Carrera: Ing. Ingeniería electromecá electromecánica. nica.
Asignatura: Circuitos Hidráulicos Y Neumáticos. Profesor: Ing. Florentino Chimal Y A La milla. Unidad 1 Síntesis de unidad I.
Elaboro: Anzures Hondall Milthon Ariel.
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Cancún, quintana roo, 26 de febrero de 2012.
Contenido.
1 INTRODUCCION FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGIA 1.1 CONCEPTOS BASICOS DE LA NEUMATICA 1.1.1 FUNDAMENTOS FISICOS 1.1.2 PROPIEDADES DEL AIRE 1.1.3 TIPOS DE MANDO 1.2 CONCEPTOS BASICOS DE LA HIDRAULICA 1.2.1 FUNDAMENTOS FISICOS DE LA HIDRAULICA 1.2.2 CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS DE LOS ACEITES HIDRAULICOS 1.2.3 REPRESENTACION DE SISTEMAS DE MANDO 1.3 SIMBOLOS Y NORMAS DE LA NEUMATICA Y LA HIDRAULICA 1.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRAULICOS Y NEUMATICOS
Contenido.
1 INTRODUCCION FUNDAMENTOS Y SIMBOLOGIA 1.1 CONCEPTOS BASICOS DE LA NEUMATICA 1.1.1 FUNDAMENTOS FISICOS 1.1.2 PROPIEDADES DEL AIRE 1.1.3 TIPOS DE MANDO 1.2 CONCEPTOS BASICOS DE LA HIDRAULICA 1.2.1 FUNDAMENTOS FISICOS DE LA HIDRAULICA 1.2.2 CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS DE LOS ACEITES HIDRAULICOS 1.2.3 REPRESENTACION DE SISTEMAS DE MANDO 1.3 SIMBOLOS Y NORMAS DE LA NEUMATICA Y LA HIDRAULICA 1.4 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS HIDRAULICOS Y NEUMATICOS
1 Introducción
La mecánica de fluidos ha sido estudiada desde la antigüedad (rueda hidráulica), sin embargo hasta hace apenas cien años el agua era el único fluido que se transportaba por medio de tuberías desde un lugar a otro. Hoy en día, a medida que aumenta el desarrollo industrial, el uso no sólo del agua sino de otros fluidos como elemento de trabajo está adquiriendo cada vez mayor importancia. Los sistemas hidráulicos se emplean, por lo general, en aquellas situaciones en que se requiera una fuerza elevada. Por el contrario, la neumática se utiliza preferentemente en la automatización de procesos. En la actualidad, los sistemas hidráulicos y neumáticos se encuentran presentes en automóviles, aeronaves, máquinas-herramientas, maquinaria de construcción…, y en casi cualquier tipo de aplicaciones industriales.
2.- Generalidades de los Sistemas Neumáticos Ne umáticos e Hidráulicos.
La Neumática y la Hidráulica son dos ciencias – y, a la vez, técnicas – que tratan de las leyes que rigen el comportamiento y el movimiento de los gases (en general, aire comprimido) y de los líquidos (en general, aceites), respectivamente, así como de los problemas que plantea su utilización. Etimológicamente estas palabras derivan de las griegas pneuma e hydro , que significan viento y agua, respectivamente. Las diferencias entre ambas vienen marcadas por la naturaleza de los fluidos que se consideran: aire (muy compresible) y aceite o similares (casi incompresibles). Aunque esto no impide que un mismo proceso se pueda resolver de forma práctica, en unos casos mediante sistema hidráulico y en otros por medio de un neumático. La Neumática se puede considerar adecuada para fuerzas no superiores a las 3 Tn., aunque su ámbito preferente de utilización se extiende hasta fuerzas menores de 1,2 Tn., con desplazamientos rápidos. También se utiliza en el accionamiento de pequeños motores, como es el caso de herramientas portátiles, o de motores de alta velocidad que pueden alcanzar las 500.000 r.p.m.
Su campo de aplicación abarca procesos de control de calidad, etiquetado, embalaje, herramientas, etc. en todo tipo de industrias. La Hidráulica es apropiada para grandes esfuerzos tanto en actuadores lineales como en motores de par elevado, y permite un control exacto de velocidad y parada. Su utilización se extiende a las industrias metalúrgicas, a las máquinas-herramientas, prensas, maquinaria de obras públicas, industria naval y aeronáutica, sistemas de transporte, etc. En todo sistema neumático o hidráulico se pueden distinguir los siguientes elementos: · Elementos generadores de energía . Tanto si se trabaja con aire como con un líquido, se ha de conseguir que el fluido transmita la energía necesaria para el sistema. En los sistemas neumáticos se utiliza un compresor compresor,, mientras que en el caso de la hidráulica se recurre a una bomba bomba.. Tanto el compresor como la bomba han de ser accionados por medio de un motor eléctrico o de combustión interna.
· Elemento de tratamiento de los fluidos . En el caso de los sistemas neumáticos, debido a la humedad existente en la atmósfera, es preciso proceder al secado del aire antes de su utilización; también será necesario filtrarlo y regular su presión, para que no se introduzcan impurezas en el sistema ni se produzcan sobrepresiones que pudieran perjudicar su funcionamiento. Los sistemas hidráulicos trabajan en circuito cerrado, y por ese motivo necesitan disponer de un depósito de aceite y también, al igual que en los sistemas neumáticos, deberán ir provistos de elementos de filtrado y regulación de presión. · Elementos de mando y control . Tanto en sistemas neumáticos como en hidráulicos, se encargan de conducir de forma adecuada la energía comunicada al fluido en el compresor o en la bomba hacia los elementos actuadores. · Elementos actuadores . Son los elementos que permiten transformar la energía del fluido en movimiento, en trabajo útil. Son los elementos de trabajo del sistema y se pueden dividir en dos grandes grupos: cilindros, en los que se producen movimientos lineales y motores, en los que tienen lugar movimientos rotativos.
1.1 Conceptos básicos de la neumática.
El estudio de los sistemas neumáticos requiere el conocimiento de los elementos neumáticos y su funcionamiento, así como la interconexión entre estos. Conceptos básicos de mecánica de fluidos. Las magnitudes que se utilizan más frecuentemente son las de presión y caudal. Presión La presión es el cociente entre la fuerza y su superficie de acción P=F/A, si la fuerza no es uniforme la relación será P=dF/dA. En todo punto de la atmósfera existe una determinada presión dependiendo de la altura y las condiciones meteorológicas y se conoce como presión atmosférica y se mide con un instrumento llamado barómetro. Esta presión es igual al peso del aire sobre la sección de área en la actúa. Por el hecho de que todos los cuerpos están sometidos a esta presión no conviene referirse a la presión absoluta, sino a la diferencia de la presión absoluta y la atmosférica, a la que se llama presión relativa o manométrica. Para la instalación de sistemas neumáticos y oleo hidráulicos, la presión relativa es de vital importancia, y se conoce con el nombre de presión de trabajo o efectiva. Según las CETOP (comité europeo de transmisiones oleo hidráulicas y neumáticas) de no advertir lo contrario, si se da una presión, debe entenderse esta como manométrica. La unidad de medida de presión más frecuente es el BAR. 1.1.1 Fundamentos físicos.
El aire atmosférico, nuestro fluido energético, contiene gran número de compuestos gaseosos, así como vapor de agua y contaminantes varios (humos, polen, polvo, contaminantes gaseosos cerca de las fuentes de emisión de estos productos, etc.).
El aire atmosférico una vez eliminados tanto el vapor de agua como las impurezas, presenta una composición relativamente constante. La composición aproximada en volumen es: N2=> 78,084%; O2=> 20,9476%; CO2 => 0,0314%; Ne => 0,00181%; He => 0,000524%; CH 4 => 0,0002%; SH4 => de 0 a 0,0001%; H2 => 0,00005% y una serie de componentes minoritarios (Kr, Xe, O3) => 0,0002%. Las relaciones matemáticas utilizadas para presiones del aire inferior a los 12 bares, son las correspondientes a las de los gases perfectos. La ley de los gases perfectos enlaza íntimamente tres magnitudes: presión (p), volumen (V), y temperatura (T), que están ligadas a su vez a la compresión y expansión del aire.
Para una masa dada, la presión, la temperatura, y el volumen que ocupa se relaciona por:
p* v p *V
R* T Ó m* R * T
Siendo: - v, el volumen específico (m 3 /kg). - m, la masa (kg). - R, la constante del aire (R = 286,9 J/kg*k). Cada una de las tres magnitudes puede cambiar. Se puede estudiar la evolución de dos de ellas manteniendo constante la tercera, ello da lugar a una serie de procesos importantes: - Proceso a temperatura constante; es el estudio de la compresibilidad a temperatura constante.
p* V p1 * V1
p2
cte
* V2
p2
p1
cte
V 1 V 2
- Proceso a presión constante; es el estudio de la dilatación a presión constante. V
cte
T
V 1
V 2
T 1
cte
T 2
Es decir, el gas se dilata más cuando más aumenta la temperatura. Podemos definir un coeficiente de dilatación de gas, como:
V2
V 1
V1 * T2
1
T 1
273
cte
- Proceso a volumen constante; es el estudio de la variación de presión a volumen constante. p
T p1
cte
T 1
p2
T 2
cte
Podemos definir un coeficiente de dilatación a volumen constante, como:
p2
p1 * T2
p1
1
T1
273
cte
1.1.2 Propiedades del aire.
Características del aire comprimido. La utilización del aire comprimido ha tenido una rápida expansión, por el amplio abanico de ventajas que posee. Así podemos destacar: El aire es: - Abundante (disponible de manera ilimitada). - Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son innecesarios). - Almacenables (permite el almacenamiento en depósitos). - Resistente a las variaciones de temperatura. - Antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio). - Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles, etc.). - Los elementos que constituyen un sistema neumático, son simples y de fácil comprensión). - La velocidad de trabajo es alta. - Tanto la velocidad como las fuerzas son regulables de una manera continua. - Aguanta bien las sobrecargas (no existen riesgos de sobrecarga, ya que cuando ésta existe, el elemento de trabajo simplemente para sin daño alguno). Las mayores desventajas que posee frente a otros tipos de fuente de energía, son: - Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y humedad). - Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los elementos de trabajo regulares y constantes. - Esfuerzos de trabajo limitados (de 20 a 30000 N). - Ruidos, debido a los escapes de aire después de su utilización. - Coste. Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el buen rendimiento y la facilidad de implantación.
1.1.3 Tipos de mando.
Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por: Amortiguadores. Órganos de mando. Elementos de trabajo. Elementos artísticos. Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido. En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo neumático (cuervo). Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales. La gran evolución de la neumática y la hidráulica han hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades. Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas. Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:
Distribuir el fluido Regular caudal Regular presión Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito. Ésta es la definición de la norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques). Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos: Válvulas de vías o distribuidoras Válvulas de bloqueo Válvulas de presión Válvulas de caudal Válvulas de cierre 1.2. Conceptos básicos de la hidráulica.
En física se puede definir como la parte que estudia las leyes naturales, que gobiernan los fenómenos mecánicos de los líquidos. Los fenómenos mecánicos más importantes son: los fenómenos de equilibrio y los fenómenos de movimiento. La hidráulica tiene dos finalidades: científicas y prácticas. La finalidad científica es la investigación de fenómenos y dispositivos relacionados con la mecánica de fluidos. La finalidad práctica es la planeación, construcción, operación y mantenimiento de obras y estructuras de ingeniería.
La hidráulica se denomina también como hidráulica elemental o clásica, basa su estudio en un liquido ideal o perfecto cuyas características son: homogéneo, incompresible, continuo, anti viscoso e isotrópico. Liquido homogéneo, es aquel que carece de partículas ajenas a él, esto es que no tiene impurezas; liquido incompresible, es aquel que soporta grandes presiones sin modificar su volumen; continuo, que al tener movimiento, su masa no varía; anti viscoso, que no ofrece resistencia a la acción de una fuerza, esto es que no presenta ninguna deformación al aplicarla; isotrópico, que posee las mismas propiedades en todas direcciones y sentidos. Clasificación: La hidráulica se puede dividir en: General o teórica. Hidrostática Hidráulica Hidrodinámica Aplicada o hidrotecnia. La hidrostática estudia las propiedades de los fluidos en reposo y la hidrodinámica tiene por objetivo el estudio de los líquidos en movimiento. Hidráulica aplicada: Sistemas de abastecimiento de agua Hidráulica urbana Sistema de alcantarillado sanitario Sistema de desagüe pluvial Drenaje de áreas Hidráulica rural o agrícola Riego o irrigación
Drenaje Hidráulica fluvial Ríos Canales Hidráulica marítima Puertos Obras marítimas en general Instalaciones hidráulicas industriales Técnicas hidrostáticas 1.2.1 Fundamentos físicos de la hidráulica.
Densidad
Masa por unidad de volumen. Unidades = kgm/lt. Peso específico
Peso por unidad de volumen kgf/lt. Gravedad Específica
Es la relación del peso específico del líquido entre el peso específico del agua a temperatura de bombeo. Sin unidades. Temperatura
Es la medida del nivel de energía interna de un fluido. Unidades °C y °F. Viscosidad
Es la medida de un fluido a fluir.
Viscosidad Absoluta
Es la medida de la viscosidad donde no influye la gravedad específica del fluido. Unidades cPs. Viscosidad cinemática
Es la medida de la viscosidad donde influye la gravedad específica del fluido. Unidades SSU, cSk. Presión
Fuerza por unidad de área. Unidades Kg./cm2, lb/pulg2, etc. Presión atmosférica
Fuerza ejercida en una unidad de área por el peso de la atmósfera. Unidades bars, lb/pulg2 Abs, etc. Presión manométrica
Fuerza por unidad de área arriba de la presión atmosférica. Unidades kg/cm2, lb/pulg2, etc. Presión de vacío
Fuerza por unidad de área debajo de la presión atmosférica. Unidades mm Hg, pulgH2O, etc. Presión de vapor
Es la presión absoluta a una temperatura dada a la cual un líquido cambia a gas. Unidades bars, psiA Presión de descarga
Es la presión promedio en la salida de la bomba durante la operación. Presión de Succión
Es la presión promedio medida cerca del puerto de entrada de la bomba durante la operación. Presión diferencial
Es la diferencia de presión absoluta a través de la bomba durante la operación.
1.2.2 Características físicas y químicas de los aceites hidráulicos.
Como todo, la hidráulica tiene sus ventajas y sus inconvenientes, su lado positivo y su lado negativo. Respecto a lo positivo podemos decir que la hidráulica al utilizar aceites es auto lubricante, el posicionamiento de sus elementos mecánicos es ajustado y preciso, a causa de la incomprensibilidad del aceite el movimiento es bastante uniforme, transmite la presión más rápido que el aire comprimido, puede producir más presión que el aire comprimido. Éstas serían las características positivas más relevantes. Entre las negativas tenemos que destacar su suciedad, es inflamable y explosiva, es sensible a la contaminación y a las temperaturas, sus elementos mecánicos son costosos, el aceite envejece o sufre desgaste, tiene problemas de cavitación o entrada de aire, puede sufrir bloqueo. 1.2.3 Representación de sistemas de mando.
Para la finalidad antes mencionada se emplean las válvulas direccionales. De las cuales la más Elemental es la válvula de dos, tres y cuatro vías. VÁLVULA DE TRES VÍAS. Esta es la primera de las válvulas que cambia la orientación de la corriente del fluido. En esta Válvula como su nombre; lo indica, hay tres bocas de conexión o "puertas", la primera por donde entra la presión desde la bomba , la segunda que se comunica con el cilindro hidráulico y la tercera que es la conexión hacia el tanque o retorno . En la fig. 7.1 se muestra un corte de una válvula de tres vías en las dos posiciones en que aquella trabaja como A y B, en una de esas posiciones la corredera o husillo permite comunicar la puerta de entrada de presión con la salida del cilindro, mientras bloquea el retorno al tanque, en la segunda posición, o sea con la corredera situada en el otro extremo la misma bloquea ahora la entrada de presión y conecta el retorno a tanque con el cilindro. En una válvula de dos posiciones, una de ellas se logra mediante un resorte que mantiene la corredera en una posición extrema, la posición se logra por una señal de mando, que puede ser, manual, mecánica, eléctrica o por piloto hidráulico o neumático, que al producirse provocan el deslizamiento del husillo al lado opuesto, venciendo la tensión del resorte al comprimirlo. Esta válvula se emplea para controlar el accionamiento de cilindros de simple efecto y émbolos buzo , cuyo retorno se efectúa por la acción de un resorte a cargas exteriores que no requiere retorno hidráulico.
VÁLVULAS DE CUATRO VÍAS DOS POSICIONES . Cuando se trata de gobernar cilindros hidráulicos de doble efecto, o motores hidráulicos que requieren control direccional de flujo en ambos sentidos de circulación , debe aplicarse una válvula de cuatro vías. En esta unidad existen cuatro bocas de conexión , la primera conectada a la entrada de presión , la segunda conectada al tanque y las dos restantes conectadas respectivamente a ambas caras del cilindro de doble efecto que deben gobernar. En la válvula de cuatro vías , dos posiciones , como su nombre lo indica, la corredera o husillo estará únicamente situada en cualquiera de ambas posiciones extremas, vale decir, a un lado o al otro . Cuando la válvula no esté actuada, la presión P se comunica con la cara 1 del cilindro mientras que la cara 2 se encuentran conectada a la descarga del tanque T. Al invertir la posición del husillo , tal como observamos en la fig. 7.2 , también se invierten las conexiones y ahora la presión P está conectada a la cara 2 del cilindro mientras que la 1 se conecta a la descarga T. En la Fig. 7.2, se ve el corte esquemático de una válvula de cuatro vías, dos posiciones, mostrándose el conexionado interno del cuerpo. Para el dibujo de los circuitos hidráulico, y permitir su fácil lectura , se ha adoptado un sistema de símbolos de acuerdo a lo indicado por el USA Standard Institute ( conocido como USASI). Los
esquemas propuestas para este instituto difieren ligeramente de los propuestos por el Joint Industrial Comitee , conocido como JIG. A continuación, aplicaremos en nuestras descripciones los símbolos USASI .
En la Fig. 7-2 . se ve claramente como se genera la simbología para representar a una válvula de cuatro vías, dos posiciones. En la parte A se muestra el corte esquemático de la válvula con su corredera en sus posiciones a toda derecha y toda izquierda respectivamente. En la parte B la figura muestra mediante la representación simbólica el conexionado que se opera en el interior del cuerpo de la válvula , al cambiar la corredera de posición dibujando dos cuadros que al anexionarse como se muestra en la parte C del mismo dibujo , nos representan a la válvula con sus dos conexionados posibles. Para completar el símbolo, otros pequeños rectángulos se dibujan en cada costado con el fin de indicar el tipo de comando empleado para gobernar la válvula . VÁLVULA DE CUATRO VÍAS TRES POSICIONES (Ver Fig. 7.3 ).
Este es el tipo más popular y más conocido de válvulas de cuatro vías .Aquí, la corredera , aparte de tener dos posiciones extremas, también puede permanecer detenida en el centro mismo del cuerpo de la válvula, mediante un sistema de centrado por resorte o retención de bolilla u otro medio de retención mecánica. Símbolo gráfico completo de una válvula de cuatro vías tres posiciones , accionada a doble solenoide y centrada por medio de resortes . En este tipo de válvula, cuando la misma NO ESTA ACTUADA, la corredera se encuentra situada en su posición central. Al actuarse sobre la válvula el mando correspondiente a un extremo y al otro, la corredera se deslizará en un sentido o en el otro .
Es necesario destacar que el sistema de conexionado de las bocas o " puertas" de la válvula de cuatro vías en. el cuerpo de la misma es SIEMPRE EL MISMO cualquiera sea el fabricante que la manufactura. las puertas vienen marcadas SIEMPRE P T A y B. El símbolo de esta válvula es esencialmente idéntico al símbolo de una válvula de cuatro vías, dos posiciones con la salvedad que se ha adicionado un tercer cuadrado entre los otros dos, y por tal razón al encontrarse en una posición central simboliza la posición central de la corredera, que es la TERCERA posición. Además, el símbolo se completa adicionando en ambos extremos los rectángulos correspondientes para señalar que tipo de actuación se emplea para gobernar la válvula , de acuerdo lo visto anteriormente en el párrafo anterior. Creemos conveniente llamar la atención al lector sobra algunos pequeños detalles con referencia a la mejor manera de atender a la simbología de la representación esquemática: de las válvulas de distribución de dos y tres posiciones, tanto en las válvulas de TRES VÍAS cuanto a las válvulas de CUATRO VÍAS . 1) Todas las conexiones de un bloque símbolo hacia el circuito externo deberá ser hecha de manera que solamente un bloque diagrama de la válvula, como se ve en la Fig. 7.4 A este conectada al circuito . Es incorrecto dibujar algunas de las líneas a un bloque y otras en el otro, como se indica en la Fig. C. 2) Se observará que un bloque de flechas, que indican los conexionados internos de la válvula son dos rectas paralelas, ese bloque indica el conexionado de la válvula NO ACTUADA o si es de
solenoide , con el mismo DESENERGIZADO. Por tal razón, el otro bloque muestra las flechas cruzadas y representa las conexiones internas de la válvula cuando la misma ha sido energizadas o está actuada. Esto es absolutamente validos tanto para las válvulas de tres y cuatro vías, que sean de DOS POSICIONES, 3) Cuando se trata de una válvula de cuatro vías , tres posiciones , o sea que tiene la corredera deslizante una posición central, que corresponde a la válvula NO ACTUADA, el bloque central muestra el conexionado interno del cuerpo de la válvula. ESTE CONEXIONADO ES FUNCIÓN DEL TIPO DE CORREDERA, y sobre este asunto volveremos más adelante. 4) En una válvula de dos posiciones las líneas de conexión deberán ir al bloque más alejado del actuador, para mostrar la condición que no ESTA ACTUADA, El usó correcto está dibujado en la Fig. A, mientras que la incorrecto se muestra en la Fig. B Y C. 5) La válvula puede dibujarse con las conexiones de línea cuando la misma se encuentra actuada , PERO SOLAMENTE EN CASO QUE HAYA UNA CONDICIÓN ESPECIAL PARA ELLO
1.3. Símbolos y normas de la neumática y la hidráulica.
1.- Norma UNE-101 149 86 (ISO 1219 1 y ISO 1219 2). A nivel internacional la norma ISO 1219 1 y ISO 1219 2, que se ha adoptado en España como la norma UNE-101 149 86, se encarga de representar los símbolos que se deben utilizar en los esquemas neumáticos e hidráulicos. En esta unidad solamente nos ceñiremos a la citada norma, aunque existen otras normas que complementan a la anterior y que también deberían conocerse. Estas son:
Norma
Descripción
UNE 101-101-85 Gama de presiones. UNE 101-149-86 Símbolos gráficos.
UNE 101-360-86 Diámetros de los cilindros y de los vástagos de pistón. UNE 101-362-86 Cilindros gama básica de presiones normales. UNE 101-363-86 Serie básica de carreras de pistón. UNE 101-365-86 Cilindros. Medidas y tipos de roscas de los vástagos de pistón.
Para conocer todos los símbolos con detalle, así como la representación de nuevos símbolos deben consultarse las normas al completo.
2.- Designación de conexiones, normas básicas de representación. Las válvulas de regulación y control, se nombran y representan con arreglo a su constitución, de manera que se indica en primer lugar el número de vías (orificios de entrada o salida) y a continuación el número de posiciones.
Una posición.
Dos posiciones.
Tres posiciones.
Por ejemplo:
Válvula
2/2 Válvula de dos vías y dos posiciones.
Válvula
3/2 Válvula de tres vías y dos
posiciones.
Válvula
5/3 Válvula de cinco vías y tres posiciones.
Válvula
4/2 Válvula de cuatro vías y dos posiciones.
Su representación sigue las siguientes reglas: 1.- Cada posición se indica por un cuadrado. 2.- Se indica en cada casilla (cuadrado), las canalizaciones, el sentido del flujo y la situación de las conexiones (vías). 3.- Las vías de las válvulas se dibujan en la posición de reposo. 4.- El desplazamiento a la posición de trabajo se realiza transversalmente, hasta que las canalizaciones coinciden con las vías en la nueva posición. 5.- También se indica el tipo de mando que modifica la posición de la válvula (señal de pilotaje). Puede ser manual, por muelle, por presión ...
Por ejemplo:
El
aire
circula
de
1
a
2
El aire circula de 3 a 4 El trazo transversal indica que no se permite el paso de aire.
El punto relleno, indica que las canalizaciones están unidas. El triángulo indica la situación de un escape de aire sobre la válvula.
El escape de aire se encuentra con un orificio roscado, que permite acoplar un silenciador si se desea.
Válvulas completas:
Válvula 2/2 con activación manual por mando con bloqueo y retorno mecánico por muelle.
Válvula 3/2 con activación por presión y retorno mecánico por muelle.
La norma establece la identificación de los orificios (vías) de las válvulas, debe seguir la siguiente norma: Puede tener una identificación numérica o alfabética. Designación de conexiones
Letras
Números
Conexiones de trabajo
A, B, C ...
2, 4, 6 ...
Conexión de presión, alimentación de energía
P
1
Escapes, retornos
R, S, T ...
3, 5, 7 ...
Descarga
L
Conexiones de mando
X, Y, Z ...
10,12,14 ...
Por ejemplo: La representación completa de las válvulas puede ser:
Válvula 3/2 pilotada por presión.
Válvula 5/2 pilotada por presión.
3.- Conexiones e instrumentos de medición y mantenimiento. Para empezar con los símbolos se muestran a continuación como se representan las canalizaciones y los elementos de medición y mantenimiento. Conexiones Símbolo
Descripción
Unión de tuberías.
Cruce de tuberías.
Manguera.
Acople rotante.
Línea eléctrica.
Silenciador.
Fuente de presión, hidráulica, neumática.
Conexión de presión cerrada.
Línea de presión con conexión.
Acople rápido sin retención, acoplado.
Acople rápido con retención, acoplado.
Desacoplado línea abierta.
Desacoplado línea cerrada.
Escape sin rosca. Escape con rosca.
Retorno a tanque.
Unidad operacional.
Unión mecánica, varilla, leva, etc.
Motor eléctrico.
Motor de combustión interna.
Medición y mantenimiento Símbolo
Descripción
Unidad de mantenimiento, símbolo general.
Filtro.
Drenador de condensado, vaciado manual.
Drenador de condensado, vaciado automático.
Filtro con drenador de condensado, vaciado
automático.
Filtro con drenador de condensado, vaciado
manual.
Filtro
con
indicador
impurezas.
Lubricador.
Secador.
Separador de neblina.
Limitador de temperatura.
Refrigerador.
Filtro micrónico.
Manómetro.
de
acumulación
de
Manómetro diferencial.
Unidad
de
mantenimiento,
filtro,
regulador,
lubricador. Gráfico simplificado.
Válvula de control de presión, regulador de presión
de alivio, regulable.
Combinación de filtro y regulador.
Combinación de filtro, regulador y lubricador.
Combinación de filtro, separador de neblina y regulador.
Termómetro.
Caudalímetro.
Medidor volumétrico.
Indicador óptico. Indicador neumático.
Sensor.
Sensor de temperatura.
Sensor de nivel de fluidos.
Sensor de caudal.
4.- Bombas y compresores.
Bombas, compresores y motores Símbolo
Descripción
Bomba hidráulica de flujo unidireccional.
Bomba hidráulica de caudal variable.
Bomba hidráulica de caudal bidireccional.
Bomba hidráulica de caudal bidireccional variable.
Mecanismo hidráulico con bomba y motor.
Compresor para aire comprimido.
Depósito. Símbolo general.
Depósito hidráulico.
Depósito neumático.
5.- Mecanismos (actuadores). Mecanismos (actuadores) Símbolo
Descripción
Cilindro
de
simple
efecto,
retorno por
efecto,
retorno por
esfuerzos externos.
Cilindro
de
simple
esfuerzos externos.
Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.
Cilindro de simple efecto, retorno por muelle.
Cilindro de simple efecto, carrera por resorte
(muelle), retorno por presión de aire.
Cilindro de simple efecto, carrera por resorte
(muelle), retorno por presión de aire. Cilindro de simple efecto, vástago simple
antigiro, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire. Cilindro de simple efecto, vástago simple
antigiro, carrera por resorte (muelle), retorno por presión de aire.
Cilindro de doble efecto, vástago simple.
Cilindro de doble efecto, vástago simple.
Cilindro de doble efecto, vástago simple
antigiro.
Cilindro de doble efecto, vástago simple
antigiro.
Cilindro de doble efecto, vástago simple
montaje muñón trasero.
Cilindro de doble efecto, doble vástago.
Cilindro de doble efecto, doble vástago.
Cilindro de doble efecto, doble vástago
antigiro.
Cilindro de doble efecto, vástago telescópico.
Cilindro diferencial de doble efecto.
Cilindro de posición múltiple.
Cilindro de doble efecto sin vástago.
Cilindro de doble efecto sin vástago, de
arrastre magnético.
Cilindro de doble efecto, con amortiguación
final en un lado.
Cilindro de doble efecto, con amortiguación
ajustable en ambos extremos.
Cilindro de doble efecto, con amortiguación
ajustable en ambos extremos.
Cilindro de doble efecto, con doble vástago,
con amortiguación extremos.
ajustable
en
ambos
Cilindro de doble efecto hidroneumático.
Hidráulico.
Cilindro con lectura de carrera. Vástago
simple.
Cilindro con lectura de carrera, con freno.
Vástago simple.
Cilindro de doble efecto, con bloqueo,
vástago simple.
Cilindro de doble efecto, con regulador de
caudal integrado, vástago simple.
Cilindro de doble efecto, con regulador de
caudal integrado, doble vástago.
Pinza de apertura angular de simple efecto.
Pinza de apertura paralela de simple efecto.
Pinza de apertura angular de doble efecto.
Pinza de apertura paralela de doble efecto.
Multiplicador de presión mismo medio.
Multiplicador de presión para distintos medios.
Motor neumático 1 sentido de giro.
Motor neumático 2 sentidos de giro.
Cilindro basculante 2 sentidos de giro.
Motor hidráulico 1 sentido de giro.
Motor hidráulico 2 sentidos de giro.
Cilindro hidráulico basculante 1 sentido de giro, retorno por muelle.
Bomba/motor hidráulico regulable.
6.- Válvulas direccionales. Válvulas direccionales Símbolo
Descripción
Válvula 2/2 en posición normalmente cerrada.
Válvula 2/2 en posición normalmente abierta.
Válvula 2/2 de asiento en posición normalmente cerrada.
Válvula 3/2 en posición normalmente cerrada.
Válvula 3/2 en posición normalmente abierta.
Válvula 4/2.
Válvula 4/2.
Válvula 4/2 en posición normalmente cerrada.
Válvula 3/3 en posición neutra normalmente cerrada.
Válvula 4/3 en posición neutra normalmente cerrada.
Válvula 4/3 en posición neutra escape.
Válvula 4/3 en posición central con circulación.
Válvula 5/2.
Válvula 5/3 en posición normalmente cerrada.
Válvula 5/3 en posición normalmente abierta.
Válvula 5/3 en posición de escape.
7.- Accionamientos. En una misma válvula pueden aparecer varios de estos símbolos, también se les conoce con el nombre de elementos de pilotaje. Los esquemas básicos de los símbolos son: Accionamientos Símbolo
Descripción
Mando manual en general, pulsador.
Botón pulsador, seta, control manual.
Mando por palanca, control manual.
Mando por pedal, control manual.
Mando por llave, control manual.
Mando con bloqueo, control manual.
Muelle, control mecánico.
Palpador, control mecánico en general.
Rodillo palpador, control mecánico.
Rodillo escamoteable, accionamiento en un sentido,
control mecánico.
Mando electromagnético con una bobina.
Mando electromagnético con dos bobinas actuando de forma opuesta.
Control combinado por electroválvula y válvula de pilotaje.
Mando por presión. Con válvula de pilotaje neumático.
Presurizado neumático.
Pilotaje hidráulico. Con válvula de pilotaje.
Pilotaje hidráulico. Con válvula de pilotaje.
Presurizado hidráulico.
8.- Válvulas de bloqueo, flujo y presión. Válvulas de control Símbolo
Descripción Válvula de cierre.
Válvula de bloqueo
(antirretorno).
Válvula de retención pilotada. Pe > Pa ->
Cierre.
Válvula de retención pilotada. Pa > Pe ->
Cierre.
Válvula
(OR).
O
Selector.
Válvula de escape rápido.
Válvula
antirretorno.
Válvula de escape rápido, doble efecto
con silenciador.
Válvula Y (AND).
Orificio calibrado. El
primer símbolo es fijo, el segundo regulable. El primer símbolo es fijo, el segundo regulable. Estrangulación.
Válvula estranguladora unidireccional
a
diafragma.
Válvula estranguladora unidireccional.
Válvula antirretorno de regulación regulable en un sentido. Válvula estranguladora
antirretorno con regulador de caudal doble con conexión instantánea. doble,
Válvula estranguladora
de
caudal de dos vías.
Distribución
de
caudal.
Eyector
de
vacío.
Válvula de soplado de vacío.
Eyector
de
vacío.
Válvula de soplado de vacío con silenciador incorporado.
Válvula
limitadora
de presión.
Válvula
limitadora
de presión pilotada.
Válvula
de
secuencia
por
presión.
Válvula
reguladora
de presión de dos
(reductora de presión). vías.
Válvula
reguladora
de presión de tres
(reductora de presión). vías.
Multiplicador presión
de
neumático.
Accionamiento manual.
Presostato neumático.
Presostato neumático.
9.- Otros elementos. Existen otros símbolos que no se encuentran representados en la norma pero que también se
utilizan con frecuencia. A continuación pueden verse algunos de ellos. Símbolo
Descripción
Sensor por restricción de fuga.
Sensor de proximidad por reflexión.
Barrera neumática, sin alimentación en tobera receptora. Barrera neumática, con alimentación en tobera receptora.
Amplificador neumático 2 etapas.
Contador neumático de impulsos, retorno neumático o manual.
Contador diferencial.
10.- Actividades. 1.- Dibuja los símbolos en los huecos correspondientes.
Compresor de aire
Motor neumático de un sentido de giro
Cilindro de simple efecto con Válvula 3/2 normalmente cerrada, activa por retorno por muelle pulsador y retorno por muelle
Válvula "O"
Unidad de mantenimiento
2.- Indica el nombre de cada uno de estos símbolos.
1.4. Ventajas y desventajas de los sistemas hidráulicos y neumáticos.
Tanto la lógica neumática como la realización de acciones con neumática tiene ventajas y desventajas sobre otros métodos (hidráulica, eléctrica, electrónica). Algunos criterios a seguir para tomar una elección son:
El medio ambiente. Si el medio es inflamable no se recomienda el empleo de equipos eléctricos y tanto la neumática como la hidráulica son una buena opción. La precisión requerida. La lógica neumática es de todo o nada, por lo que el control es limitado. Si la aplicación requiere gran precisión son mejores otras alternativas electrónicas.
Por otro lado, hay que considerar algunos aspectos particulares de la neumática:
Requiere una fuente de aire comprimido, por lo que se ha de emplear un compresor. Es una aplicación que no contamina por si misma al medio ambiente (caso hidráulica).
