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  • 1. Tema 3Neumática
  • 2. 1.- INTRODUCCIÓNLa Neumática es la técnica que se dedica al estudio yaplicaciones prácticas del aire comprimido realizadasmediante circuitos e instalaciones neumáticasLas principales ventajas que tiene son:•Es una energía abundante, ya que disponemos de cantidadesilimitadas de aire.•Es de fácil transporte, mantenimiento, almacenamiento,manejo y utilización.Y sus desventajas son:•Tratamiento del aire comprimidoantes de su utilización.•Coste de las instalaciones.
  • 3. La neumática se basa en utilizar el aire y comprimirlo pormedio de una acción mecánica exterior hasta alcanzar unapresión determinada, que siempre es superior a laatmosférica. Definimos presión al cociente de la fuerza aplicada y lasuperficie 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 seencargan de medir la diferencia de presión entre aquella a laque, 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 manómetrosOtras leyes de los gases son:Ley de Boyle-Mariotte: a una temperatura constante y a unamisma masa de gas, el producto de la presión y volumen es iguala 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 COMPRIMIDOLlamamos airecomprimido al airetomado de la atmósfera,y encerrado a presión enun espacio sometido auna presión mayor que lapresión atmosférica. Sidespués de comprimirlo,dejamos que se expanda,el aire realizará untrabajo.
  • 6. A la cantidad de aire comprimido que circula a través de unasección 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.vEl 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 undepósito, que dispone de una salida regulable de aire, la cual vaconectada con el circuito de la instalación. Dicho depósito, llevaincorporado otra salida con el fin de eliminar el agua, que segenera por condensación.
  • 7. Generalmente, todos los compresores disponen de unaserie de dispositivos de seguridad y control, como son:Regulador de presión: se encarga de controlar la presiónde trabajo del circuito neumático.Presostatos: se encargan de mantener la presión en elinterior del depósito, conectando y desconectando lacámara de compresión, según proceda.Válvula de seguridad: se abre cuando la presión deldepósito supera un determinado valor.
  • 8. Existen dos tipos básicos de compresores:Volumétricos: en ellos el aire es reducido a in volumeninferior al que tenían. Los más habituales son los depistón y los rotativos.Turbocompresores: el aire aumenta su velocidad decirculación, a través de varias cámaras impulsadas porpaletas giratorias. Hay dos tipos: los radiares y losaxiales
  • 9. 3.-DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDOEl aire comprimido generado por el compresor no esconsumido directamente, sino que necesita unalmacenamiento, distribución y tratamiento antes de suutilización.El aire se pasa, primeramente, por un separador queretiene la mayor parte del agua que contiene el aire ensuspensión. Posteriormente, se acumula en un depósito y deahí, Pasa a la red de distribución.
  • 10. 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 unapendiente del 2% al 3%, paraconseguir la acumulación delagua condensada y, lograr así,su evacuación por un orificiode purga. La red dedistribución debe de sercerrada, siempre, con el fin,de que la presión de servicio,sea ,lo más estable posible.
  • 11. 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 elaire comprimido de todas las impurezas yel vapor de agua que lleva en suspensión.Regulador de presión: su misión esestablecer y mantener la presión detrabajo lo más estable posible.Lubricador: los elementos neumáticos, altener piezas móviles, debe recibir unapequeña dosis de aceite, para sulubricación constante.
  • 12. 5.- COMPONENTES DE UN CIRCUITO NEUMÁTICOUn 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 estanquidadb) Flexibles: de nailon, PVC se emplean en las conexiones de cuadros de mando y de elementos con movimientoUn racor es un elemento de unión entre componentes de una instalación neumática que asegura la unión sin escapes de aire ( estanquidad) pueden ser:a) Anillob) Rápidosc) Instantáneos
  • 13. 3.-Actuadores, es decir, los que transforman la presióndel aire en trabajo. Tipos: a) cilindros. b) motores.4.-Elementos de control: válvulas.
  • 14. 6.- CILINDROSSon tubos provistos de dos tapas que contienen en suinterior un émbolo, unido a un vástago, que puededesplazarse en ambos sentidos por el interior del cilindro.Produce movimientos rectilíneos.La carrera es el espacio que avanza el vástago cuando elémbolo se desplaza de un extremo a otro del interior delcilindroLa fase o ciclo es el recorrido del émbolo desde la posiciónde partida hasta que regresa a la misma. Por tanto una faseo ciclo equivale a dos carreras (avance y retroceso)
  • 15. Tipos de cilindros:Cilindros de simple efecto: están provistos de unmuelle, de manera que el vástago vuelve a su posición dereposo cuando deja de llegar presión. Tiene un soloorificio de entrada. Símbolo: Pueden ser de émbolo o de membrana
  • 16. Cilindros de doble efecto: tienen dos orificios, uno deentrada y otro de salida. No tienen muelle de retorno, por loque su movimiento, en ambos sentidos, es accionado por elaire comprimido. Entraaire Sale aire Entra aire Sale aire
  • 17. 7.- VálvulasSon dispositivos de mando que dirigen el aire comprimidohacia los elementos de trabajo. Controlando sufuncionamientoHay 3 tipos de válvulas1.- Distribuidoras o de víasDirige el aire comprimido hacia los elementos de trabajoSe representan mediante símbolos que muestran la funciónque realizan. Los símbolos empleados se caracterizan por:Cada posición de funcionamiento se representa por uncuadrado. Dentro de los cuadrados se dibujan líneas conflechas que indican la dirección de circulación del aireLas conexiones ( entrada y salida ) se representanmediante líneas unidas al cuadrado de la posición de reposoo inicialEl símbolo T representa un conducto tapado
  • 18. El accionamiento de válvulas distribuidoras se efectúanmediante dispositivos manuales , neumáticos , mecánicos oeléctricos ( simbología libro pg 86).
  • 19. Las más frecuentes sonVálvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones espermitir la circulación de aire hasta un cilindro desimple efecto, así como su evacuación cuando dejade estar activado
  • 20. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retornopor un muelle. En estado de reposo, permite que elaire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no puedaentrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puedepasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.
  • 21. Válvula 5/2: Una de sus principales aplicaciones escontrolar los cilindros de doble efecto. Se trata de unaválvula activa por un pulsador y retorno por muelle. Enestado de reposo, permite la circulación de aire entre losterminales 4 y 5, y entre 1 y 2, el terminal 3 estábloqueado. Cuando la activamos, permite la circulación deaire entre los terminales 1 y 4, y entre 2 y 3, ahora elterminal 5 se encuentra bloqueado
  • 22. 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 Posiciones1 En este caso 2 POSICIONES 3º· Accionamiento2 3 En este caso por BOTÓN 4º· Retroceso En este caso por MUELLE Válvula 3/2 N/C Botón/Muelle 5º· Nombre: Válvula 3/2 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.
  • 23. Ejemplos2 3/2 N/C Palanca/Muelle1 321 3 3/2 N/C Pilotaje neumático/Muelle4 2 5/3 N/C Palanca con enclavamiento5 3 1 2 2/2 Botón 1 4 2 4/2 Relé/muelle 1 3
  • 24. 2.-Válvulas de bloqueoCortan el paso del aire comprimido en un sentido y permite que circula en el sentido contrario. Las más frecuentes son:a) Válvulas antirretornoFuncionan 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
  • 25. b) Válvulas selectoras (OR)Tienen dos entradas y una salida . Al recibir aire por unaentrada, el elemento móvil de su interior se desplaza ,cierra la otra y el aire pasa a la salida. Si recibe aire porlas dos entrada al mismo tiempo , la salida se bloquea
  • 26. c) Válvula de simultaneidad o ANDsólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire conpresión por las dos entradas a la vez. Se utiliza parahacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo seactivará cuando existe presión en las dos entradas
  • 27. 3.- Válvulas de flujo o reguladoras de caudalControlan la cantidad de aire comprimido que circulaTambién se conocen como válvulas de estrangulación y nospermiten regular la velocidad de los cilindros
  • 28. Ejemplo de un circuito neumático:
  • 29. Ejemplo :Explica cómo funciona este circuito 100% 2 1 3Para explicarlo daremos siempre tres pasos:1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITOEmpezaremos por los receptores, en este caso: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO,RETORNADO POR MUELLEDespués las válvulas “distribuidoras”, en el ejemplo: 3/2 BOTÓN/MUELLEPor último el resto de elementos, en nuestro ejemplo: REGULADOR DE CAUDAL2º EXPLICAR LO QUE SUCEDE, EN EL INSTANTE INICIAL (t=0)El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado sobreningún elemento del circuito.En nuestro ejemplo, en el instante inicial, el aire que viene del compresor intentapasar por la válvula 3/2, y no pasa, por tanto NO entra aire en el cilindro y estepermanece recogido.
  • 30. 3º EXPLICAR LO QUE SUCEDE AL MODIFICAR LAS VÁLVULAS SOBRELAS QUE PODEMOS ACTUAREn nuestro ejemplo, sólo hay un pulsador, por tanto, cuando no está pulsadoocurre lo descrito en el paso 2.Cuando pulsamos el botón, el aire que entra en la válvula puede pasar, alpasar entra en el cilindro y este sale.La velocidad de salida del cilindro dependerá de lo abierto que esté elregulador. 100% 2 1 3
  • 31. 8.-APLICACIONES DE LA NEUMÁTICAEntre las aplicaciones más importantes, tenemos:Apertura y cierre de puertas: se emplean en los autobusesy trenes. La apertura se consigue proporcionando airecomprimido a un cilindro que, a su vez, desplaza ciertomecanismo, consiguiéndose la apertura. Para cerrar lapuerta, se deja escapar el aire y la puerta vuelve a suposición inicial.Herramientas: muy utilizado en taladros, perforadoras,martillos, remachadoras, etc.Construcción de automóviles: en la fijación de los panelesde las carrocerías.En agricultura y en instalaciones ganaderas: muy utilizadoen la distribución de pienso, en el pesado de ganado,ventilación de invernaderos, etc.
  • 32. En las minas de carbón: fundamental para asegurar laventilación necesaria en los túneles y galerías.Empujar y levantar cargas pesadas en cadenas de montaje.En el dentista: con dos funciones, alimentar el motor deltorno, y, para aspirar los residuos generados en laintervención.Prensa neumática.Accionamientos articulados: se utilizan palancas y brazosarticulados, para transformar la dirección del movimiento ymultiplicar así el esfuerzo realizado, basándose en la ley dela palanca.