INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE TANTOYUCA Materia: Interfaces
Catedrático: Lic. Juan Antonio Enriques Hernández.
Actuadores Hidráulicos y Neumáticos Alumno: Castillo Pérez Ángel De Jesús. De la Cruz Vitano Abigail.
Trabajo: Investigación
Grupo: S 6/A Carrera: Ing. Sistemas Computacionales
Tantoyuca, Ver; Marzo de 2011
Introducción
Justificación
ACTUADORES HIDRAULICOS Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas. Los actuadores hidráulicos son alimentados con fluido a presión y se obtiene un movimiento con una determinada velocidad, fuerza, o bien velocidad angular y movimiento a partir de la pérdida de presión de un de energía eléctrica y gaseosa determinado caudal del fluído en cuestión. Los actuadores hidráulicos son usados para manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia. Los actuadores hidráulicos permiten realizar a distancia la maniobra automática de las válvulas y llaves. Atendiendo a su forma de operación, los actuadores hidráulicos se clasifican en:
Actuadores lineales llamados Cilindros
Actuadores rotativos en general denominados motores hidráulicos. De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones. El control de dirección se lleva a cabo mediante un solenoide que se muestra a continuación
En el interior poseen un resorte que cambia su constante elástica con el paso de la corriente. Es decir, si circula corriente por el pistón eléctrico este puede ser extendido fácilmente.
Cilindro de presión dinámica Lleva la carga en la base del cilindro. Los costos de fabricación por lo general son bajos ya que no hay partes que resbalen dentro del cilindro.
Cilindro de Efecto simple. La barra esta solo en uno de los extremos del pistón, el cual se contrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del cilindro.
Cilindro de Efecto doble. La carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presión entre los extremos del pistón
Cilindro telescópico. La barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamente conforme se va aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrera relativamente en comparación con la longitud del cilindro
Motor hidráulico En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupo: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión, y el segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia. A continuación se muestra la clasificación de este tipo de motores.
Motor de Engranaje. El aceite a presión fluye desde la entrada que actúa sobre la cara dentada de cada engranaje generando torque en la dirección de la flecha. La estructura del motor es simple, por lo que es muy recomendable su uso en operaciones a alta velocidad.
Motor con pistón eje inclinado EL aceite a presión que fluye desde la entrada empuja el pistón contra la brida y la fuerza resultante en la dirección radial hace que el eje y el bloque del cilindro giren en la dirección de la flecha. Este tipo de motor es muy conveniente para usos a alta presión y a alta velocidad. Es posible modificar su capacidad al cambiar el ángulo de inclinación del eje.
Motor oscilante con pistón axial Tiene como función, el absorber un determinado volumen de fluido a presión y devolverlo al circuito en el momento que éste lo precise.
ACTUADORES NEUMATICOS El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de émbolo (éstos también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por medio de actuadores del tipo piñón-cremallera). También encontramos actuadores neumáticos de rotación continua (motores neumáticos), movimientos combinados e incluso alguna transformación mecánica de movimiento que lo hace parecer de un tipo especial. 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. Más adelante se describen una gama variada de cilindros con sus correspondientes símbolos.
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”. FIRUGA: Cilindro de simple efecto tipo “dentro” :
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. La variedad constructiva de los cilindros de simple efecto es muy importante, pero todos ellos presentan la misma mecánica de trabajo. Se muestran a continuación algunos ejemplos de los mismos:
Figura 3.4. Simple efecto “tradicional”,
normalmente dentro.
Figura 3.5. Simple efecto con guiado y camisa
plana, normalmente fuera
La simbología neumática no suele representar las características mecánicas de un componente sino tan sólo su principio de funcionamiento y por tanto su aplicación .
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 que 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). El perfil de las juntas dinámicas también variará debido a que se requiere la estanqueidad entre ambas cámaras, algo innecesario en la disposición de simple efecto.
FIGURA: Cilindro de doble efecto
Cilindro de doble efecto: el vástago mantiene la mínima posición debido a que ésta se encuentra en ella debido a la presión introducida en la cámara. La carga se encuentra en posición correcta. La disposición escogida es satisfactoria.
Cilindro de simple efecto: al no asegurar la posición mediante aire, el propio peso de la carga vencerá la fuerza del muelle de recuperación, por lo que el vástago será arrastrado a la máxima posición. La carga no se encuentra en posición correcta y se hace evidente la mala disposición escogida.
CILINDROS DE DOBLE VÁSTAGO Este tipo de cilindros tiene un vástago corrido hacia ambos lados. La guía del vástago es mejor, porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre éstos permanece constante. Por eso, este cilindro puede absorber también cargas laterales pequeñas. Los emisores de señales, pueden disponerse en el lado libre del vástago.
FIGURA: Cilindro compensado o de doble vástago La fuerza es igual en los dos sentidos (las superficies del émbolo son iguales), al igual que sucede con la velocidad de desplazamiento. Este tipo de cilindros recibe también la denominación de cilindro compensado y es importante recordar el equilibrio entre fuerzas y velocidad de lo que puede considerarse como “teóricos” avances y retornos de vástago.
SISTEMAS ANTIGIRO Uno de los principales problemas que plantean los cilindros de émbolo convencionales es el movimiento de giro que puede sufrir el vástago sobre sí mismo, ya que tanto el émbolo como el vástago, habitualmente son de sección circular al igual que la camisa, y por ello ningún elemento evita la rotación del conjunto pistón. En determinadas aplicaciones, esto puede tener efectos negativos y se hace necesaria la incorporación de actuadores o elemento exterior que realicen un efecto antigiro.
SISTEMAS DE DOBLE VÁSTAGO Como ya se ha indicado, algunos actuadores incorporan ya unas guías que le proporcionan función antigiro. En estos actuadores se dispone de un solo émbolo y vástago efectivos; los restantes vástagos tienen función exclusiva de antigiro, no siendo solidarios a ningún émbolo, y desplazándose exclusivamente por arrastre (no tienen contacto con la presión de alimentación). Estos actuadores no deben confundirse con los denominados de vástago paralelo. En éstos también se dispone de 2 vástagos pero la diferencia se encuentra en que cada uno de ellos dispone de su propio émbolo.
FOGURA: Vástagos paralelos (función antigiro) y Cilindro tándem.
CILINDROS TÁNDEM Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forma 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.
Conclusión:
Bibliografía:
http://es.scribd.com/doc/2684435/ACTUADORES-NEUMATICOS http://www.ferroneumatica.com.co/2009/03/21/actuadores-hidraulicos/ http://html.rincondelvago.com/actuadores.html
