1. PNEUMÁTICA
A pneumática admite infinidade de aplicacións no campo da máquina
ferramenta, especialmente nos traballos de fixación de pezas, bloqueo
de órganos, alimentación de máquinas e movemento lineal de órganos
que non requiren velocidades de actuación rigorosamente constantes.
2. Propiedades dos fluídos
Presión
Defínese como o cociente entre o valor dunha forza que actúa perpendicular a
unha superficie e a área de dita superficie.
F
P
P: Presión (Pa) S
F: forza perpendicular a unha superficie (N)
S : Área da superficie na que actúa a forza (m2)
En pneumática industrial trabállase
con presións relativas
3. Propiedades dos fluídos
Caudal
Defínese como o volume de fluído que atravesa unha determinada sección
transversal dunha condución por unidade de tempo.
V S·l
Q S· v
t t
Q: Caudal (m3/s)
V: Volume (m3)
l: Lonxitude (m)
t: Tempo (s)
v: Velocidade (m/s)
En pneumática como unidades do Q empréganse ademais da unidade do S.I.,
que é moi grande, as unidades de l/min e m3 /h.
4. Propiedades dos fluídos
Humidade
Chámase humidade atmosférica ao contido de vapor de auga do aire. Este
contido de auga é variable, podendo oscilar dende valores case nulos en
rexións áridas e moi frías ata valores de 50 g/ m3 en rexión moi cálidas e
húmidas.
O contido en vapor pódese expresar de varias formas:
Humidade absoluta: masa de vapor de auga que hai en cada unidade de
volume (g/ m3)
Humidade relativa: Defínese como o cociente entre a masa de vapor de auga
que existe nun volume de aire e a que habería se ese volume de aire estivese
saturado a igual temperatura.
Grado de humidade ou humidade específica: é o cociente entre as masas
de vapor e de aire seco contidas nun mesmo volume.
5. LEIS FÍSICAS DOS GASES
Lei de Boyle-Mariotte: Nunha transformación isoterma, os volumes ocupados
por unha masa gasosa son inversamente proporcionais á presión absoluta.
P1 ·V1 P2 ·V2 ...
Lei de Gay-Lussac: A presión constante, o volume ocupado por unha masa é
directamente proporcional á temperatura absoluta.
V1 V2
...
T1 T2
Lei de Charles: A volume constante, a presión absoluta dunha masa de gas é
directamente proporcional á temperatura absoluta.
P1 P2
...
T1 T2
Ecuación de estado dos gases perfectos:
P1 ·V1 P2 ·V2
cte
T1 T2
7. PNEUMÁTICA
O aire atmosférico é un elemento abundante na natureza, limpo,
almacenable, de fácil transporte, non inflamable e compresible, o que o
converte nun fluído ideal para o seu emprego como elemento básico
nos sistemas que aproveitan a enerxía da presión acumulada por un
fluído.
8. Produción de aire comprimido
O aire comprimido obtense por medio de compresores, que son
máquinas capaces de elevar a presión dunha masa de aire ata o valor
conveniente.
Existen dous procedementos fundamentais de compresión:
Compresión volumétrica: obtense pola admisión de aire nun recinto
hermético, onde se reduce de volume. É o sistema do compresor de
pistón.
Turbocompresión: o aire aspirado polo propio sistema aumenta a súa
velocidade de circulación a través de varias cámaras, impulsado por
paletas xiratorias. A enerxía cinética destas transfórmase en enerxía
elástica de compresión.
10. Compresores volumétricos
Tanto o compresor de émbolo como o rotativo son compresores volumétricos.
Dentro deste grupo de compresores destacan os compresores de pistón que
son os máis difundidos. Poden ser de baixa, media e alta presión, neste ultimo
caso deben dispoñerse de varias etapas compresoras.
Compresor de pistón dunha etapa
11. O aire aspirado polo pistón penetra na cámara de compresión a través da
válvula de admisión e despois é inmediatamente comprimido ata a presión de
traballo, momento no que se abre a válvula de escape. Durante o traballo de
compresión xerase calor o que obriga a unha refrixeración do cilindro,
proporcional á cantidade de calor producida.
Nos compresores pequenos chegan as aletas que leva o cilindro pola parte
exterior. Nos maiores instalase ademais un ventilador e nos de alta presión é
necesaria unha refrixeración por auga.
12. O compresor rotativo, baseado tamén na compresión volumétrica,
consiste esencialmente nun rotor excéntrico provisto de paletas que
xiran no interior dun cárter cilíndrico, cun orificio de entrada e outro de
saída.
Ao xirar o rotor, as paletas, que actúan pola forza centrífuga, forman
células de volume variable que encerran aire cada vez máis comprimido
ata que o impulsan ao conduto de saída.
13. Turbocompresores
Existen dous modelos de turbocompresores, ambos aptos para tratar
grandes caudais.
Turbocompresor radial, chamado así porque a aceleración do aire
prodúcese de cámara a cámara en sentido radial.
Turbocompresor axial, o aire circula paralelamente ao eixo do mesmo.
14. Distribución do aire comprimido
O aire comprimido xerado polo compresor non é consumido directamente polo
órgano de traballo.
As instalacións industriais están provistas tamén de elementos de
almacenamento, distribución e tratamento do aire para que este acade as
condicións óptimas de emprego.
15. O aire comprimido procedente do compresor é acumulado no depósito auxiliar
e de alí enviase ao separador principal, o cal retén a maior parte da auga en
suspensión. Deste pasa á rede de distribución ata un separador secundario ao
que se conectan varias tomas de servizo coas súas correspondentes unidades
de filtrado e lubricación.
16. Elementos que compoñen a rede distribuidora do aire comprimido
Acumulador: Depósito de reserva de aire comprimido que ten a misión de
manter o consumo da rede i evitar perdas de carga bruscas na mesma, en
caso de fallo ou accidente. Elimínase parte da auga, que se condensa na parte
inferior, por medio dun orificio de purga.
Separador: As impurezas que arrastra o aire e, especialmente a humidade son
fonte de avarías e nalgúns casos danar completamente os compoñentes
pneumáticos. Por iso é imprescindible que o aire comprimido se atope libre de
impurezas
Rede de aire: está composta por diversas tubarias de diámetro axeitado que
conducen o aire comprimido coas menores perdas posibles ata os puntos de
consumo. A rede debe ter unha pendente do 2 ao 3% para conseguir a
acumulación da auga condensada nun punto e lograr a súa evacuación por un
orificio de purga.
17. Preparación do aire
Antes da conexión a máquina sometese ao aire comprimido a unha operación
de acondicionamento ou preparación, realizada por unha unidade
acondicionadora composta por un filtro, regulador de presión e engraxador.
18. Preparación do aire
Filtro: elimina as impurezas que aínda poda levar o aire comprimido. O aire
pasa por un cartucho filtrante que retén as partículas en suspensión e deposita
a auga, que se acumula no fondo do depósito, de onde se elimina
periodicamente por medio da purga manual ou automática.
Hai que realizar a limpeza periódica do filtro ou proceder a súa substitución.
Figura A)
19. Preparación do aire
Regulador de presión: unha vez filtrado, o aire introdúcese
no regulador de presión, que ten por misión manter a
presión de traballo constante con independencia das
posibles variacións na rede. A presión de entrada, sempre
maior que a de saída, é regulada pola membrana (1),
solicitada por outro lado polo muelle pretensado (2). Cando
aquela aumenta, a membrana comprime ao muelle e a
válvula de asiento (4) pechase o que supón a regulación da
presión polo caudal. Se a presión aumenta moito, verificase
un escape de aire a través do orificio central da membrana
e o orificio (3). Pola contra, se a presión descende, o muelle
(2) abre a válvula e restablecese o servizo. A válvula de
asiento é amortiguada polo muelle (5). A presión de traballo
controlase polo manómetro (6). Figura C)
20. Preparación do aire
Engraxador: os elementos pneumáticos ao ter pezas
móbiles deben recibir unha pequena dose de aceite
para a súa lubricación constante. Para iso utilízase o
mesmo aire comprimido que actúa de vehículo
portador. O aparello lubricador actúa segundo o efecto
Venturi. Figura C)
Os aceites empregados deben ser minerais, exentos de
acidez e de pouca viscosidade. O engraxador vai
provisto dunha mirilla e un parafuso de regulación para
controlar o goteo. É importante que o nivel do aceite de
alimentación se atope dentro dos límites indicados polo
construtor do aparato.
