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Presentacin1 130114135729-phpapp01 Presentation Transcript

  • 1. Tema 3 Neumática
  • 2. 1.- INTRODUCCIÓN La Neumática es la técnica que se dedica al estudio y aplicaciones prácticas del aire comprimido realizadas mediante circuitos e instalaciones neumáticas Las principales ventajas que tiene son: •Es una energía abundante, ya que disponemos de cantidades ilimitadas de aire. •Es de fácil transporte, mantenimiento, almacenamiento, manejo y utilización. Y sus desventajas son: •Tratamiento del aire comprimido antes de su utilización. •Coste de las instalaciones.
  • 3. La neumática se basa en utilizar el aire y comprimirlo por medio de una acción mecánica exterior hasta alcanzar una presión determinada, que siempre es superior a la atmosférica. Definimos presión al cociente de la fuerza aplicada y la superficie sobre la que se aplica. (P = F/S) En neumática se utilizan a menudo las siguientes unidades: Pascal: unidad del S.I equivale a Nw/m2 Bares (1Bar = 105 Pa) Atmósferas (1,019Atm = 1Bar) mm de Hg (1mm de Hg = 0,0013Bar)
  • 4. Para medir la presión atmosférica se utilizan los barómetros. Para medir la presión del aire, los manómetros, que se encargan de medir la diferencia de presión entre aquella a la que, realmente, está sometido el aire y la presión atmosférica. A esta presión se le llama relativa o manométrica. (P.Absoluta = P.manométrica + P.atm) barómetros manómetros Otras leyes de los gases son: Ley de Boyle-Mariotte: a una temperatura constante y a una misma masa de gas, el producto de la presión y volumen es igual a una constante. (P1 * V1 = P2 * V2)
  • 5. Ley de Gay Lussac: para una misma mas de gas y la presión constante, la relación de los volúmenes es igual a la de las temperaturas absolutas. (V1 / V2 = T1 / T2) 2.- AIRE COMPRIMIDO Llamamos aire comprimido al aire tomado de la atmósfera, y encerrado a presión en un espacio sometido a una presión mayor que la presión atmosférica. Si después de comprimirlo, dejamos que se expanda, el aire realizará un trabajo.
  • 6. A la cantidad de aire comprimido que circula a través de una sección por una unidad de tiempo, se le llama caudal (Q). (Caudal = Volumen/Tiempo = (Sección * Longitud) / Tiempo = Sección * Velocidad) Q=V/t = A.l/t=A.v El aire comprimido se obtiene por medio de compresores, donde el aire es comprimido en la cámara de compresión, mediante un pistón accionado por un motor, y enviado a un depósito, que dispone de una salida regulable de aire, la cual va conectada con el circuito de la instalación. Dicho depósito, lleva incorporado otra salida con el fin de eliminar el agua, que se genera por condensación.
  • 7. Generalmente, todos los compresores disponen de una serie de dispositivos de seguridad y control, como son: Regulador de presión: se encarga de controlar la presión de trabajo del circuito neumático. Presostatos: se encargan de mantener la presión en el interior del depósito, conectando y desconectando la cámara de compresión, según proceda. Válvula de seguridad: se abre cuando la presión del depósito supera un determinado valor.
  • 8. Existen dos tipos básicos de compresores: Volumétricos: en ellos el aire es reducido a in volumen inferior al que tenían. Los más habituales son los de pistón y los rotativos. Turbocompresores: el aire aumenta su velocidad de circulación, a través de varias cámaras impulsadas por paletas giratorias. Hay dos tipos: los radiares y los axiales
  • 9. Refrigerador A la salida del compresor, el aire puede llegar a alcanzar una temperatura de hasta 150ºC. La misión del refrigerador es disminuir esta temperatura hasta 25ºC y eliminar hasta el 80% del agua que contiene. DEPÓSITO O ACUMULADOR: A la salida del refrigerador se encuentra el depósito, cuya misión es almacenar aire comprimido para suministrarlo en los momentos de mayor consumo. Un sensor de presión pone en marcha y para al compresor cuando la presión baja o sube, por debajo o por encima de un intervalo determinado.
  • 10. 3.-DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO El aire comprimido generado por el compresor no es consumido directamente, sino que necesita un almacenamiento, distribución y tratamiento antes de su utilización. El aire se pasa, primeramente, por un separador que retiene la mayor parte del agua que contiene el aire en suspensión. Posteriormente, se acumula en un depósito y de ahí, Pasa a la red de distribución.
  • 11. La red distributiva está compuesta por diversas tuberías de un diámetro adecuado, que conducen el aire con las menores pérdidas posibles. El material con el que suelen construirse los tubos son: Cobre. - Acero. Latón. - Plástico. La red debe tener una pendiente del 2% al 3%, para conseguir la acumulación del agua condensada y, lograr así, su evacuación por un orificio de purga. La red de distribución debe de ser cerrada, siempre, con el fin, de que la presión de servicio, sea ,lo más estable posible.
  • 12. 4.- UNIDAD DE ACONDICIONAMIENTO Para evitar posibles averías de los diferentes elementos de la instalación, se debe acondicionar. Para ello, se utiliza una unidad de acondicionamiento, que sirve para establecer y mantener una presión de alimentación, lo más regular posible. Dichas unidades constan de tres partes fundamentales: Filtro: su función consiste en liberar el aire comprimido de todas las impurezas y el vapor de agua que lleva en suspensión. Regulador de presión: su misión es establecer y mantener la presión de trabajo lo más estable posible. Lubricador: los elementos neumáticos, al tener piezas móviles, debe recibir una pequeña dosis de aceite, para su lubricación constante.
  • 13. 5.- COMPONENTES DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO Un circuito neumático está formado por los siguientes elementos: 1.-Generador de aire comprimido. 2.-Tuberías y conductos. Para conducir el aire se emplean tubos que pueden ser: a) Rígidos de cobre y acero. Se unen mediante soldadura para proporcionar más estanquidad b) Flexibles: de nailon, PVC se emplean en las conexiones de cuadros de mando y de elementos con movimiento Un racor es un elemento de unión entre componentes de una instalación neumática que asegura la unión sin escapes de aire ( estanquidad) pueden ser: a) Anillo b) Rápidos c) Instantáneos
  • 14. 3.-Actuadores, es decir, los que transforman la presión del aire en trabajo. Tipos: a) cilindros. b) motores. 4.-Elementos de control: válvulas.
  • 15. 6.- CILINDROS Son tubos provistos de dos tapas que contienen en su interior un émbolo, unido a un vástago, que puede desplazarse en ambos sentidos por el interior del cilindro. Produce movimientos rectilíneos. La carrera es el espacio que avanza el vástago cuando el émbolo se desplaza de un extremo a otro del interior del cilindro La fase o ciclo es el recorrido del émbolo desde la posición de partida hasta que regresa a la misma. Por tanto una fase o ciclo equivale a dos carreras (avance y retroceso)
  • 16. Tipos de cilindros: Cilindros de simple efecto: están provistos de un muelle, de manera que el vástago vuelve a su posición de reposo cuando deja de llegar presión. Tiene un solo orificio de entrada. Símbolo: Pueden ser de émbolo o de membrana
  • 17. Cilindros de doble efecto: tienen dos orificios, uno de entrada y otro de salida. No tienen muelle de retorno, por lo que su movimiento, en ambos sentidos, es accionado por el aire comprimido. Sale aire Entraaire Entra aire Sale aire
  • 18. 7.- Válvulas Son dispositivos de mando que dirigen el aire comprimido hacia los elementos de trabajo. Controlando su funcionamiento Hay 3 tipos de válvulas 1.- Distribuidoras o de vías Dirige el aire comprimido hacia los elementos de trabajo Se representan mediante símbolos que muestran la función que realizan. Los símbolos empleados se caracterizan por: Cada posición de funcionamiento se representa por un cuadrado. Dentro de los cuadrados se dibujan líneas con flechas que indican la dirección de circulación del aire Las conexiones ( entrada y salida ) se representan mediante líneas unidas al cuadrado de la posición de reposo o inicial El símbolo T representa un conducto tapado
  • 19. El accionamiento de válvulas distribuidoras se efectúan mediante dispositivos manuales , neumáticos , mecánicos o eléctricos ( simbología libro pg 86) .
  • 20. Las más frecuentes son Válvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones es permitir la circulación de aire hasta un cilindro de simple efecto, así como su evacuación cuando deja de estar activado
  • 21. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retorno por un muelle. En estado de reposo, permite que el aire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no pueda entrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puede pasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.
  • 22. Válvula 5/2: Una de sus principales aplicaciones es controlar los cilindros de doble efecto. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retorno por muelle. En estado de reposo, permite la circulación de aire entre los terminales 4 y 5, y entre 1 y 2, el terminal 3 está bloqueado. Cuando la activamos, permite la circulación de aire entre los terminales 1 y 4, y entre 2 y 3, ahora el terminal 5 se encuentra bloqueado
  • 23. Cómo se nombran las válvulas 1º· Número de Vías, es decir de orificios que presenta la válvula En este ejemplo 3 VÍAS 2º· Número de Posiciones En este caso 2 POSICIONES 1 2 3 3º· Accionamiento En este caso por BOTÓN 4º· Retroceso En este caso por MUELLE 5º· Nombre: Válvula 3/2 Botón/Muelle Válvula 3/2 N/C Botón/Muelle 6º· En ocasiones también se indica la posición normal, es decir aquella en la que se encuentra la válvula cuando no la hemos accionado. En la de arriba, cuando está sin accionar, el aire no pasa, por lo que se llama Normalmente Cerrada, N/C. En la de abajo pasa lo contrario, por tanto es Normalmente Abierta, N/A.
  • 24. Ejemplos 2 3/2 N/C Palanca/Muelle 1 3 2 1 4 2 5 3/2 N/C Pilotaje neumático/Muelle 3 3 5/3 N/C Palanca con enclavamiento 1 2 2/2 Botón 1 4 2 4/2 Relé/muelle 1 3
  • 25. 2.-Válvulas de bloqueo Cortan el paso del aire comprimido en un sentido y permite que circula en el sentido contrario. Las más frecuentes son: a) Válvulas antirretorno Funcionan desplazando el dispositivo de cierre , que vence la resistencia de un muelle. Al cesar la fuerza, el dispositivo de cierre vuelve impedir el paso del aire. Las válvulas de las ruedas de la bicicleta o de seguridad de una olla
  • 26. b) Válvulas selectoras (OR) Tienen dos entradas y una salida . Al recibir aire por una entrada, el elemento móvil de su interior se desplaza , cierra la otra y el aire pasa a la salida. Si recibe aire por las dos entrada al mismo tiempo , la salida se bloquea
  • 27. c) Válvula de simultaneidad o AND sólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con presión por las dos entradas a la vez. Se utiliza para hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo se activará cuando existe presión en las dos entradas
  • 28. 3.- Válvulas de flujo o reguladoras de caudal Controlan la cantidad de aire comprimido que circula También se conocen como válvulas de estrangulación y nos permiten regular la velocidad de los cilindros
  • 29. Ejemplo de un circuito neumático:
  • 30. Ejemplo :Explica cómo funciona este circuito 100% 2 1 3 Para explicarlo daremos siempre tres pasos: 1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITO Empezaremos por los receptores, en este caso: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO, RETORNADO POR MUELLE Después las válvulas “distribuidoras”, en el ejemplo: 3/2 BOTÓN/MUELLE Por último el resto de elementos, en nuestro ejemplo: REGULADOR DE CAUDAL 2º EXPLICAR LO QUE SUCEDE, EN EL INSTANTE INICIAL (t=0) El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado sobre ningún elemento del circuito. En nuestro ejemplo, 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.
  • 31. 3º EXPLICAR LO QUE SUCEDE AL MODIFICAR LAS VÁLVULAS SOBRE LAS QUE PODEMOS ACTUAR En nuestro ejemplo, 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
  • 32. 8.-APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA Entre las aplicaciones más importantes, tenemos: Apertura y cierre de puertas: se emplean en los autobuses y trenes. La apertura se consigue proporcionando aire comprimido a un cilindro que, a su vez, desplaza cierto mecanismo, consiguiéndose la apertura. Para cerrar la puerta, se deja escapar el aire y la puerta vuelve a su posición inicial. Herramientas: muy utilizado en taladros, perforadoras, martillos, remachadoras, etc. Construcción de automóviles: en la fijación de los paneles de las carrocerías. En agricultura y en instalaciones ganaderas: muy utilizado en la distribución de pienso, en el pesado de ganado, ventilación de invernaderos, etc.
  • 33. En las minas de carbón: fundamental para asegurar la ventilación necesaria en los túneles y galerías. Empujar y levantar cargas pesadas en cadenas de montaje. En el dentista: con dos funciones, alimentar el motor del torno, y, para aspirar los residuos generados en la intervención. Prensa neumática. Accionamientos articulados: se utilizan palancas y brazos articulados, para transformar la dirección del movimiento y multiplicar así el esfuerzo realizado, basándose en la ley de la palanca.
  • 34. 9.- ENERGÍA HIDRAÚLICA Es la que proporcionan líquidos sometidos a presión que sirven como medio para la transmisión de fuerzas Se basa en el Principio de Pascal, que dice así: Cuando se aplica presión a un fluido encerrado en un recipiente, esta presión se transmite instantáneamente y por igual en todas direcciones del fluido. Como aplicación podemos ver como dos pistones unidos mediante un fluido encerrado, si le aplicamos una fuerza (F1) a uno de ellos, se transmite la presión hasta el otro, y produce una fuerza (F2) en el segundo.
  • 35. Las ecuaciones que rigen este principio son: P = F1/S1 y P = F2/S2 Donde: P = presión, F = fuerza, S = superficie. Por lo que podemos poner F1/S1 =F2/S2 otra forma de expresarlo es: F1*S2 = F2 * S1 Ejemplo: Disponemos de dos pistones unidos por una tubería de secciones S 1= 10 mm2 y S2 = 40 mm2. Si necesitamos levantar un objeto con una fuerza F2=40 N sobre el pistón segundo. ¿Cuál será la fuerza F1, que debemos realizar sobre el pistón primero? F1/S1 =F2/S2 F1=(F2xS1)/S2 F1= (40Nx10mm2)/40mm2= 10N
  • 36. El fluido que normalmente se utiliza es aceite y los sistemas se llaman oleohidráulicos. Las ventajas de la oleohidráulica son: -Permite trabajar con elevados niveles de fuerza -El aceite empleado en el sistema es fácilmente recuperable -La velocidad de actuación es fácilmente controlable -Las instalaciones son compactas. -Protección simple contra sobrecargas. -Pueden realizarse cambios rápidos de sentido. Desventajas de la oleohidráulica •El fluido es más caro. •Se producen perdidas de carga. •Es necesario personal especializado para la •El fluido es muy sensible a la contaminación.
  • 37. 10.- PRODUCCIÓN DE ENERGÍA HIDRAÚLICA La energía hidráulica se produce mediante un grupo hidráulico que contiene los siguientes elementos( pg 69): a) motor. Es el elemento que genera movimiento a la bomba b) Válvula de seguridad o limitadora de presión: regula la presión de trabajo y descarga de aceite el tanque ciando se supera el límite c) Manómetro : mide la presión de salida d) Filtro: tiene la función de eliminar las pequeñas partículas o impurezas que se encuentran dentro del aceite e) Depósito o tanque de aceite: Recipiente que contiene el aceite que entra y sale en el circuito
  • 38. f) Bomba hidráulica: Dispositivo que impulsa el aceite, transformando la energía mecánica en hidráulica. Tres tipos principalmente: 1.- De engranajes: impulsa el aceite entre los dientes de dos ruedas dentadas acopladas 2.- De paletas. Impulsa el aceite con el mismo principio de funcionamiento de los compresores de émbolo rotativo celular
  • 39. 3.- De pistones: funciona según el principio de un émbolo que se mueve alternativamente en el interior de un cilindro, aspirando el aceite al retroceder e impulsándolo al avanzar
  • 40. 11.- CONDUCCIONES Y CONEXIONES HIDRÁULICAS: En las instalaciones hidráulicas para conducir el aceite hasta los puntos de utilización se usan diferentes tubos: a) Tubos de acero: se usan en las partes de la instalación que no van a sufrir modificaciones b) Mangueras: son tubos flexibles fabricados con caucho para soportar presiones elevadas. Se emplean en las conexiones de cuadros de mando y de elementos sujetos a movimiento
  • 41. c) Conexiones. Mediante racores que pueden ser de dos tipos: Acoplamiento de anillo: el anillo se coloca en el tubo y es presionado entre un tornillo y una tuerca, que lo deforman para conseguir una estanquidad completa Racor de conexión rápida: no se atornilla, sino que se conecta haciendo una ligera presión hacia atrás sobre un anillo móvil, mientras se conecta el tubo flexible con la base de la conexión hidráulica
  • 42. 12.- CIRCUITOS HIDRÁULICOS Es un conjunto de elementos que se utilizan para controlar la transmisión de fuerzas que tiene lugar en un líquido sometido a presión Los elementos principales son de trabajo (cilindros) y de mando (válvulas) 12.1 Cilindros a) Cilindros de simple efecto: realizan el retroceso impulsados por un muelle b) Cilindros de doble efecto: que pueden llevar émbolo amortiguador y válvulas de regulación de la salida de aceite para amortiguar los choques del émbolo en las culatas
  • 43. 12.2 Las válvulas que se emplean son de dos tipos: a) válvulas reguladoras: regulan el caudal y la presión del líquido que circula por el circuito: permiten el paso del aceite en un sentido y lo bloquean en el otro. Pueden ser antirretorno, reguladoras de caudal o limitadoras de presión
  • 44. Válvulas distribuidoras: son dispositivos de mando que dirigen el aceite hacia los elementos de trabajo. Las fugas de aceite por las juntas se recogen y se envían la tanque a través de conductos. Existen válvulas 2/2, 3/2, 4/2 o 4/3