Componentes de un circuito neumático: Compresores (Generadores) Para producir el aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. La presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que recorren el circuito. El compresor normalmente lleva el aire a un depósito para después coger el aire para el circuito del depósito. Este depósito tiene un manómetro para regular la presión del aire y un termómetro para controlar la temperatura del mismo. El filtro tiene la misión de extraer del aire comprimido circulante todas las impurezas y el agua (humedad) que tiene el aire que se puede condensar. Todos estos componentes se llaman circuito de control.
Este sería el inicio de la instalación. Nosotros los ejercicios que hagamos supondremos que llevan todo esto aunque no lo representaremos por facilidad a la hora de realizar los circuitos. Cilindros : al llegar la presión del aire a ellos hace que se mueva un vástago (barra), la cual acciona algún elemento. De simple efecto: Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa. Ejemplo de Aplicación: frenos de camiones y trenes. Ventaja: frenado instantáneo en cuanto falla la energía. Apertura de una puerta mientras le llaga el aire, cuando deja de llegar la puerta se cierra por la acción del retorno del cilindro gracias al muelle.
Cilindros de doble efecto: la fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en la ida como en el retorno.
Elementos neumáticos con movimiento giratorio :Estos elementos transforman la energía neumática en un movimiento de giro mecánico. Son motores de aire comprimido.
Válvulas: 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 una bomba hidráulica o almacenado en un depósito. Las posiciones de las válvulas distribuidoras se representan por medio de cuadrados. La cantidad de cuadrados yuxtapuestos indica la cantidad de posiciones de la válvula distribuidora.
El funcionamiento se representa esquemáticamente en el interior de las casillas (cuadros).Las líneas representan tuberías o conductos. Las flechas, el sentido de circulación del fluido (figura 1). Las posiciones de cierre dentro de las casillas se representan mediante líneas transversales (figura 2). La unión de conductos o tuberías se representa mediante un punto (figura 2). Las conexiones (entradas y salidas) se representan por medio de trazos unidos a la casilla que esquematiza la posición de reposo o inicial (figura 3).
La otra posición se obtiene desplazando lateralmente los cuadrados, hasta que las conexiones coincidan. Las posiciones pueden distinguirse por medio de letras minúsculas a, b, c ... y 0. Las salidas (al exterior) y entradas de aire se representan mediante un triangulo.
Para activar la válvula (que cambie de posición se puede hacer manualmente (como un pulsador) o de otras formas (eléctricamente, neumáticamente (una flecha) ,etc).
La selectora cuando el aire entra por X sale por A pero no puede salir por Y. Si entra por Y sale por A pero no puede salir por X.
Ejemplo de funcionamiento de una válvula 3/2 Un regulador de flujo: es un elemento que permite controlar el paso del aire en un sentido, mientras que en el otro sentido circula libremente.
Las válvulas estranguladoras con retención, conocidas como válvulas reguladoras de velocidad, son híbridas. Desde el punto de vista de la estrangulación son válvulas de flujo y como tales se las emplea en neumática. La función de retención les hace ser al mismo tiempo una válvula de bloqueo. El regulador de flujo se alimenta con aire del suministro. Dicho regulador emite un flujo de aire controlado en una conexión en T. Una tubería de esta conexión se conecta a la válvula
accionada por diafragma y la otra se deja abierta para que salga aire a la atmósfera. Cuando la tubería de toma de aire es bloqueada por la rueda de un vehículo, la presión aumenta en la tubería y la válvula accionada por diafragma se activa, y el aire comprimido entra en el pistón.
.:. ESQUEMAS .:. I. Introducción 2 Pág. II. Características de los fluidos. El aire 2 Pág. i. Definición 2 Pág. ii. Composición del aire comprimido 2 Pág. iii. Unidades de presión 2 Pág. iv. Leyes fundamentales de los gases perfectos 2 Pág. v. Caudal 3 Pág. III. Componentes básico de un circuito neumático 3 Pág. i. Producción y tratamiento del aire comprimido 3 Pág. ii. Regulación y control 4 Pág. iii. Cilindros neumáticos 5 Pág. a) Cilindros de efecto simple 6 Pág. b) Cilindros de doble efecto 6 Pág. IV. Los problemas 7 Pág. I. INTRODUCCIÓN La neumática es la técnica que se dedica al estudio y aplicación del aire comprimido en la automatización de los distintos campos de la fabricación. Estos circuitos constan básicamente de : Energía Aire El aire comprimido puede ser empleado como: Accionador; El cilindro hace de motor. De mando o control: Mediante el aire comprimido se puede controlar el cilindro. II. CARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS: EL AIRE Composición
La atmósfera de La Tierra un 21 % es oxígeno, un 78 % nitrógeno y un 1 % hidrógenos y otros gases. Definición del aire comprimido Para ser utilizada industrialmente tiene que ser comprimida a 6 bares. Para facilitar su estudio estipularemos que es un gas perfecto, es decir, que cumple: • Sus moléculas no ofrecen ninguna resistencia para desplazarse entre sí. • Cuando se enciarra en un recipiente a presión, esa presión es transmitida a toda la pared con la que está e contacto, con un mismo valor. A efectos del cálculo consideramos que 1kg/cm2 = 1 atmósfera =1 bar Unidades de presión Aunque por ley de debe utilizar el S.I. también se utilizan: Parámetro
Sistema técnico
Sistema internacional
Longitud
Metro (m)
Metro (m)
Masa
U.T.M (kp ·s2/m)
Kilogramo (kg)
Fuerza
Kilopondio (kp)
Newton (N = kp · m/s2)
Tiempo
Segundo (s)
Segundo (s)
Temperatura
Grado Celsius (ºC)
Grado kelvin (k)
Caudal
(m3/s)
(m3/s)
Presión
Atmósfera (atm)
Pascal (Pa = n/m2)
Leyes fundamentales de los gases perfectos Son aquellas leyes que relacionana las magnitudes; presión, volumen y temperatura. Ley de Boyle-Mariott
A temperatura constante la presión siempre es constante Ley de Gay Lussac A presión constante, el volumen es directamente prporcional a su temperatura absoluta. Ley de Charles A volumen constante la presión absoluta es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Caudal El caudal es la cantidad de aire comprimido que fluye a través de una sección por unidad de tiempo ( l/s; m3/min ...) III. ELEMENTOS BÁSICO DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO Se van a separar según: Producción y tratamiento del aire comprimido, regulación y control y aplicación industrial. Producción y tratamiento del aire comprimido. Antes de manejar a propósito la sustancia hay que liberarla de impurezas (aufre, óxidos, polvo...) La producción y tratamiento puede ser: • Compresores: su función es elevar la presión del aire que aspiran de la atmósfera. Son mecanismos rotativos movidos por motores eléctricos o térmicos. Hay dos tipos de compresores de pistón: el monofásico y el bifásico. ○ Monofásico: Transforma el movimiento circular en rectilíneo alterntivo mediante un mecanismo de bielamanivela. Consta de una válvul de admisión y otra de escape. Se pueden alcanzar de 3 a 10 bares. ○ Bifásico: Aquí el aire se comprime en dos fases. En la primera se comprime entre 3 y 5 bares y en la segunda puede llegar a 25. En ambos casos el símbolo es el mismo: • Refrigerador: Su función es bajar la temperatura del aire comprimido hasta 25 ºC. Se llega a condensar el 75 % del agua y el aire restante circula en sentido contrario al del
agua introducido en un tubo. Dependiendo del caudal se puede cambiar. • Acumulador: Su objetivo es almacenar aire comprimido para suministrarlo en los momentos de mayor consumo, lleva incorporado: manómetro, termómetro, válvula de seguridad válvula de cierre y grifo de purga. • Secador: Tiene como objetivo reducir el contenido de vapor de agua existente en el aire. • Filtración: La misión del filtro es detener las impurezas que arrastra el aire comprimido, estas particulas vienes de la atmósfera y de la soldadura o alamina dela tubería. • Regulación y reflaje de presión: El objetivo del regulador es mantener el aire de salida a una presión constante, sean cuales fueren las fluctuaciones de la red y las variaciones de consumo del aire de la instalación. • Lubricación: Constituye el último tratamiento del aire. Su finalidad es mezclar el aire con aceite para aumentar la vida y rendimiento y disminuir el rozamiento y la oxidación. • Redes de distribución: Son las tuberías. Se fijan junto a la pared para dar más consistencia y nunca dejarla empotrada. Pueden ser de acero o latón, y soldadas o unidas mediante racores. Regulación y control La presión y caudal vana ser controladas por distintos tipos de válvulas: de dirección, antirretorno y de regulación de presión y caudal. • Válvulas de dirección (distribuidores): todos los distribuidores se definen por dos características funcionales: ○ por el número de vías u orificios, se representa tanto la entrada como la salida y ○ número de posiciones, generalmente son dos, una en reposo y otra en trabajo (también puede haber una tercera que sería neutro)
representación simbólica de válvulas, se representa gráficamente según la norma ISO 1219. ○ Identificación de los orificios o vías de una válvula, la locaclización se realiza según uan codificación normalizada. ○ Modo normal de funcionamiento, Se dice que está “normalmente cerrada” cuando si presionar ningún mecanismo su estado es cerrado, se diría lo mismo en sentido contrario. ○ Funcionamiento de algunas válvulas de dirección; ○
Válvula 2/2 (mahuel y retorno por muelle), en posición de reposo un muelle comprime la bora contra su asiento y asi impide el paso del aire. Cuando se añade una fuerza , la bola baja, y permite su paso. Válvulas 3/2 (manuel y retorno de muelle), en la posición de reposo un muelle comprime la bola (igual caso anterior) impidiendo el paso de P a A, y abriendo la salida de A a R. Con una fuerza externa la bola se desplaza y permite la salida de P a A. Válvulas de 4/2 (mando neumático y retorno de muelle), ahora interviene dos émbolos, en reposo está en su posición más alta, dejando abierto de P a B y de A a R. Con una señal neumática los émbolos bajan y provocan la comunición de P a A y de B a R. Válvulas de 5/2 (mando neumático y retorno neumático), esta válvula se controla pro dos señales de manera alterna. La señal Y se abre P con B y A con S. Cuando la es la señal Z se abre de P con A y de B con R. Válvulas antirretorno: Solo permiten un único sentido. La fuerza de la presión debe ser mayor a la fuerza de muelle.
Válvula reguladora unidireccional: Se utiliza para regular el caudal de aire comprimido en una sola dirección. Se regula mediante el tornillo. Si el aire circula en sentido contrario, la presión levnta la junta dejando el paso libre. Cilindros neumáticos Son elementos de movimiento rectilíneo alternativo que transforman la energía contenida en el aire comprimido en energía mecánica. Disponen de un tubo cilíndrico cerrado, dentro un émbolo que se desplaza fijo a un vástago. Ha varios tipos: Cilindro de efecto simple. Solo realiza el trabajo en un solo sentido, es decir, la presión desplaza el émbolo retrocediendo por una fuerza externa o muelle. Cilindro de doble efecto. Es aquel que pueden realizar trabajo en ambos sentidos, el avance y retroceso del pistón se produce por la presión que ejerce el aire. Para que el pistón pueda moverse es necesario que entre aire a una de las cámaras y por la otra salga a la atmósfera. .:. (IV) LOS PROBLEMAS .:. 1.- Diseña una máquina de entrenamiento para comprobar los reflejos del usuario. Su funcionamiento consiste simplemente en la salida súbita de un puño cuando se pisa un pedal oculto. 2.- Diseña una máquina etiquetadota de manera que cuando se pulsa el botón A avanza despacio y etiqueta la caja, cuando se suelta A el pistón se vuelve a colocar rápidamente en posición de reposo. 3.- Queremos ventilar un invernadero mediante la apertura de unos ventanales de cristal. Se quiere abrir con un pulsador y cerrar con otro distinto. Lógicamente, los movimientos de apertura y cierre han de efectuarse suavemente. 3 COMPRESOR
DEPÓSITO SECADOR + FILTRO VALVULAS CILINDROS Presión absoluta= P. Atmosférica + P. relativa P1 · V1 = P2 · V2 = P3 V3 = ... P1 / T1 = P2 / T2 V2 / V1 = T2 / T1 Compresor Refrigerador Acumulador Secador Filtro
Neumática Básica 1.- Descripción: La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. La generación , almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos. Ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosión por deflagración, donde otras energías suponen un riesgo importante por la producción de calor, chispas, etc. Por estas ventajas las instalaciones de aire comprimido son ampliamente usadas en todo tipo de industrias, incluso en todo tipo de transporte, aéreo, terrestre y marítimo. La didáctica de este campo normalmente está reservada a cursos superiores y de claro índole técnico, sin embargo, la cotidianeidad con la que se presenta en la vida del alumn@ ( puertas, transportes, martillos neumáticos, etc...) hace que se proponga esta unidad didáctica sobre neumática básica. En ella se trabajan conceptos tecnológicos perfectamente asimilables por el alumn@ de Enseñanza Secundaria Obligatoria pues el grado de su dificultad de comprensión es similar al de los conocimientos del campo de la electricidad.
2.- Objetivos didácticos: Se pretende fundamentalmente que: Aborden individualmente y en grupos la solución a un problema tecnológico, diseñando y analizando las distintas soluciones de forma creativa y evaluando su idoneidad desde distintos puntos de vista. Afianzamiento en las operaciones básicas del taller de tecnología: Trazar, cortar, clavar, pegar, soldar,... Introducción a las fases del proyecto tecnológico y observación de la importancia de la aportación de cada integrante del grupo para un proyecto más complejo. Sensibilizar al alumn@ sobre la importancia de la precisión en mediciones y su aplicación en la construcción del proyecto. Sensibilizar al alumn@ ante la escasez de materias primas y reconocer las posibilidades de uso de materiales reciclados en la construcción del proyecto. Planificar el proyecto tecnológico anticipando los recursos materiales y humanos necesarios. Buscar un equilibrio entre los factores estéticos y funcionales. Valorar la importancia que tiene el respeto a la diversidad de ideas en un proceso de trabajo en equipo como medio de enriquecimiento mutuo y del proceso en sí. Conocer las propiedades y cualidades físicas y/o estéticas de los materiales. Adquirir y respetar las normas de seguridad e higiene. Adquirir y utilizar el vocabulario adecuado. /.../ Conceptuales • Conocer que es el aire comprimido, cómo se genera , utilidades,...
Procedimentales • Dibujar con corrección objetos en perspectiva.
Actitudinales
• Cooperar en la superación de dificultades dentro del • Prever anticipadamente grupo de trabajo, colaborando con l@s dem@s • Interpretar la simbología los materiales y empleada en la herramientas que van a ser de forma solidaria. representación de circuitos necesarios en la • Valorar el acabado y la neumáticos. construcción del proyecto. originalidad en la • Conocer los diferentes • Emplear adecuadamente construcción del objeto técnico. tipos de cilindros: De la simbología en la simple efecto,de doble representación de circuitos • Mostrar interés por las efecto. eléctricos y neumáticos. aplicaciones sobre el modo de resolver dificultades • Conocer las diferentes • Utilizar correctamente técnicas surgidas en otros clases de válvulas y los usos los materiales y más adecuados para cada herramientas para construir grupos.
una de ellas. • Identificar el esquema básico de un sistema de control neumático.
dispositivos eléctricos y operadores mecánicos sencillos.
• Utilizar la terminología • Conocer el accionamiento adecuada para la descripción de sistemas automático de un cilindro técnicos. con finales de carrera. • Y, en general, conocer los • Planificar y confeccionar la memoria. diferentes elementos que
• Asumir la responsabilidad en su grupo de trabajo. • Reconocer la importancia de la organización en el grupo.
• Incorporar nuevos conocimientos y terminología al elaborar y presentar documentos forman parte de un circuito • Utilizar la representación técnicos. neumático básico que les gráfica para interpretar el • Valorar la limpieza en los posibilite la realización de funcionamiento del objeto documentos técnicos y en un pequeño proyecto: construido. su mesa de trabajo. Regiladores de caudal, • Identificar y analizar el • Interés por resolver válvulas final de carrera, proceso de construcción de problemas de modo selectores de circuitos o objetos tecnológicos. autónomo. válvula "Ó", válvula • Confiar en su propia "Y",electroválvula, etc... capacidad para la resolución de problemas. • Realizar correctamente los trabajos encomendados en el aula. • Valorar el cuidado y el buen aprovechamiento tanto de herramientas como de materiales. • Valorar la importancia del ahorro y reciclaje de los materiales. • Toma de conciencia de los peligros que conlleva el uso de herramientas y materiales. • Valoración y satisfacción ante el trabajo bien hecho.
3.- Propuesta de trabajo: L@s alumn@s deberán diseñar y construir un artilugio movido por aire comprimido, por ejemplo una puerta accionada neumáticamente, una remachadora, grapadora, brazo neumático, etc.. Condiciones:
Ell@s mism@s deberán construir los cilindros. Las válvulas les serán facilitadas ( no deberán construirlas ell@s ). Aunque deberán conocer su funcionamiento, hacer su representación gráfica a la hora de hacer el diseño, y experimentar con ellas antes de la realización del prototipo. Durante toda la fase de diseño, construcción, etc... deberán l@s alumn@s tener al día la "Hoja del desarrollo del proyecto". Al final de la fase de diseño y antes de empezar a construir, habrá que presentar documentos que acrediten que se han seguido las distintas fases previas a la construcción. No será necesario que tengan una presentación definitiva. Estos documentos se utilizarán para realizar el informe final. L@s alumn@s deberán formar grupos de trabajo (+/- 4 alumn@s ) deberán trabajar junt@s y en colaboración. Deberán describir el problema, buscar información en libros, revistas,... Cada miembro del grupo deberá aportar una o varias soluciones que contemplen las condiciones del problema, dibujar individualmente bocetos de esas soluciones para describirlas. Después se realizará una puesta en común para elegir la mejor solución o una mezcla de varias Deberán planificar la construcción, repartiendo el trabajo entre todos los miembros del grupo. Prever la utilización de las diferentes herramientas. Construcción del prototipo realizando las variantes necesarias para que funcione mejor. Se realizará la memoria final del proyecto.
4.-Materiales Kit de construcción de cilindros, en su defecto pueden ser sustituidos por jeringuillas que más artesanalmente pueden demostrar si el aparato construido funciona. Madera Plastico. Operadores neumáticos (Valvulas...Alecop, etc...) Compresor electrico, o en su defecto manual. Tubos para la conducción del aire comprimido. Herramientas habituales en el aula de tecnología. Material normal del aula taller: Tuercas, tornilos, etc... /.../
5.- Actividades Previas: Dentro de este apartado l@s alumn@s deberán investigar, analizar, montar los diferentes circuitos, provar su funcionamiento y sacar sus conclusiones.
1. Estudio del compresor Compresor: Aparato que sirve para comprimir un fluido, generalmente aire, a una presión dada. Existen dos categorías, las máquinas volumétricas (aumento de presión por reducción de volumen), y los turbocompresores (el aire arrastrado por una rueda móvil adquiere cierta velocidad, que se traduce en un aumento de presión en la rueda y en el difusor de salida). El compresor de pistón o de émbolo es el más antiguo y extendido, se emplea exclusivamente para presiones elevadas. En la primera carrera del émbolo, el aire es aspirado a una presión p1 y el volumen aspirado varía de 0 a V1. Al retroceder el émbolo, este aire es comprimido pasando de la presión p1 a la presión p2, y su volumen varía de V1 a V2. En la segunda parte o fase de la carrera el aire es expelido a presión p2. Debido al trabajo de compresión, que desprende gran cantidad de calor, debe refrigerarse. Para presiones muy elevadas, se procede en varias fases, realizándose en cada una un coeficiente de compresión del orden de 6 a 7. El compresor a émbolos libres del sistema Pescara comprende un motor diesel de dos tiempos, con dos émbolos opuestos, cada uno de los cuales está unido rígidamente a un pistón compresor. Por una de sus caras, este último impele el aire comprimido útil. El volumen de aire comprimido que queda en el cilindro, al final de la carrera forma un colchón neumático y provoca el retroceso. Por su otra cara, el pistón compresor, durante la carrera motriz, aspira aire atmosférico que, en el retroceso, y merced al empuje del colchón neumático citado, impele hacia el motor; es el aire de barrido y el aire comburente del motor.
2.-FUNCIONAMIENTO DE UN CIRCUITO VÁLVULA – CILINDRO Esquema:
Explicación Una válvula de tres orificios es un interruptor empleado para controlar el flujo de aire. El tipo que se ve en la figura tiene el componente denominado conjunto rotor, que se mueve dentro de la válvula cuando se pulsa o se suelta el botón. Su función es dirigir el flujo de aire por la válvula. Cuando se pulsa el botón, se deja pasar el aire comprimido del suministro de la tubería 1 a la tubería 2 (que está conectada al cilindro). Un cilindro de accionamiento único usa aire comprimido para producir movimiento y fuerza. Tiene un pistón que puede deslizarse "hacia arriba" y "hacia abajo". Un muelle hace subir al pistón dentro del cilindro. Sin embargo, cuando la válvula se acciona, como se muestra en el dibujo, el aire comprimido entra en el cilindro y le obliga a bajar su émbolo. El aire del otro lado sale por el orificio de escape.
3.- VÁLVULA DE TRES VÍAS Y DOS POSICIONES (3/2) Explicación
Esquema
Mira la mitad inferior del símbolo, y no tengas en cuenta la mitad superior. Observa que el símbolo muestra la vía 1 bloqueada, pero las vías 2 y 3 están conectadas, como en la válvula real. Ahora no tengas en cuenta la mitad inferior del símbolo e imagina que cuando se pulsa el botón, la parte superior del símbolo se desliza por la mitad inferior, como se ve en el dibujo. Esto indica que los orificios de la válvula real están conectados cuando se pulsa el botón. La mitad inferior del símbolo indica las conexiones dentro de la válvula cuando no se pulsa el botón, y la superior cuando se pulsa
4.-Control Dual Esquema
Explicación A veces es necesario ser capaz de accionar una máquina desde más de una posición. El circuito de este dibujo funciona de esta forma. El cilindro de accionamiento único se puede activar pulsando el botón A o el B. El circuito, no obstante, tiene que contener una válvula de doble efecto.
5.-Válvula de doble efecto y conector en T Esquema
Explicación La válvula de doble efecto tiene tres orificios, y contiene un pequeño pistón de caucho que se mueve libremente dentro de la válvula. Si el aire entra por un orificio, el pistón es empujado a la posición contraria y el aire no podrá salir por allí. Si la válvula de doble efecto del circuito anterior se sustituyera por un conector tipo T, el circuito no funcionaría. Ni la válvula A ni la B podrían utilizarse para activar el cilindro.
6.-FUERZAS EN UN CILINDRO DE ACCIONAMIENTO DOBLE Esquema
Explicación La fuerza producida por un cilindro de accionamiento doble en el sentido que consideramos positivo, no es igual a la fuerza que produce en el sentido negativo. Esto puede explicarse mirando el pistón del cilindro y recordando que: F = p . S Observa que las superficies de las caras "frontal" y "posterior" del pistón no son iguales. La biela del pistón reduce el área de la cara "posterior". Así que aunque la presión del aire en ambos lados del pistón sea la misma, la fuerza producida será menor para un pistón en sentido negativo.
7.-Válvula de 5 vías y dos posiciones Esquema
Explicación
No tengas en cuenta la mitad superior del símbolo durante un momento. La mitad inferior indica las conexiones dentro de la válvula cuando la palanca está en una posición determinada. Ahora no tengas en cuenta la mitad inferior del símbolo, e imagina que cuando se mueve la palanca a la otra posición, la mitad superior del símbolo se desliza sobre la mitad inferior. Esto indica las conexiones que hay ahora dentro de la válvula. Observa que aparece un símbolo de "palanca" en ambos extremos del símbolo de la válvula de cinco orificios o vías. Esto es algo confuso: solamente hay, por supuesto, una palanca en la válvula real.
8.-VÁLVULA 5/2 ACCIONADA POR NEUMÁTICA Uno de los peligros asociados con el equipo neumático son las presiones tan altas que a veces se usan. Por ejemplo, el aire a presión elevada que sale por una tubería sin fijar, hace que la tubería "dé latigazos" violentamente. Esto puede provocar daños. En la industria, para mantener a los empleados alejados del peligro, se utiliza el sistema representado en el esquema. El cilindro puede funcionar a muy alta presión y los controles de las válvulas pueden ser a presión baja. Si el aire entra a la válvula 5/2 por la izquierda, las conexiones dentro de la válvula serán como están representadas en la parte izquierda. Si el aire entra a la válvula 5/2 por la derecha, las conexiones dentro de la válvula serán como están representadas en la parte derecha.
9.-FUNCIONAMIENTO DE UN CIRCUITO CON VÁLVULA 5/2 Además de los dos cilindros de doble efecto se usan en este esquema una válvula 5/2 y un regulador de caudal o de flujo. La válvula 5/2 es accionada por una palanca. Cuando el conjunto rotor está en la posición indicada en el diagrama 1, el aire comprimido pasa por la válvula entre los orificios 1 y 2, y el aire hace que los pistones "salgan". El aire aprisionado debajo de los pistones sale por las tuberías y por la válvula saliendo a la atmósfera por el orificio 5. Cuando la palanca se desplaza a la otra posición, el conjunto rotor sube, como se ve en el diagrama 2. Ahora, sigue el flujo del aire del diagrama, y verás que los pistones "entran". El aire aprisionado encima de los pistones sale.
10.-REGULADOR DE CAUDAL O DE FLUJO Las válvulas estranguladoras con retención, conocidas como válvulas reguladoras de velocidad, son híbridas. Desde el punto de vista de la estrangulación son válvulas de flujo y como tales se las emplea en neumática. La función de retención les hace ser al mismo tiempo una válvula de bloqueo. El regulador de flujo se alimenta con aire del suministro. Dicho regulador emite un flujo de aire controlado en una conexión en T. Una tubería de esta conexión se conecta a la válvula accionada por diafragma y la otra se deja abierta para que salga aire a la atmósfera. Cuando la tubería de toma de aire es bloqueada por la rueda de un vehículo, la presión aumenta en la tubería y la válvula accionada por diafragma se activa, y el aire comprimido entra en el pistón.
11.-VÁLVULA ANTIRRETORNO
Son aquellas que impiden el paso del aire en un sentido y lo dejan libre en el contrario. Tan pronto como la presión de entrada en el sentido de paso aplica una fuerza superior a la del resorte incorporado, abre el elemento de cierre del asiento de la válvula.
12.-VÁLVULA DE SIMULTANEIDAD Se utiliza para los equipos de enclavamiento y para los equipos de control. Tiene dos entradas P1 y P2 y una salida A. La señal de salida sólo está presente si lo están las dos señales de entrada. En el caso de una diferencia en el tiempo de las señales de entrada, pasa a la salida la de presión más baja. Siempre hay una entrada bloqueada.
13.-CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO Este circuito funciona automáticamente porque el pistón acciona su propia válvula de control (C) al activar las válvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento. Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistón se está volviendo positivo. Cuando sea completamente positivo, el pistón activa la válvula A, que envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por tanto, el pistón enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la válvula B. Entonces, la válvula B envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el 4) y el pistón empieza a volverse positivo de nuevo, y de esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire.
14.-CIRCUITO DE CONTROL AUTOMÁTICO
Este circuito funciona automáticamente porque el pistón acciona su propia válvula de control (C) al activar las válvulas de mando A y B en cada extremo de su movimiento. Mira el circuito e imagina que en ese momento el pistón se está volviendo positivo. Cuando sea completamente positivo, el pistón activa la válvula A, que envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el orificio 2). Por tanto, el pistón enseguida empieza a volverse negativo hasta que se activa la válvula B. Entonces, la válvula B envía una señal de aire para activar la válvula C (que conecta el orificio 1 con el 4) y el pistón empieza a volverse positivo de nuevo, y de esta forma el ciclo se repite mientras se mantenga el suministro de aire. Mira el circuito e imagina que en este momento el pistón A se está volviendo positivo (está saliendo el vástago). PROBLEMA: 1º - Explica cómo funciona este circuito secuencial. 2º - ¿Dónde colocarías una válvula de "encendidoapagado" en este circuito para que cuando el circuito estuviera desconectado, los dos pistones volvieran y se pararan en sus posiciones negativas? 3º - Describe cómo podría hacerse que este sistema se desconectara automáticamente cuando el suministro de bloques de madera se agotara.
6.- METODOLOGÍA Se empleará una metodología activa y participativa en el descubrimiento y experimentación con los materiales que vamos a emplear. La línea de desarrollo de esta unidad didáctica estará marcada por las diferentes fases del método de proyectos: FASE I. INTRODUCCIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA (INTENCIÓN). En este punto: 1. - Se realizarán: Las actividades de repaso Las actividades de motivación 2. - Se debatirán y consensuarán con l@s alumn@s: L@s integrantes de los grupos que realizarán el proyecto. Los tiempos que se emplearán en cada fase Los espacios adecuados para cada fase. Fecha de finalización del proyecto Los criterios de evaluación que responderán a los objetivos previstos. FASE II.- BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN Y DISEÑO (PREPARACIÓN)
Cada grupo: Buscará información tanto en los libros de texto del taller, biblioteca, revistas o consultas a otras personas sobre la propuesta de trabajo hecha para esta unidad. Harán un boceto que responda a la propuesta Debatirán sobre el boceto que mejor se adapte a las posibilidades Harán una relación de los materiales necesarios (plástico, madera, poleas, reductoras, correas de transmisión, etc...) elaborando un listado que distinga entre los materiales que hay en el aula taller y los que sean necesarios adquirir, señalando el costo de los mismos. Harán una relación de las herramientas que tengan que utilizar (taladradora, soldador, corta plásticos, ...) así como de las normas de seguridad en la utilización de cada una de ellas. FASE III.- REALIZACIÓN DEL PROYECTO (EJECUCIÓN) El grupo decidirá el proyecto definitivo. Se realizarán los gráficos necesarios para su ejecución. Se planificará la tarea que debe realizar cada integrante del grupo, así como los momentos de la puesta en común para comprobar la correcta ejecución de cada parte. Montarán el proyecto completo. FASE IV.- COMPROBACIÓN, EXPOSICIÓN Y EVALUACIÓN (APRECIACIÓN) Una vez montado el proyectol se comprobará su correcto funcionamiento. En caso de que no funcione habría que revisar el proyecto completo. El grupo realizará un INFORME TÉCNICO indicando los aciertos y las dificultades encontradas en cada fase del proyecto. Con la participación de cada uno de los miembros del grupo dará cuenta al resto de la clase de todo el proyecto haciendo hincapié en el informe técnico.
7.- EVALUACIÓN DEL ALUMN@ La evaluación será continua, teniendo en cuenta la situación inicial del alumn@ así como las dificultades de l@s alumn@s con dificultades especiales y de diversificación curricular. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: Serán conocidos por l@s alumn@s desde la FASE I del proyecto. Analizar objetos (forma, dimensiones, materiales, etc...) que sean necesarios para la realización del proyectol. Abordar de manera ordenada y metódica las tareas necesarias para el correcto funcionamiento del proyectol. Organizar con precisión los recursos necesarios.
Elaborar y aplicar normas sobre la seguridad personal y colectiva, salud e higiene. Cooperar en las tareas que tiene que realizar cada grupo. Valorar el clima de satisfacción que produce el ser capaz de resolver individual o colectivamente problemas prácticos enfrentándose a las dificultades que surgen durante el proceso. Participar en el grupo y respetar las ideas de cada un@ de l@s componentes del grupo. DATOS: Los datos correspondientes se tomarán de: Seguimiento y análisis de cada una de las fases del método de proyectos. Observaciones del grupo e individuales. Cuaderno del alumn@, informes y memorias.
8.- EVALUACIÓN DE LA UNIDAD. Una vez terminadas todas las fases del proyecto y viendo el proceso seguido en su globalidad se hará un informe anotando los siguientes aspectos: Objetivos que se han cumplido. Objetivos que no se han cumplido y por qué. Posibles mejoras para el curso siguiente. Informe sobre la valoración de este proyecto tanto en l@s alumn@s con dificultades especiales como en l@s de diversificación curricular, apuntando también las mejoras necesarias y el grado de dificultad encontrado.
