Fundamentos de Neumatica Industrial

(MODULO DE APRENDIZAJE)

CICLO DE FORMACIÓN: ESPECÍFICO COMPONENTE: TÉCNICO PRODUCTIVO MAE-TP-1

Cuaderno de Estudio

VENEZUELA, 2007

l a i r t s u d n I a c i t á m u e N : o i r a t n e m e l p m o C o l u d ó M

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Economía Comunal Instituto Nacional de Capacitación y Educación Socialista Gerencia General de Formación Profesional

Maracay , enero 2008

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Economía Comunal Instituto Nacional de Capacitación y Educación Socialista Gerencia General de Formación Profesional

Maracay , enero 2008

Conocedores: Lixy González Amilcar García Diego Carvajal

INCE Metal minero minero - Maracay INCE Meta Meta minero - La Victoria INCE C.F.S. El Limón - Maracay

Validadores: Abraham Castillo – Estud. Ing, Industrial – UNA - Aragua Omar González – Aceros Galvanizados Galvanizados - Aragua Domingo Calanche – Ex trabajador PDVSA y Aceros Galvanizados

Elaboración y Diagramación: Marleny Guzmán C.

Gerencia Regional INCE Aragua

Coordinación Técnica Estructural División de Recursos para el Aprendizaje

Coordinación General Gerencia General de Formación Profesional Gerencia de Tecnología Educativa

1era Edición 2007 Copyright INCES

Queda totalmente prohibida la reproducción parcial o total de este material sin la debida autorización de la Institución

INDICE INTRODUCCIÓN NEUMÁTICA Proceso neumático Ley de Pascal………………………………………………………….. ……………

Fluidos neumáticos……………………………….…….

7 8 15

Magnitudes físicas que intervienen en el

proceso neumático………………………………………………………………. Leyes básicas de los gases………….. …………………………… Pérdidas en los procesos neumáticos…………………………. Sistemas neumáticos……………………………………………….. Simbología neumática………………………………………………. Planos neumáticos…………………………………………………… Fallas neumáticas……………………………………………………. Diseño e instalación de sistemas neumáticos……………… Ejemplo de simulación de un sistema neumático………..

17 19 21 36 59 59 62 63

GLOSARIO REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

INTRODUCCIÓN El Cuaderno de Estudio correspondiente al curso de Neumática Industrial, nivel específico, tiene la finalidad de facilitar al participante conocimientos para que desarrolle habilidades y destrezas en el campo que abarca la neumática. 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, entre otras. 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, ya que debido a su grado de complejidad se requiere estar familiarizado con el área, ya sea en el campo de la electricidad o mecánica general. La información contenida en este Cuaderno de Estudio se ajusta al programa

diseñado según los requerimientos curso, donde los temas o puntos específicos se presentan de manera organizada y algunas ilustraciones que permitan facilitar el aprendizaje. Seria conveniente que el participante investigue en otras fuentes de estudio, a fin de consolidar y enriquecer los conocimientos adquiridos.

NEUMÁTICA Proceso neumático La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permita expandirse, según la ley de los gases ideales. Hoy en día son muchos los sistemas técnicos que basan su funcionamiento en este tipo de energía. Por ejemplo, las puertas de algunos autobuses y trenes se accionan con aire comprimido; en la industria son muy útiles los sistemas neumáticos porque proporcionan movimiento lineal y desarrollan grandes fuerzas, utilizándose para empujar y levantar cargas pesadas, en cadenas de montaje automatizado, entre otros. La neumática como rama de la técnica se dedica al estudio y aplicaciones prácticas del aire comprimido.

Ley de Pascal La ley más elemental de la física referida a la neumática e hidráulica fue descubierta y formulada por Blas Pascal en 1653 y denominada Ley de Pascal, que dice: "La presión existente en un líquido confinado actúa igualmente en todas direcciones, y lo hace formando ángulos rectos con la superficie del recipiente". Esto quiere decir que cuando un gas permanece bajo presión en un recipiente cerrado, la presión del gas se trasmite a todas las direcciones. Si el recipiente es FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

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flexible, asumirá una forma esférica. La mayoría de los tanques de gas comprimido son cilindros largos con extremos esféricos para contener la presión más efectivamente.

Fluidos neumáticos Entre los fluidos que intervienen en el proceso neumático están: el aire comprimido, el nitrógeno y el óxido de carbono. El aire comprimido como fluido neumático

El aire comprimido es aire tomado de la atmósfera y confinado a presión en un espacio reducido. Todas las instalaciones industriales usan un sistema de fuerza fluida de un tipo o de otro. El trabajo se realiza por un fluido bajo presión en el sistema. El sistema de fuerza puede funcionar como parte de un proceso (calentamiento o enfriamiento), o puede ser un sistema de servicio secundario (aire comprimido). Un sistema de potencia fluida es el que transmite y controla la energía por medio de la utilización de líquido o gas presurizado. En la neumática, esta potencia es aire que procede de la atmósfera y se reduce en volumen por compresión, aumentando así su presión. El aire comprimido se utiliza principalmente para trabajar actuando sobre un émbolo o paleta. Aunque esta energía se puede utilizar en muchas facetas de la industria es el campo de la neumática industrial el que nos ocupa. La utilización correcta del control neumático requiere un conocimiento adecuado de los componentes neumáticos y de su función para asegurar su integración en un sistema de trabajo eficiente. 8

FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

Aunque normalmente se especifique el control electrónico usando un secuenciador programable u otro controlador lógico, sigue siendo necesario conocer la función de los componentes neumáticos en este tipo de sistema. Características del aire comprimido 

Está disponible para su comprensión de manera ilimitada, gratuitamente en cualquier lugar del mundo.



Puede ser fácilmente transportado por tuberías o canalizaciones.



Puede almacenarse en depósitos diseñados para tal fin y tomado luego.



No es sensible a las variaciones de temperatura, mantiene su fiabilidad incluso a temperaturas extremas.



No existe ningún riesgo de explosivos, ni incendio en ambientes peligrosos.

Aplicaciones

Las aplicaciones del aire comprimido no tiene límites, desde la utilización, por parte del óptico, de aire a baja presión para comprobar la presión del filtro en el ojo humano, a la multiplicidad de movimientos lineales y rotativos en máquinas con procesos robóticas. La breve lista y los diagramas indicados más abajo sirven solamente para indicar la versatilidad y variedad del control neumático en funcionamiento en una industria en continua expansión. •

Accionamiento de válvulas de sistema para aire, agua o productos

químicos. •

Accionamiento de puertas pesadas o calientes. FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

9

•

Descarga de depósitos en la construcción, fabricación de acero, minería

e industrias químicas. •

Apisonamiento en la colocación de hormigón.

•

Elevación y movimiento en máquinas de moldeo.

•

Pulverización de la cosecha y accionamiento de otros equipos del tractor.

•

Pintura por pulverización.

•

Sujeción y movimiento en el trabajo de la madera y la fabricación de

muebles. •

Montaje de planillas y fijaciones en la maquina de ensamblado y

máquinas herramientas. •

Sujeción para encolar, pegar en caliente o soldar plásticos.

•

Sujeción para soldador fuerte y normal.

•

Operación de conformado para curvado, trazado y alisado.

•

Máquinas de soldadura fuerte y normal.

•

Ribeteado.

•

Accionamiento de cuchillas de guillotina.

•

Máquinas de embotellado y envasado.

•

Accionamiento y alimentación de maquinaria para trabajar la madera.

•

Plantillas de ensayo.

•

Máquinas herramientas, mecanizado o alimentación de herramientas.

•

Transportadores de componentes y materiales.

•

Robots neumáticos.

•

Calibrado automático.

•

Extracción del aire y elevación por vacío de placas finas.

•

En medicina y especialmente en la odontología.

Propiedades del aire comprimido

Algunas razones importantes para la extensa utilización del aire comprimido en la industria son: 10




Disponibilidad. Muchas fábricas e instalaciones industriales tienen un suministro de aire comprimido en las áreas de trabajo y compresores portátiles que pueden servir en posiciones más alejadas.



Almacenamiento. Si es necesario, se puede almacenar fácilmente en grandes cantidades.



Elección del movimiento. Ofrece un movimiento lineal o rotación angular con velocidades de funcionamiento fijas continuamente variables.



Economía. La instalación tiene un costo relativamente bajo debido a los componentes. También el mantenimiento es poco costoso debido a su larga duración con apenas averías.



Fiabilidad. Los componentes neumáticos tienen una larga duración que tiene como consecuencia la elevada fiabilidad del sistema.



Resistencia al entorno. A este sistema no le afectan ambientes con temperaturas elevadas, polvo o atmósferas corrosivas en los que otros sistemas fallan.



Limpieza del entorno. Es limpio y, con un adecuado tratamiento de aire en el escape, se puede instalar según las normas de “cuarto limpio”.



Seguridad. No presenta peligro de incendio en áreas de riesgo elevado y el sistema no está afectado por la sobrecarga, puesto que los actuadores se detienen o se sueltan simplemente. Los actuadores neumáticos no producen calor.



Inversión inicial. El costo de los componentes neumáticos puede considerarse un poco elevado con respecto a otros sistemas (principalmente los eléctricos). La diferencia radica en la fiabilidad y FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

11

duración, esto aunado al casi nulo mantenimiento, resulta una buena inversión.

Relación entre el costo para las impulsiones eléctrica y neumática .

Las siguientes propiedades podrían clasificarse como desventaja, en comparación con otros sistemas de transmisión de energía. 

Ruido. Básicamente este inconveniente se presenta en el compresor, ya que a un metro de distancia produce un nivel de 75 dB.



Fuerza. Los rangos de fuerza en los equipos neumáticos se encuentran entre los 9.81 N y los 29430 N.



Velocidad. Comparado con sistemas eléctricos, los equipos neumáticos resultan lentos ya que la Velocidad de desarrollo es hasta 1500 mm/seg.

El nitrógeno

Es un gas incoloro, insípido e inodoro que forma las cuatro quintas partes del aire atmosférico.

12


El dióxido de carbono

Es también denominado óxido de carbono y anhídrido carbónico, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula química es CO2. El ciclo del dióxido de carbono comprende, en primer lugar, un ciclo biológico donde se producen unos intercambios de carbono (CO2) entre los seres vivos y la atmósfera. La retención del carbono se produce a través de la fotosíntesis de las plantas, y la emisión a la atmósfera, a través de la respiración animal y vegetal.

Magnitudes físicas que intervienen en el proceso neumático Como ya se dijo la neumática es la parte de la ingeniería que se dedica al estudio y aplicación del aire comprimido en la realización de determinados procesos industriales, sin embargo para poder analizar y diseñar estos circuitos, se hace necesario entender las siguientes magnitudes y unidades: Presión

Es la cantidad de fuerza aplicada a un objeto o una sustancia, dividida por el área (en pulgadas cuadradas) sobre la cual se aplica la fuerza. La presión puede venir expresada en: N/m2 (Newton por metro cuadrado); Kgf/cm2 (kilogramo por centímetro cuadrado); Psi (libras por pulgada) N/cm2 (newton por centímetro cuadrado); atm (atmósfera), entre otros. Internacional N m2

= Pa (Pascal)

Técnico

Inglés

kgf

Lbf

= bar

cm2


= Psi

m2

13

La presión viene determinada por la siguiente fórmula: P=

F

P = Presión

donde

A

F = Fuerza

A = Área La relación entre las diferentes unidades de presión es: 100 KPa = 1 bar 1 bar = 1, 02 atm = 14,5 Psi = 10 N/cm2 Las presiones pueden ser medidas desde el vacío absoluto, llamándose presión absoluta, o partiendo de la presión atmosférica recibiendo el nombre de presión relativa. Presión (p). Representa la fuerza ejercida “F” sobre una superficie “S”: ρ = F/S

;

Pa = N/m²

Según el sistema internacional, la unidad a emplear es el Pascal (Pa), sin embargo todavía se siguen utilizando otras unidades: S. Técnico; atmósfera (atm) = 1,01325 bar = 1,033 Kp / cm2. S. Cegesimal; bar = 10 5 Pa= 1,204 Kp / cm2. S. anglosajón; psi = 0,0703 Kp / cm2. La presión atmosférica disminuye con la altura, cada 10,5m de elevación la columna barométrica baja 1 mm, al mismo tiempo el peso del aire disminuye con la temperatura y humedad. En función de la presión atmosférica, distinguimos entre presión absoluta y presión relativa: Presión absoluta: presión “p1”, medida desde un nivel cero. 14


Presión relativa: presión “p2”, medida desde la presión atmosférica. Caudal

El caudal es la cantidad de fluido (volumen) que circula por una sección de la tubería en cada unidad de tiempo. El caudal se mide en litros por minuto (l/min); centímetros cúbicos por minuto (cm3/min), metros cúbicos por minuto (m3/min); galones por minuto (gal/min). Sistema Internacional l

M3

ó

min

Sistema Inglés

ó

min

FPm ó GPm min min

M3 Hr

El caudal viene establecido por la fórmula:

Q=

V

= v x A

Q = Caudal

t

V = Volumen t = Tiempo V = Velocidad La relación entre las distintas unidades de caudal es:A = Área 1 l/min = 1000 cm3/min. = 1/1000 = m3/min. 1 gal/min = 950 l/min.

Caudal (Q). Representa el volumen “V” de un fluido que pasa por una sección “S”, en una unidad de tiempo “t”. Q = V/t

;

Q = m³/s

En la ecuación anterior, está representada la ecuación del caudal en función del FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

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volumen y el tiempo, podemos expresar esta formula en función de la sección del tubo de transmisión del fluido y de su velocidad: Q = V/t = (S. l)/ t = S. v S = Sección del tubo ( m2)

;

v = velocidad del fluido ( m/s)

Ecuaciones de los gases ideales: Fuerza COMPRESOR

Es un empuje o un tirón que se aplica a un objeto para cambiar su posición o movimiento. Esto incluye

arranque,

parada

y FUERZA

cambio de velocidad o dirección de movimiento. En un sistema neumático, la fuerza debe estar

TRABAJO

presente en todo tiempo para que funcione el sistema, esta

Fuerza en el sistema neumático

fuerza es aire comprimido. En la determinación de una unidad de masa, se fija por motivos físicos, obligatoriamente la unidad de fuerza. Newton descubrió la siguiente ley natural:

Fuerza = Masa . aceleración F = m . a Representada como ecuación de unidades: Fuerza = Kg . m

S2

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Leyes básicas de los gases Como se ha visto la determinación de una ecuación de estado de los gases implica la medición de la presión o fuerza por unidad de área que un gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión de los gases comúnmente se expresa en atmósferas o milímetros de mercurio. El estudio sistemático del comportamiento de los gases le interesó a los científicos durantes siglos, por eso destacan los nombres de varios investigadores que establecieron las propiedades de los gases. Al considerar el aire como un gas perfecto, podemos aplicar las siguientes leyes: Ley de Boyle y Mariotte

La relación matemática que existe entre la presión y el volumen de una cantidad de un gas a una cierta temperatura fue descubierta por Robert Boyle en 1662, determinando que si aumenta la presión de un gas, el volumen disminuye proporcionalmente; por lo tanto, si la presión disminuye, el volumen aumenta. Si dos cantidades son inversamente proporcionales, cuando una aumenta la otra disminuye. En síntesis Boyle descubrió que: “el volumen de un gas, a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión” Fórmula

Si consideramos un gas encerrado en un cilindro en el que provocamos una expansión isotérmica ( Tª = constante ) , se cumple : p1 . V1 = p2 . V2 = Cte. Ley de Charles y Gay Lussac

En 1787, Jacques Charles investigó la relación existente entre el volumen y la temperatura de un gas a presión constante: al conservar la presión constante, el volumen aumenta y cuando la temperatura disminuye, el volumen también disminuye. El conocimiento de una proporcionalidad lineal directa entre el FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

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volumen y la temperatura, se conoce como Ley de Charles. Fórmula

Si la expansión que se produce, se realiza a presión constante: (V1/T1) = (V2/T2).

Gracias a las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles y Gay-Lussac, se conoce las relaciones que hay entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas, pero siempre que una de las tres permanezca constante. Ahora se Intentará determinar que ocurre cuando cambiamos las tres propiedades, presión, volumen y temperatura, simultáneamente.

¿Qué ocurre al cambiar a la vez las tres variables? Si las condiciones iniciales del gas son P 0, V0 y T0, y las finales P 1, V1 y T1, se 18


supone que en un principio cambia sólo el volumen y la presión, dejando constante la temperatura. El gas, pasaría de las condiciones iniciales P 0, V 0 y T 0 a las finales P 1, V' y T 0. Ahora se cambiaría únicamente el volumen y la temperatura, de forma que el gas pasaría de estar P1, V' y T0 a P1, V1 y T1. En el primer caso, como no cambia la temperatura, se cumple la ley de BoyleMariotte, es decir, el producto de la presión y el volumen es constante: P 0 x V0 = P1 x V'. En el segundo caso se cumple la ley de Charles y Gay-Lussac, el cociente entre volumen y temperatura es constante: V'/T 0 = V1/T1. Como en las dos ecuaciones que se obtiene aparece el término V', se puede despejar en la segunda y sustituirlo en la primera, agrupando según el subíndice quedará:

Siendo la ley de los gases: el producto de la presión y el volumen de un gas, dividido por la temperatura a la que se encuentra permanece siempre constante. La temperatura ha de estar expresada en Kelvin.

Pérdida en los procesos neumáticos Las pérdidas son disminuciones de energía en el sistema. Esta disminución de energía pueden transformarse en calor y por ende traducirse una caída de presión. Si el fluido en un conducto está en reposo, las presiones en cualquier punto del sistema son iguales. Tipos de pérdidas Pérdida por razonamiento - fricción

Cuando el fluido está en movimiento existe un razonamiento entre las partículas FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

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del fluido y las paredes de la tubería, en consecuencia se genera el calor que produce la baja presión originada por el roce. Pérdidas externas

La pérdida externa es desagradable y puede tomarse peligrosa y antieconómica, porque raras veces se puede reaprovechar ese fluido. La causa principal del escape por las uniones se debe a la mala instalación, vibraciones y choques que ocasionan una desconexión de las mismas. Líneas de drenaje impropias, presión de operación excesiva y contaminación del fluido son factores que deterioran las uniones. 

Causas de la pérdida: o

Longitud y sección de la tubería.

o

Velocidad del fluido.

o

Rugosidad de la parte interior de la tubería.

o

Cambios de dirección del fluido.

o

Válvulas y accesorios deteriorados.

Si se desconectan dos manómetros Bourdon en una tubería por la que pasa un fluido el manómetro P1 indicará una presión mayor que la indicada en el manómetro P2 , es decir existe una pérdida de presión “ ∈p”.

Pérdidas de presión en tubería 20


Fórmula de Darcy – Williams

Esto se conoce como la ecuación general de las pérdidas de presión en flujo de fluidos (líquidos) en tubería, y que se expresa en metros de fluidos.

= hL .

∈∈

&

. g

.f.L.V

&

∈p=

22.D

∈p

= hL =

y L . V2 hL= f 2. D. g

&=

g= f= L= V= D=

Diferencia de presión Altura de la columna del líquido Densidad de fluido (Kg/m3) Aceleración de gravedad Factor de fricción Longitud Velocidad Diámetro exterior

La ecuación de DARCY es válida tanto para flujo laminar como turbulento.

Sistemas neumáticos Los cilindros neumáticos, los actuadores de giro y los motores de aire suministran la fuerza y el movimiento a la mayoría del control neumático para sujetar, mover, formar y procesar el material. Para accionar y controlar estos actuadores, se requieren otros componentes neumáticos, por ejemplo unidades de acondicionamiento de aire para preparar el aire comprimido y válvulas para controlar la presión, el caudal y el sentido del movimiento de los actuadores. Un sistema neumático básico, se compone de dos secciones principales: •

El sistema de producción.

•

El sistema de consumo del aire.


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Sistema neumático básico

En los sistemas neumáticos, el aire comprimido se produce en un elemento llamado compresor , que es una bomba de aire comprimido accionada normalmente por un motor eléctrico. Este aire se almacena en un depósito denominado receptor, desde éste, el aire es conducido a través de válvulas a los cilindros, que son los componentes encargados de realizar el trabajo.

Cuando el aire comprimido fluye en el interior de un cilindro, aumenta la presión y obliga a desplazarse a un émbolo situado en su interior, proporcionando un movimiento lineal y realizando un trabajo. Para el tratamiento de la información y órganos de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el flujo 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. 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, estas tienen como misión controlar el flujo de aire comprimido que entra 22


y sale de los cilindros por lo que son los elementos de control del circuito. En los principios del automatismo, los elementos reseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizaban elementos de comando por émbolo neumático (servo). Componentes neumáticos

Los sistemas neumáticos están constituidos por: elementos de información, órganos de mando y elementos de trabajo. Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos y electro-neumáticos que efectúan en casi su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales. Las válvulas

Las válvulas en términos generales, tienen la misión de: distribuir el fluido, regular caudal y regular presión. 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

Los cilindros neumáticos, los actuadores de giro y los motores de aire suministran la fuerza y el movimiento a la mayoría del control neumático para sujetar, mover, formar y procesar el material. Para accionar y controlar estos actuadores, se requieren otros componentes neumáticos, por ejemplo unidades de acondicionamiento de aire para preparar el aire comprimido y válvulas para FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

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controlar la presión, el caudal y el sentido del movimiento de los actuadores. Las válvulas se clasifican en las de asiento (como las de bola y de plato) y las de corredera (como la longitudinal, longitudinal plana y las de plato giratorio).

En las Válvulas de asiento los pasos son abiertos o cerrados mediante bolas, platos, discos o conos; suelen llevar juntas de goma que hacen las veces de asiento. Estas válvulas apenas tienen piezas que puedan desgastarse y en consecuencia, tienen una vida útil larga. No son sensibles a la suciedad, son muy resistentes y requieren de una fuerza de accionamiento relativamente grande, ya que tienen que superar la fuerza del muelle de recuperación y de la presión del aire. En las válvulas de correderas las conexiones son unidas o cerradas mediante correderas cilíndricas, planas o circulares. 

Tipos de válvulas: o

Válvulas de 2/2 vías: tienen dos conexiones y dos posiciones (abierta o

cerrada). La válvula normalmente cerrada cuando no está

accionada no deja pasar el aire comprimido, mientras que la normalmente accionada deja pasar el fluido al cilindro sin necesidad de accionarla. Estas válvulas son de uso común y no poseen escapes o alivios. El tipo más frecuente entre las válvulas de 2/2 vías es la válvula de asiento de bola, estas son accionadas manual o reumáticamente.

24


Válvula 2/2 normalmente cerrada

Válvula 2/2 normalmente abierta

o

Válvula de 3/2 vías: permiten activar o desactivar señales, tienen 3 conexiones y 2 posiciones. La tercera conexión 3(R) permite la evacuación de aire del conducto transmisor de la señal. Un muelle presiona una bola contra un asiento de válvula y el paso de la conexión que recibe presión 1(P) hacia el conducto de trabajo 2(A) queda bloqueado. La conexión 2 (A) es evacuada a lo largo del vástago que abre el paso hacia la conexión 3(R).


25

Válvula de 3/2 vías con asiento de bola

El vástago se encarga de separar la bola de su asiento. Al efectuar esta operación, es necesario superar la fuerza que ejerce el muelle de reposición y además, la fuerza de la presión. Existen dos tipos de válvulas 3/2: la normalmente cerrada (N/C) y normalmente abierta (N/A), al permanecer cerrada no permite al aire comprimido pasar de P a A, la compuerta o vía A está comunicada con el escape R y la (N/A) comunica P con A y R se comunica a la atmósfera. Esta válvula es muy utilizada para operar los cilindros de simple efecto, finales de carrera o para el pilotaje de otras válvulas. La misma es activada por la opresión de un pulsador y es retornada a su posición inicial por un resorte.

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FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL Válvula 3/2 normalmente cerrada

Válvula 3/2 normalmente abierta

o

Válvulas de 4/2 vías: tienen cuatro conexiones y dos posiciones, tiene las mismas funciones que la combinación de dos válvulas de 3/2 vías, una abierta en reposo y otra cerrada en reposo.

4(A)

2(B) 3(R)

1(P)


Válvula de 4/2 vías, asiento de plato, inactiva

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4(A)

2(B) 3(R)

1(P)

Válvula de 4/2 vías, asiento de plato, activa

Estas válvulas tienen una conexión de evacuación de aire sin sobre posición de señales y es repuesta a su posición3(R) normal mediante un 3(R) 3(R)

muelle, son utilizadas para la activación de cilindros de doble efecto, de igual modo pueden ser de accionamiento unilateral y con muelle

2(B)

4(A)2(B)

4(A)2(B)

4(A)

de reposición (válvula neumática) o de accionamiento neumático bilateral (válvula neumática de impulsos) o servopilotadas con rodillo 1(P)

1(P)

1(P)

o de corredera plana o cilíndrica, también suelen ser utilizadas con la misma finalidad que las válvulas de 5/2 vías. o

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Válvulas de 4/3 vías: tienen 4 conexiones y 3 posiciones. La válvula Válvula de 4/3 vías, posición intermedia bloqueada FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

de corredera de plato es un ejemplo de válvula de 4/3 vías. Estas válvulas, por lo general, sólo son fabricadas con accionamiento manual o mediante pedal. Cuando son activadas, dos platos giran y unen entre sí los canales de paso. o

o

Válvulas de 5/2 vías: tienen cinco conexiones y dos posiciones. Estas válvulas son utilizadas principalmente como elementos de maniobra para el accionamiento de cilindros. La válvula de corredera longitudinal es un ejemplo de válvula de 5/2 vías. En su calidad de elemento de mando tienen un émbolo de mando que se encarga de unir

o

separar

los

conductos

correspondientes

efectuando

movimientos longitudinales. Se necesita poca fuerza para el accionamiento porque no es necesario superar la resistencia del aire comprimido o de un muelle (método de bola o de plato). En el caso de las válvulas de corredera longitudinal, es posible aplicar todos los tipos de accionamiento, ya sean manuales, mecánicos, eléctricos o neumáticos. Estos mismos tipos de accionamiento pueden FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

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también ser utilizados para los movimientos de reposición. En estas válvulas,

el

recorrido

de

la

operación

de

accionamiento

es

considerablemente mayor que en el caso de las válvulas de asiento. Esta versión de válvulas de corredera ofrece problemas de estanqueidad. Las conexiones de “metal sobre metal”, conocidas en la hidráulica, exigen tolerancia mínimas de la corredera en relación con el taladro en el cuerpo de la válvula.

Válvula de 5/2 vías, sistema de corredera longitudinal

Las válvulas neumáticas, la holgura entre la corredera y el taladro del cuerpo de la válvula no debería ser mayor a 0,002-0,004 mm, puesto que de lo contrario las fugas serían demasiado grandes. Para evitar los gastos que significarían una fabricación de las piezas con esa precisión, se utilizan juntas teóricas y retenes en los cilindros y juntas teóricas en el cuerpo de la válvula. Para evitar daños en las zonas de las conexiones es posible repetir los elementos de estanqueidad a lo largo de toda la camisa del cilindro.

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Cilindros

Los cilindros transforman la energía en trabajo, la señal de salida es controlada por el mando y el actuador reacciona a dicha señal por acción de los elementos de maniobra. Otro tipo de equipos de emisión de señales son los elementos que indican el estado del sistema de mando o de los cilindros, como pueden ser los indicadores ópticos de accionamiento neumático.

Tapas

Sellos

Estructura de un cilindro

Los cilindros neumáticos pueden clasificarse en dos grupos según su movimiento rectilíneo o giratorio. Entre los cilindros de movimiento rectilíneo están: los cilindros de simple efecto y de doble efecto. Entre los de movimiento giratorio

encontramos: motor neumático, actuador giratorio,

entre otros. 

Tipos

de


cilindros

31

Cilindro de simple efecto

o

Cilindros de simple efecto: reciben aire a presión sólo en un lado y sólo pueden ejecutar el trabajo en un sentido. El retroceso está a cargo de un muelle incluido en el cilindro o se produce por efecto de una fuerza externa. La fuerza del muelle hace retroceder el vástago de cilindro a suficiente velocidad, pero sin que pueda soportar una carga. En los cilindros de simple efecto con muelle de reposición la carrera está definida por la longitud del muelle, en consecuencia tienen una longitud máxima de aproximadamente 80 mm. Por su diseño estos cilindros pueden ejecutar diversas funciones de movimientos denominados de alimentación, tales como: entregar, bifurcar, juntar, accionar, fijar y expulsar. Estos cilindros están equipados con una junta simple en el émbolo, en el lado sometido a presión, su estanqueidad de metal o plástico se logra utilizando un material flexible (Perbunán). Los bordes de la junta se deslizan a lo largo de la camisa del cilindro cuando éste ejecuta los movimientos. Pueden ser de dos tipos: de membrana y de

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membrana enrollable.

En los cilindros de membrana, una membrana de goma, de plástico o de metal hace las veces de émbolo. El vástago está fijado en el centro de la membrana. Estos cilindros de carrera corta son utilizados para ejecutar trabajos de fijación, presado y elevación. o

Cilindro de doble efecto: El diseño de estos cilindros es similar al de los cilindros de simple efecto. Sin embargo, los cilindros de doble efecto no llevan muelle de reposición y además, las dos conexiones son utilizadas correspondientemente para la alimentación y la evacuación del aire a presión. Los cilindros de doble efecto ofrecen la ventaja de poder ejecutar trabajos en ambos sentidos. Se trata por lo tanto, de cilindros versátiles. La fuerza ejercida sobre el vástago es algo mayor en el movimiento de avance que en el de retroceso porque la superficie del lado del émbolo es más grande que el del lado del vástago.


Cilindros de doble efecto

33

o

Cilindros con características especiales : son aquellos que pueden realizar ejecuciones especiales. Se pueden considerar entre estos cilindros, los siguientes: a) Los de Doble Efecto, cuyas características especiales son: con vástago reforzado, con vástago resistente a los ácidos, con superficie de deslizamiento del cilindro de cromo duro, con juntas resistentes al calor hasta 200° C, con tubo del cilindro de latón, entre otros. b) Cilindros Tandem. Se trata de un conjunto de dos cilindros de doble efecto, su diseño y la aplicación simultánea de presión en ambos émbolos permite casi duplicar la fuerza del vástago. Este tipo de cilindro es utilizado en todos los casos en los que es necesario disponer de una gran fuerza, sin importar el diámetro del cilindro. c) Cilindros de Rotación, donde el movimiento del émbolo se trasmite a una rueda dentada a través de una cremallera situada en el vástago del émbolo y puede tomarse como un movimiento de rotación.

34


Cilindro de rotación

Compresor

En una instalación neumática la máquina principal es el compresor, el cual utiliza aire, gases o vapores para ejercer una influencia sobre sus condiciones de presión.

El compresor es un 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). Motores neumáticos

Los equipos que transforman energía neumática en movimientos giratorios mecánicos (que pueden ser continuos) se llaman motores neumáticos. El motor sin limitación del ángulo de giro es uno de los elementos de trabajo más utilizados en sistemas neumáticos. FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

35

Los motores neumáticos son clasificados en función de su diseño: 

Motores de émbolo: este tipo de motores se clasifica en motores radiales y axiales. El movimiento del émbolo tiene como consecuencia que el aire a presión actúa sobre una biela, la que a su vez actúa sobre el cigüeñal. Para que el motor trabaje de un modo homogéneo es necesario que conste de varios cilindros. La potencia de los motores depende de la presión de entrada, de la cantidad de cilindros, de la superficie de los émbolos y de la velocidad de éstos.



Los motores axiales funcionan de modo parecido a los motores radiales de émbolos. 5 cilindros de disposición axial se encargan de transformar la fuerza en un movimiento giratorio a través de un disco. Dos émbolos reciben simultáneamente presión con el fin de conseguir un par de giro equilibrado para que el motor trabaje homogéneamente.



Motores de aletas: Los motores neumáticos suelen ser fabricados en la versión de motores rotativos con aletas, porque pesan poco y su diseño es sencillo. En una cámara cilíndrica se encuentra un rotor excéntrico. Dicho rotor está previsto de ranuras. Las aletas son guiadas por las ranuras y presionadas hacia la camisa del cilindro por efecto de la fuerza centrífuga.

De

este

modo,

las

cámaras

quedan

separadas

herméticamente. El régimen de revoluciones del rotor oscila entre 3000 y 8500 min-1. Estos motores también pueden ser de giro hacia la derecha o hacia la izquierda y su potencia es regulable entre 0,1 hasta 17 Kw. (0,1 hasta 24 CV). 

Motores de engranaje: el par de giro de estos motores es el resultado de la presión que ejerce el aire contra los flancos de dos dientes engranados. Una de las ruedas dentadas está fijamente montada en el

36


árbol del motor. Estos motores de engranajes pueden ofrecer importantes cotas de potencia (44 Kw./60 CV). La dirección del giro puede también variar en estos motores que son fabricados con engranajes rectos o helicoidales.

Simbología neumática Para desarrollar sistemas neumáticos es necesario recurrir a los símbolos uniformes que representen elementos y esquemas de distribución. Los símbolos deben informar sobre las siguientes propiedades: 

Tipo de accionamiento.



Cantidad de conexiones y denominación de dichas conexiones.



Cantidad de posiciones.



Funcionamiento.



Representación simplificada del flujo.

Los símbolos más comunes en la simbología neumática son: Las líneas

De las cuales existen tres clasificaciones fundamentales:


37

Una línea principal (trazo continuo). Transporta el caudal principal del sistema, en los diagramas gráficos incluyen la línea de aspiración o entrada de la bomba, las líneas de presión y las de retorno al tanque.

Una línea piloto (trazo largos interrumpidos). Lleva el fluido que se usa para controlar el funcionamiento de una válvula o de otro componente.

Una línea de drenaje (trazos cortos interrumpidos). Lleva el aceite de drenaje al tanque.

Componentes giratorios Un círculo es el símbolo básico para los componentes giratorios. Los triángulos de energía se colocan en los símbolos para indicar que son fuentes de energía o receptores de energía (motores). Si el componente es unidireccional el símbolo sólo tiene un triángulo. Un motor reversible se dibuja con dos triángulos.

Cilindros: un cilindro se dibuja como un rectángulo indicando el pintón, el

vástago y las conexiones de los orificios. Un cilindro de simple efecto se dibuja abierto en el extremo del vástago y solamente con un orificio de entrada en el otro extremo. Un cilindro de doble efecto se representa cerrado y con dos orificios. Válvulas

El símbolo básico de una válvula es un cuadro que se denomina envoltura. Las flechas se añaden a las envolturas para indicar el paso y dirección del caudal. Las válvulas de posiciones infinitamente variables, tales como las válvulas de seguridad, tienen envolturas simples. Pueden tomar cualquier posición, entre completamente cerradas, según el volumen de líquido que pase por ellas. Las válvulas de posición finita son las válvulas direccionales. Sus símbolos contienen 38


una envoltura individual para cada posición que pueda adoptar la válvula. Símbolo de ataque

El depósito se dibuja en forma de rectángulo abierto en su parte superior, en el caso de un ataque con respiradero y cerrado para un tanque presurizado. Por conveniencia se pueden dibujar varios símbolos en un diagrama, aunque haya solamente un depósito. Simbología neumática de transformación de energía

Compresor

Bomba de vacío

Motor neumático de caudal constante, de un solo sentido

Motor neumático, de caudal constante, de giro en los dos sentido

Motor neumático, de caudal variable, de un solo sentido

Motor neumático, de caudal variable, de giro en los dos sentido FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

39

Motor neumático de giro limitado Cilindro de simple efecto, retorno por fuerza externa Cilindro de simple efecto, retorno por muelle interno

Cilindro de doble efecto, de vástago simple

Cilindro de doble efecto, de vástago doble

Cilindro diferencial, de vástago simple

Cilindro de doble efecto, con amortiguación regulable en los finales de carrera

Cilindro telescópico de simple efecto, retorno por fuerza externa

40


Cilindro telescópico de doble efecto

Amplificador, multiplicador de presión para el mismo medio

Amplificador, multiplicador de presión para aire y líquido

Convertidor de presión por ejemplo: neumático – hidráulico Simbología de mando y regulación de energía válvulas de vías

Válvula distribuidora 2/2 cerrada en posición de reposo

Válvula distribuidora 2/2 abierta en posición de reposo


41

Válvulas de caudal, con válvula antirretorno conectada en paralelo

Válvula antirretorno y de estrangulación (regulador unidireccional), regulable

Válvula antirretorno y restricción de turbulencia, regulable Transformación de energía T

Fuente de presión

Conducto o línea de trabajo

Conducto o línea de pilotaje o de mando

Conducto o línea de escape

42


Tubería flexible

Cable eléctrico

Unión rígida (fija)

Cruce de líneas o conductos

Punto de escape

Escape no recuperable (sin racor)

Escape recuperable (con racor)


43

Punto de empalme de presión, cerrado

Válvula distribuidora 3/2 cerrada en posición de reposo P R

Válvula distribuidora 3/2, abierta en posición de reposo

Válvula distribuidora 3/3, cerrada en posición central

Válvula distribuidora 4/2


Válvula distribuidora 4/3, posición central de flotación

44


Válvula distribuidora 5/2


Válvula distribuidora de varias posiciones intermedias y dos posiciones extremas

Válvula distribuidora simplificada

en

representación

Válvulas de bloqueo

Válvula antirretorno, sin muelle

Válvula antirretorno, con muelle

Válvula antirretorno, pilotada por aire


45

Válvula selectora de circuito

Válvula de escape rápido

Válvula de simultaneidad (no está normalizada)

Válvulas de presión

Válvula limitadora de presión ajustable

Válvula de secuencia, ajustable

Válvula de secuencia con escape (función de 3 vías), ajustable (no está normalizada)

Regulador de presión, sin orificio de escape, ajustable 46


Regulador de presión, con orificio de escape, ajustable

Válvulas de caudal

Válvula de estrangulación, de estrechamiento constante

Válvula de restricción de turbulencia, de estrechamiento constante

Válvula de estrangulación, accionamiento arbitrario

regulable,

de

Válvula de estrangulación, accionamiento manual

regulable,

de

Válvula de estrangulación, regulable, de accionamiento mecánico venciendo el muelle de reposición.


SIMPLIFICA DA

SIMPLIFICADA

47

Válvula de cierre

Válvula de cierre, representación simplificada

Desecador

Lubricador

Unidad de mantenimiento (filtro, regulador de presión, lubricador y manómetro), representación simplificada

Refrigerador

Accionamiento elementos mecánicos

Árbol de giro en un sentido

48


Árbol de giro en los dos sentido

Enclavamiento, muesca

Bloqueo (*símbolo del medio que suelta el bloqueador)

Depósito de desenclavamiento

Articulación simple

Articulación con palanca corrida

Medios de accionamiento musculares

En general


49

Pulsador

Punto de empalme de presión con conducto de alimentación

Acoplamiento rápido sin válvulas de bloqueo abiertas por medios mecánicos, acoplado

Acoplamiento rápido con válvulas de bloqueo abiertas por medios mecánicos, acoplado

Acoplamiento rápido, desacoplado; conducto abierto

Acoplamiento rápido, desacoplado; conducto cerrado por válvulas de bloqueo

Derivación rotativa, de una vía

50


Desviación rotativa, de dos vías

Silenciador

Depósito o acumulador neumático

Filtro

Separador de agua, de accionamiento manual

Separador de agua, de purga automática

Filtro con separador de agua, de purga automática


51

Centrado por presión

Centrado por muelle

Presión, indirecto (servopilotaje)

Depresión, indirecto (servopilotaje)

Presión, a través de amplificador (no está normalizado)

Presión a través de amplificador, indirecto (no está normalizado)

Presión; el tipo de accionamiento produce un comportamiento alternativo (no está normalizado)

52


Accionamientos combinados

Electroimán y válvula de servopilotaje

Electroimán o válvula de servopilotaje

Electroimán o accionamiento manual con muelle de reposicionamiento

En general: *símbolo explicativo (indicado en la nota de pie)

Otros elementos

Manómetro (medidor de presión)

Manómetro de presión diferencial


53

Palanca

Pedal

Accionamiento mecánico

Leva o pulsador

Muelle

Rodillo escamoteable

Sonda (no está normalizada)

54


Accionamientos eléctricos

Electroimán, de un solo arrollamiento

Electro Electroimá imán, n, de dos arroll arrollami amient entos os de acción acción apuesta

Motor eléctrico, de giro continuo

Motor eléctrico de paso a paso

Accionamiento por presión

Presión, directo

Depresión, directo


55

Presión diferencial

Termómetro, medidor de temperatura

Caudalómetro (medidor de caudal)

Volúmetro (medidor de volumen)

Presostato

Detector o sonda de presión

Detector o sonda de caudal de paso

56


Indicador

Símbolos especiales: elementos de mando sin contacto (no normalizados)

Detector de proximidad o réflex

Tobera en general, emisor del detector de paso o barrera neumática

Receptor alimentado del barrera neumática

detector de paso o

Detector por obturación de fuga

Detector de paso o barrera neumática, en forma de horquilla


57

Amplificadores

Amplificador (por ejemplo de 0,5 mbar a 100 mbar)

Amplificador de caudal

Válvula distribuidora 3/2 con amplificador

Convertidores de señales (no están normalizados )

Electroválvula 3/2 vías N.C. (normalmente cerrada)

Interruptor neumático (presostato)

58


Contadores (no están normalizados)

Contador de sustracción

Contador de diferencia

Contador de adición

Planos neumáticos Los planos son dibujos que representan las vistas de un objeto desde distintas posiciones o de un sistema para conocer la ubicación de sus componentes para un funcionamiento eficiente. En esta última definición se ubican los planos neumáticos los cuales permiten comprobar el correcto funcionamiento de un sistema y diagnosticar sus fallas a través de la interpretación de la simbología correspondiente. Para leer e interpretar planos neumáticos se requiere conocer la simbología correspondiente.

Fallas neumáticas Entre las fallas neumáticas más comunes están: ruido y calor excesivo, caudal de aire comprimido incorrecto, presión incorrecta, operación defectuosa, entre otras. Para ayudar a localizar los defectos y orientar el mantenimiento de sistemas neumáticos se presentan los siguientes cuadros para mejor comprensión: FUNDAMENTOS DE NEUMÁTICA INDUSTRIAL

59

Fallas

60

Localización

Causas

Soluciones


• •

Compresor

•

•

RUIDO EXCESIVO

•

Motor neumático

•

Suciedad Presencia de impurezas Acoplamiento no alineado Compresor desgastado o dañado. Acoplamiento no alineado Motor desgastado o dañado.

• •

• •

• •

•

•

Válvula

Ajuste incorrecto, Émbolo o asiento desgastado

• •

•

•

• •

Compresor caliente

•

CALOR EXCESIVO

• • •

•

Motor neumático caliente

• • •

•

Válvula seguridad

de

• •

• •

Ausencia de caudal

• •

Suciedad Aireación Válvula de seguridad o descarga a presión excesiva Carga excesiva Compresor desgastado Presión alta

•

Seguridad o descarga a presión excesiva Carga excesiva Motor desgastado Sistema de enfriamiento incorrecto

•

• • • • •

• •

•

Regulación incorrecta Válvula desgastada Válvula de descarga a presión excesiva

Línea de succión bloqueada Motor del compresor no funciona Acoplamiento del compresor obstruido Válvula direccional cerrada erradamente


•

• •

•

Sustituir filtros sucios. Eliminar restricciones de la canalización de entrada del compresor. Limpiar el filtro de admisión. Verificar la rotación del motor Revisar y cambiar el aceite de lubricación. Apretar las conexiones. Purgar el depósito de aire Alinear las unidades y verificar las condiciones de los retenedores y molineras. Instalar manómetros Regular la presión correcta. Sustituir filtros sucios. Limpiar o destapar válvula de succión del compresor. Verificar la rotación del motor Apretar las conexiones Purgar el agua del sistema Alinear las unidades y verificar las condiciones de los retenedores y molineras Localizar y corregir cualquier fricción mecánica Verificar con los planos si existe sobrecarga Regular con manómetros la presión correcta de trabajo Revisar y/o cambiar el aceite de lubricación del compresor

Sustituir filtros sucios y aceite de lubricación Purgar el sistema de aire Apretar las conexiones con fugas de aire Verificar la válvula del depósito por posibles

61

•

CAUDAL DE AIRE COMPRIMIDO

• • •

Poco caudal de aire comprimido

• • •

Control de flujo muy restringido Válvula de seguridad o descarga con ajuste bajo Fuga de aire Compresor no opera (bombas variables) Compresor, válvula, motor, cilindro u otro componente desgastado

•

• •

Exceso de caudal de aire comprimido

•

Control de flujo muy abierto

Sin presión

•

Sin flujo

•

•

Válvula reductora de presión ajustada para menos Fuga de aire excesiva Válvula reductora de presión gastada o deteriorada

•

Baja presión

• •

PRESIÓN INCORRECTA

•

Presión irregular

• •

• •

•

62

Flujo total descargado en la válvula de seguridad Compresor deteriorado

Fuga de aire Válvula de seguridad gastada Aire contaminado Acumulador defectuoso o pérdida de carga Compresor, motor o cilindro gastados

• •

•

• •

fugas Corregir la presión correcta y revisarlo si está defectuoso Ajustar Revisar o sustituir

Sustituir filtros sucios y aceite de lubricación. Apretar las conexiones con fuga de aire Purgar el sistema Verificar la válvula del depósito por posibles fugas Corregir la presión correcta y revisarlo si está defectuoso Ajustar Revisar o sustituir

Válvula reductora de


Presión excesiva • •

• •

OPERACIÓN DEFECTUOSA

Sin movimiento • •

• •

Movimiento lento

• •

•

Flujo excesivo

• •

• • •

Localizar y corregir la rigidez del motor Revisar o sustituir Lubricar

Poco flujo Presión insuficiente Sin lubricación las piezas móviles Cilindro o motor gastado o dañado

•

•

Velocidad o movimiento excesivo

Sin flujo o presión Llave límite o válvula de secuencia mecánica o eléctrica, no opera o mal ajustada. Rigidez mecánica Cilindro o motor gastado o dañado

Presión irregular Aire no fluido Sin lubricación las piezas móviles Cilindro o motor gastado o dañado de carga

•

Movimiento irregular

presión o de descarga mal ajustada Compresor no opera Válvula reductora de presión gastada o deteriorada

Los instrumentos, herramientas y materiales que se emplee van a depender del tipo de falla que se presente, igualmente las normas de seguridad deben ser cumplidas estrictamente.


63

Diseño e instalación de sistemas neumáticos Para la elaboración de un sistema neumático se realiza el siguiente procedimiento: 1. Se lee e interpreta el plano suministrado 2. Se escogen los componentes 3. Se disponen adecuadamente los componentes 4. Se conectan los diferentes componentes de acuerdo al plano suministrado 5. Se regula la presión de trabajo observando las normas de seguridad e higiene 6. se pone en marcha el circuito activando la válvula direccional 7. Se verifica el correcto funcionamiento

Ejemplo de simulación de un sistema neumático Mando de un cilindro de doble efecto por medio de un pulsador para su salida y regreso al alcanzar la posición final por medio de un final de carrera, regulando la velocidad de salida del cilindro y regresando lo más rápidamente.

64


Posición de reposo, todavía no se ha accionado el pulsador y el émbolo ha alcanzado la posición final de carrera

Se ha accionado el pulsador y el émbolo ha alcanzado la posición final de carrera


65

GLOSARIO Flujómetro: instrumento utilizado para medir la diferencia de presión entre el fluido a baja velocidad que pasa por un tubo de entrada y el fluido a alta velocidad que pasa por un orificio de menor diámetro, con lo que se determina la velocidad de flujo y, por tanto, el caudal.

Fuerza: acción capaz de deformar un cuerpo o de variar su velocidad. La fuerza es una magnitud vectorial, es decir, tiene dirección, sentido e intensidad.

Fuga: escape o salida accidental de un fluido. Generador de energía neumática: compresor de aire que tiene la capacidad de transformar la energía mecánica en energía neumática.

Manómetro: instrumento utilizado en el sistema neumático para medir la 66


diferencia entre la presión de un fluido y la presión atmosférica local.

Motor neumático: elemento encargado de transformar la energía neumática entregada por las válvulas en energía mecánica.

Neumática: parte de la mecánica que estudia el equilibrio y movimiento de los gases. La utilización del aire comprimido juega un papel importante en el desarrollo de aplicaciones automatizadas.

Newton: unidad física de fuerza en el sistema MKS (metro, kilo, segundo); es la fuerza que a la masa de 1 kg le comunica la aceleración de 1 m por segundo cada segundo.

Pascal: unidad física de presión en el sistema internacional; equivale al producto del newton por el recíproco del metro cuadrado.

Presión: es la cantidad de fuerza aplicada a un objeto o una sustancia, dividida por el área (en pulgadas cuadradas) sobre la cual se aplica la fuerza. Las presiones pueden ser medidas desde el vacío absoluto (presión absoluta), o partiendo de la presión atmosférica (presión relativa).

Símbolo gráfico: figura que representa un elemento, dispositivo o aparato. Sistema neumático: conjunto de componentes que estructuran la instalación de un equipo o herramientas que funcionan con aire comprimido.


67

Fundamentos de Neumatica Industrial

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