⇒ 1 = T T1 T2 • T1 , P1 y V1 son los valores iniciales • T2 , P2 y V2 son los valores finales16
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.2- LEYES DE LOS GASES IDEALES Este tipo de gases cumplirán las siguientes leyes: • Ecuación de estado de los gases ideales: Este producto es igual al producto de dos números, n (número de moles) y R (constante propia de los gases). De tal forma que la ecuación quedaría: P ⋅V P ⋅ V1 P2 ⋅ V2 = n⋅R ⇒ 1 = = n⋅R T T1 T2 atm ⋅ l R = 0.082 mol ⋅ K n = número de moles17
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA Video: Los Gases Ideales18
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.3- ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA NEUMÁTICO El esquema básico de un sistema constituido por un circuito neumático es el siguiente: Aire Compresor El compresor aspira el aire atmosférico, aumentando su presión y generando aire comprimido.19
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.3- ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA NEUMÁTICO El esquema básico de un sistema constituido por un circuito neumático es el siguiente: Aire Compresor Conducciones Este aire alimenta el resto de la instalación a través de un conjunto de conducciones diseñadas para tal fin.20
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.3- ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA NEUMÁTICO El esquema básico de un sistema constituido por un circuito neumático es el siguiente: Aire Compresor Conducciones Válvulas La circulación del aire comprimido se controla a través de un conjunto de válvulas.21
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.3- ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA NEUMÁTICO El esquema básico de un sistema constituido por un circuito neumático es el siguiente: Aire Compresor Conducciones Válvulas Actuadores Las válvulas regulan el funcionamiento de los actuadores, en los que se transforma la energía acumulada por el aire comprimido en energía mecánica.22
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.3- ESQUEMA BÁSICO DE UN SISTEMA NEUMÁTICO El esquema básico de un sistema constituido por un circuito neumático es el siguiente: Aire Compresor Conducciones Válvulas Actuadores El proceso final depende del sistema mecánico sobre el que actúe, ya sea un martillo Proceso neumático, etc.23
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.4- COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS Los elementos principales que componen un circuito neumático son: • COMPRESORES: El aire comprimido se obtiene a partir de una máquina que se llama compresor.24
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.4- COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS Los elementos principales que componen un circuito neumático son: • COMPRESORES • CONDUCCIONES: El aire alimenta el resto de la instalación a través de un conjunto de conducciones diseñadas para ese fin.25
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.4- COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS Los elementos principales que componen un circuito neumático son: • COMPRESORES • CONDUCCIONES • VÁLVULAS: La circulación del aire comprimido se controla a través de un conjunto de válvulas.26
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.4- COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS Los elementos principales que componen un circuito neumático son: • COMPRESORES • CONDUCCIONES • VÁLVULAS •ACTUADORES: Son regulados por las válvulas, transforman la energía acumulada por el aire comprimido en energía mecánica.27
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.5- DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO El aire comprimido producido en el compresor se distribuye hacia el resto de los elementos que configuran el sistema a través de un conjunto de tuberías. Este conjunto de tuberías constituye una red o circuito de aire comprimido. Las redes utilizadas se dividen en dos tipos: • Red Abierta: La tuberías que alimentan los diferentes actuadores están en contacto con la presión atmosférica. Se suelen utilizar para limpieza de alta presión o trabajos similares.28
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.5- DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO El aire comprimido producido en el compresor se distribuye hacia el resto de los elementos que configuran el sistema a través de un conjunto de tuberías. Este conjunto de tuberías constituye una red o circuito de aire comprimido. Las redes utilizadas se dividen en dos tipos: • Red Cerrada: Los circuitos de esta red están estancos, es decir, manteniendo en su interior aire a presión sin estar en contacto con el aire.29
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 2. LA NEUMÁTICA 2.5- DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO Generalmente suelen existir en los circuitos neumáticos un conjunto de elementos destinados a acondicionar el aire comprimido que circula por la red de distribución. Algunos son: • Filtros: Se encargan de eliminar las impurezas que pudiera arrastrar el aire, ya que el aire procede de la atmósfera. • Reguladores de presión: Mantienen el valor de la presión constante en todo el circuito.30
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA Los sistemas hidráulicos son semejantes a los neumáticos descritos anteriormente, pero en lugar de emplear aire comprimido utilizan un liquido, normalmente aceite, para acumular energía y posteriormente transformarlo en energía mecánica. Por esta razón se suelen llamar sistemas oleohidráulicos.31
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA Los sistemas hidráulicos son semejantes a los neumáticos descritos anteriormente, pero en lugar de emplear aire comprimido utilizan un liquido, normalmente aceite, para acumular energía y posteriormente transformarlo en energía mecánica. Por esta razón se suelen llamar sistemas oleohidráulicos. Los automatismos hidráulicos disponen también de dispositivos destinados a aumentar la presión del aceite, denominados bombas hidráulicas, cuya misión es muy parecida a los compresores neumáticos. Las principales diferencias existentes con respecto a los sistemas neumáticos provienen de las particularidades que presenta el trabajar con un líquido en lugar de con un gas. Los líquidos, a diferencia de los gases, son prácticamente incompresibles.32
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA La presión que ejerce el líquido sobre las paredes de un recipiente se denomina presión hidrostática y actúa igual en todas las direcciones dentro del líquido. Esta característica se expresa en la ley de Pascal, que se enuncia así: LA PRESIÓN EJERCIDA POR UN LÍQUIDO EN REPOSO SE TRANSMITE INTEGRAMENTE A TODOS LOS PUNTOS DEL LÍQUIDO.33
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA F1 F2 F1 P1 = S1 S2 S1 P1= P2 F2 P2 = AGUA S2 F1 F2 = S1 S234
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA Otra diferencia fundamental entre los sistemas neumáticos y las hidráulicos es que en estos últimos el sistema de distribución necesariamente tienen que ser cerrado. Si fuera abierto habría fugas.35
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA La Ley de continuidad de los fluidos incompresibles intenta explicarnos el comportamiento de los líquidos en el seno de un circuito hidráulico. Esta ley nos dice que: EL CAUDAL DE UN FLUIDO INCOMPRESIBLE SE MANTIENE CONSTANTE EN LOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS QUE TENGAN SUS COMPONENTES CONECTADOS EN SERIE36
  • COLEGIO DIVINA PROVIDENCIA TEMA : HIDRAULICA Y NEUMATICA 3. LA HIDRÁULICA Ley de Continuidad S1 S2 V2 V1 Q1 = Q2 = constante S1 S1 .V 1 = S2 .V 2 V2 = . V1 S237