Informe N 02 Control Neumático de Cilindros de Simple y Doble Efecto Usando El Simulador FluidSIM

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

CONTROL NEUMÁTICO DE CILINDROS DE SIMPLE Y DOBLE EFECTO USANDO EL

“

SIMULADOR FluidSIM”

CURSO:

Control y Automatización de Procesos Agroindustriales”

“

INTEGRANTES: Anastacio Juárez Jorge Luis Arroyo Lozano Yorkei Blas Espinoza Neysser Gambini Arroyo Ricardo

CICLO: DOCENTE:

VIII ING. WILLIAMS CASTILLO

NUEVO CHIMBOTE – PERÚ PERÚ 2017

INDICE .............................................................................................................................. 1 I.INTRODUCCIÓN: . .............................................................................................................................. .................................................................................................................................... ........................................................................ .. 2 II.OBJETIVOS: .............................................................. ......................................................................................................................... ............................................................. 2 III.MARCO TEÓRICO: ............................................................ ...................................................................................................... 16 IV.MATERIALES IV.MATERIALES Y MÉTODOS: ....................................................................................................... .................................................................................................... .................................... 37 V.RESULTADOS Y DISCUSIÓN : ................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................... 41 VII.CONCLUSIONES: ............................................................. ........................................................................................... ......................... 43 IX.REFERENCIAS IX.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: BIBLIOGRÁFICAS: ..................................................................

INDICE .............................................................................................................................. 1 I.INTRODUCCIÓN: . .............................................................................................................................. .................................................................................................................................... ........................................................................ .. 2 II.OBJETIVOS: .............................................................. ......................................................................................................................... ............................................................. 2 III.MARCO TEÓRICO: ............................................................ ...................................................................................................... 16 IV.MATERIALES IV.MATERIALES Y MÉTODOS: ....................................................................................................... .................................................................................................... .................................... 37 V.RESULTADOS Y DISCUSIÓN : ................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................... 41 VII.CONCLUSIONES: ............................................................. ........................................................................................... ......................... 43 IX.REFERENCIAS IX.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: BIBLIOGRÁFICAS: ..................................................................

CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES

I.

INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

INTRODUCCIÓN:

Desde finales del siglo XX el ser humano ha implantado en fábricas, empresas centros de producción, etc. diversos tipos de de mecanismos para llegar a la automatización y la implantación implantación de sistemas neumáticos que aporten en el control de procesos, en la producción en serie, y en la eficiencia de trabajo. Mejorando cada vez más la rentabilidad y producción del mismo. Siendo este el campo en el que se aplica y desarrolla el diseño neumático es útil tener como preámbulo la descripción señalada, ya que este es el punto de referencia que nos indica que el diseño e implementación de dichos sistemas en las últimas décadas ha tenido un nivel muy bajo de enseñanza y aplicación en el campo de la ingeniería, tanto en el orden de preparación especializada como en la formación de ingenieros por ende su aprendizaje y entendimiento ha sido un tanto complicado debido tanto a factores referentes a valores económicos cuando de conseguir tableros prácticos con elementos reales se trate,asi también como a factores de bibliografía técnica debido a la poca didáctica que presentan estos materiales, los cuales no facilita y comprobar diversos tipos de circuitos neumáticos que se podrían presentar en una situación o necesidad en una empresa ayudándole al usuario como punto de partida a través de conocimientos básicos. Varias empresas elementos neumáticos y electroneumáticos han creado programas informáticos de diseño y simulación neumática para los productos que ofertan a las industrias, pero no han creado creado medios que guíen guíen y orienten al en la resolución problemas de de diseño, como por ejemplo compilaciones conocimientos referentes a elementos neumáticos y eléctricos, métodos para buscar posibles soluciones de diseño y posibles aplicaciones de los mismos en situaciones reales en una empresa o fábrica, etc. Pudiendo aprovecharse aprovecharse estos recursos se plantea una propuesta de la elaboración de un manual de control neumático y electroneumático asociado a la utilización de un software simulador que contribuya al aprendizaje y capacidad de diseño neumático en una posible aplicación posterior del usuario usuario Teniendo independientemente la ayuda de una herramienta de trabajo como lo es el software FluidSIM para comprobación de diseño y simulación.

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II.


OBJETIVOS: •

Aprender a montar y conectar el compresor, unidad de mantenimiento, distribuidor de aire y las líneas de transmisión del aire a presión.

•

Diseñar e implementar circuitos neumáticos simples que requieran la aplicación de detectores neumáticos de final de carrera.

•

Diseñar e implementar circuitos neumáticos simples que requieran la aplicación de botones pulsadores para el arranque de un sistema.

•

Construir el circuito neumático de mando para control combinacional de cilindros de simple efecto, empleando válvulas neumáticas.

•

Diseñar e implementar el circuito de mando neumático para el control combinacional combinacional de cilindros de simple efecto empleando válvulas neumáticas y válvulas lógicas OR Y AND.

•

Construir el circuito neumático de mando para el control combinación de cilindros de doble efecto, empelando válvulas de control.

•

Analizar las ventajas y desventajas de emplear válvulas abatibles en los circuitos neumáticos para el control de la secuencia de cilindros de doble efecto.

III.

MARCO TEORICO:

El aire comprimido es una de las formas de energía más antiguas que conoce el hombre y que éste ha utilizado y utiliza para ampliar sus recursos físicos. De los antiguos griegos procede la expresión "Pneuma", que designa la respiración, el viento y, desde el punto de vista filosófico, también el alma. Como derivación de las ideas que representa la palabra "Pneuma" se obtuvo, entre otras cosas el concepto Neumática, que trata los movimientos y procesos del aire. Para comprender el amplio uso de esta tecnología, y aunque posteriormente se verá más detalladamente, expliquemos brevemente el porqué del uso de la Neumática. Algunas de sus ventajas principales son: son: El aire es de fácil f ácil captación y abunda en la tierra. Es un tipo de Energía limpia. El aire no posee propiedades propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos r iesgos de chispas. Las velocidades de trabajo de los elementos neumáticos son razonablemente altas y de relativa facilidad de regulación. El trabajo con aire no provoca efectos de golpes de ariete, con lo que no daña los componentes de un circuito.

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Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente. Los cambios de temperatura no afectan de manera significativa. Permite cambios instantáneos de sentido en los componentes. Todas estas ventajas son de gran importancia, pero no olvidemos que, como todas las tecnologías, también tiene algunos inconvenientes. Para evitar la parcialidad, enumeremos sus desventajas más notables: En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas Genera altos niveles de ruido debido a la descarga del aire hacia la atmósfera.

1. Pantalla general del programa: El objetivo de este capítulo es que te familiarices con las funciones más importantes para la simulación y construcción de circuitos con el programa FluidSIM-P, de la empresa FESTO. FluidSIM-P es una herramienta de simulación para la obtención de conocimientos básicos de neumática. Es recomendable que antes de seguir con la práctica repases los conceptos de posiciones, vías y mando de una válvula neumática. Una característica importante de FluidSIM es su relación con la función y simulación CAD (Computer Aided Design – Diseño Asistido por Ordenador). Este programa permite, por una parte, realizar un esquema DIN de diagramas de circuitos; por otra parte, posibilita la ejecución de una simulación sobre la base de la descripción de los componentes físicos. De esta forma se establece una división entre la elaboración de un esquema de circuito y su simulación. Sigue los siguientes pasos para iniciar el programa: Enciende el ordenador y la pantalla.

⇒

Ejecuta el programa FluidSIM haciendo doble clic con el botón izquierdo del ratón sobre el

⇒

icono del programa que aparece en el escritorio de Windows.

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Tras unos segundos aparece en tu monitor la pantalla de trabajo de FluidSIM, que se puede observar en la figura N° 01. En la parte izquierda se encuentra la biblioteca de componentes. Esta biblioteca contiene los componentes neumáticos y eléctricos que se emplearán durante el diseño de nuevos circuitos. Hay que hacer notar que en esta biblioteca sólo figuran un conjunto básico de componentes, ya que en la realidad existen más tipos de componentes. Sin embargo, esto no afecta casi al desarrollo del circuito ya que los elementos incluidos son los que se usan con más frecuencia.

Figura N° 01: Pantalla general de FluidSIM-P

2. Diseño y simulación de circuitos neumáticos elementales: Conviene, no obstante, recordar algunos aspectos relativos a la estructuración de los esquemas neumáticos. Como se explicó en clase, un sistema neumático puede descomponerse en diferentes niveles que representan los componentes físicos y el flujo de señales desde la fuente de energía hasta los dispositivos actuadores. En la figura N° 02 se pueden ver estos niveles: alimentación, señales de entrada, procesamiento de señales, señales de control, fuente de energía.

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Se debe observar como el final de carrera 1.3. se halla físicamente situado en posición de ser accionado por el vástago del cilindro 1.0 al avanzar, pero el símbolo se dibuja en el esquema en el nivel de las señales de entrada. En este esquema, los niveles de señales de entrada y de fuente de energía constituyen lo que hemos llamado nivel operativo, mientras que los niveles de procesador de señales y señales de control constituyen el nivel de lógico y de control. A partir de este momento todos nuestros circuitos seguirán este esquema en sus representaciones.

Figura N° 02: Niveles de representación de esquemas de circuitos

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3. Símbolos neumáticos:

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3.1.Cilindro de simple efecto: El cilindro de simple efecto con leva de conmutación y racores rápidos está montado sobre una base de material sintético. La unidad se monta en el panel de prácticas utilizando el sistema giratorio con tuerca de color azul (variante de montaje «B»)

3.1.1. Funcionamiento: Aplicando aire comprimido, el vástago del cilindro de simple efecto avanza hacia su posición final delantera. Al desconectar el aire comprimido, el muelle de reposición aplica fuerza sobre el émbolo y el vástago se desplaza hacia su posición final posterior. El émbolo del cilindro está provisto de un imán permanente, cuyo campo magnético se aprovecha para activar detectores de posición.

Figura N° 03: Cilindro de simple efecto

3.2.Cilindro de doble efecto: El cilindro de doble efecto con leva de conmutación y racores rápidos está montado sobre una base de material sintético. La unidad se monta en el panel de prácticas utilizando el sistema giratorio con tuerca de color azul (variante de montaje «B»).

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3.2.1. Funcionamiento: El vástago del cilindro de doble efecto ejecuta movimientos alternos, cambiando de sentido cuando se aplica aire comprimido en uno de los dos lados. La amortiguación en las dos posiciones finales evita que el émbolo choque con fuerza en los extremos. La amortiguación puede ajustarse mediante dos tornillos. El émbolo del cilindro está provisto de un imán permanente, cuyo campo magnético se aprovecha para activar detectores de posición.

Figura N° 04: Cilindro de doble efecto

3.3.Clasificación de válvulas neumáticas direccionales: Las válvulas neumáticas tienen como función principal dirigir y distribuir el aire comprimido dentro de un circuito neumático. Regulan el paso o lo frenan. Arman el camino que debe recorrer el fluido. Pero, al momento de comandarlas, las variables son muchas y es necesario conocerlas con más profundidad para obtener buenos resultados en el proceso. Para clasificarlas, podemos nombrar 4 tipos diferentes de válvulas: las direccionales, las de bloqueo, las reguladoras y las secuenciales. Cada una tiene un funcionamiento particular que las diferencia entre sí. En este caso vamos a hablar de las válvulas direccionales o también llamadas distribuidoras, justamente porque su objetivo principal es ese, distribuir. Estas válvulas cuentan con distinta cantidad de vías y de posiciones. La suma de las roscas corresponde a la cantidad de vías que posee. Las combinaciones más comunes son las siguientes:

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3.3.1. Válvulas 2/2 (2 vías y 2 posiciones) : Actúan solamente como llave de paso. Una vía es la entrada y otra vía es la salida. Cuando está en posición abierta, las dos vías se conectan sin nada en el medio y el aire comprimido fluye con libertad. Al cerrarse, lógicamente se corta el paso. Estas válvulas pueden ser normal cerradas o normal abiertas, según cierren o habiliten el paso respectivamente en su posición de reposo. Lo más común es que sean normal cerradas.

3.3.2. Válvulas 3/2 (3 vías y 2 posiciones) : Normalmente son utilizadas para manejar cilindros simple efecto. Gracias a sus 3 vías, el flujo del aire puede ir en dos direcciones distintas y realizar el escape en su posición cerrada.

3.3.3. Válvulas 4/2 (4 vías y 2 posiciones) : Cuenta con la misma cantidad de posiciones que la anterior, pero al tener una vía más se las suele usar para manejar cilindros doble efecto. Con una posición mete el aire en el pistón y con la otra lo saca, haciendo que el vástago suba y baje según la ubicación del aire.

3.3.4. Válvulas 4/3 (4 vías y 3 posiciones) : Son similares a las dos posiciones, pero tienen una posición central adicional. Según esta posición central, estas válvulas pueden ser: centro abierto, centro cerrado o centro a presión.

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3.3.4.1.Centro abierto significa que en la posición central de la válvula no hay presión en ninguna de las vías y se abren las vías de escape. De esta manera, un cilindro neumático (por ejemplo) queda detenido y podría moverse manualmente, porque no hay presión que lo bloquee.

3.3.4.2.Centro cerrado significa que en la posición central todas las vías se cierran. El cilindro quedaría bloqueado por imposibilitarse los escapes.

3.3.4.3.Centro a presión mantiene la presión en ambas vías, lo que permite detener con precisión un cilindro sin vástago, compensando eventuales pérdidas de aire del circuito. Un ejemplo muy común de este tipo de válvulas son las de activación mediante una palanca. Cuando la palanca está en su posición de reposo, la válvula queda en su posición central. Al moverse la palanca para adelante o para atrás, la válvula pasa a las otras posiciones, permitiendo (por ejemplo), realizar los movimientos de avance o retroceso de un cilindro.

3.3.5. Válvulas 5/2 (5 vías y 2 posiciones) : Es como la 4/2, aunque en este caso tiene dos escapes, uno para cada posición. El tener dos escapes ayuda a que se pueda manejar y regular mejor la velocidad.

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3.3.6. Válvulas 5/3 (5 vías y 3 posiciones) : Son similares a las dos posiciones, pero tienen una posición central adicional. Según esta posición central, estas válvulas pueden ser: centro abierto, centro cerrado o centro a presión (ver descripción de válvulas 4/3).

4. Tipos de accionamientos: Además de tener en cuenta la cantidad de vías y de posiciones que tiene una válvula, existen diferentes tipos de accionamiento (o mando). A continuación, se describen los tipos de accionamiento más comunes.

4.1.Accionamiento manual : La característica principal de estas válvulas es que el operador decide cuando quiere que el aire fluya. No es la más utilizada, justamente porque el objetivo principal de la neumática es automatizar procesos y acotar el trabajo del ser humano. Las opciones para este tipo de accionamiento son mediante un pulsador, una palanca o un pedal. Si se utiliza un botón, con o sin retención, la válvula es de dos posiciones (una cuando está presionado y otra cuando no lo está). En cambio, si se quieren 3 posiciones, la opción más común es la de la palanca, que se puede mover para adelante o para atrás para sacarla del reposo.

4.2.Accionamiento mecánico: En este tipo de accionamiento se produce alguna acción mecánica que activa la válvula al hacer contacto con algo. Se pueden crear muchas maneras para lograr esto, inclusive en algunos casos se puede hacer que cuando golpeé de un lado cambie de posición y cuando choca del otro no. Un ejemplo bastante común de estas válvulas son las que tienen levas o rodillos para funcionar como un fin de carrera. El rodillo avanza hasta hacer tope con algo y entonces produce el cambio de posición en la válvula.

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4.3.Accionamiento neumático : Como bien lo dice su nombre, estas válvulas son dirigidas gracias a la neumática, o sea que necesitan del aire comprimido para ser comandadas. Si entra aire, trabaja de una manera y si sale de otra. Solamente con presión. Hay casos también en las cuales se acciona con dos entradas distintas, adquiriendo mejor comodidad de trabajo.

4.4.Accionamiento eléctrico: Estas válvulas requieren un circuito eléctrico para activarlas. La conmutación de las válvulas se obtiene por algún dispositivo eléctrico que haya mandado esa orden. Es importante saber qué voltaje y tipo de corriente necesitas en tu proceso, ya que no es lo mismo usar 12, 24, 110 o 220 voltios y tampoco es lo mismo utilizar corriente alterna que continua.

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IV.


MATERIALES Y MÉTODOS: 1. Materiales: Computador Simulador FluidSim v. 3.6 2. Métodos: • •

PARTE A: COMENZANDO A UTILIZAR FLUIDSIM-P •

Reconocer elementos de la biblioteca.

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•

Personalizar la biblioteca con los elementos más utilizados.

•

Estudiar cada elemento neumático con la opción “Descripción de componente” y “foto de componente”

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PARTE B: ARMADO DE CIRCUITOS CON SIMULADOR Problema 1:

Figura N° 01: Maquina expulsadora de piezas terminadas.

Problema 2:

Figura N° 02: Válvula 3/2 normalmente abierta

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Problema 3: uso de válvula de estrangulamiento con anti retorno

Figura N° 03: Uso de válvula de estrangulamiento con anti retorno

Problema 4:

Figura N° 04: Uso de válvula de escape rápido

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Problema 5:

Figura N° 05: Uso de válvula selectora “ OR”

Problema 6:

Figura N° 06: Uso de válvula de simultaneidad “AND”

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Problema 7:

Figura N° 07: Cilindro de doble efecto con válvula distribuidora 4/2

Problema 8:

Figura N° 08: Uso de válvula de estrangulamiento

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Problema 9:

Figura N° 09: Uso de pulsador y rodillo

Problema 10:

Figura N° 10: Dos cilindros con un pulsador

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PARTE C: ARME

EL

CIRCUITOS


NEUMATICOS

Y

RESPONDA

LAS

INTERROGANTES PLANTEADAS a) Investigar el funcionamiento de las válvulas AND y OR y describir en un párrafo su operación. Válvula de selectora OR: Disponen de dos entradas opuestas unidas a una salida común. Cuando el aire entra por una vía la contraria queda obstruida permitiendo al aire salir por la vía de salida, lo mismo ocurre si el aire entra por la otra vía.

Válvula de simultaneidad AND : Disponen de dos entradas opuestas y una salida, sólo que en éstas es necesario que el aire entre por las dos entradas de manera simultánea para dejar la salida libre y permitir la circulación del aire. Si el aire comprimido sólo entra por una de ellas la salida queda obstruida por lo que se corta la circulación.

b) Empleando el programa de simulación realice el siguiente circuito neumático de control y compruebe las observaciones hechas en el inciso anterior, sobre el funcionamiento de las funciones lógicas AND y OR.

Figura N° 11: Circuito de la actividad "C"

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c) De acuerdo con el circuito del inciso anterior ¿qué habrá que hacer para que el regreso del circuito del cilindro se realice en forma automática? Se debe cambiar el pulsador mecánico de la válvula 3/n vías, que está cerca de la válvula OR, por un rodillo (S1), y a continuación establecer que se active cuando el cilindro este completamente abierto, tal como se muestra.

Figura N° 12: Circuito elaborado para el apartado C

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d) ¿Qué aplicación industrial podrá dársele al circuito? Agregar la figura o imagen de la máquina o proceso correspondiente. La figura puede representarse una remachadora implementada con un cilindro de efecto simple. La máquina dispone de un pulsador que garantiza que esté cerrada una mampara de seguridad y de otro más alejado que es que utiliza el operario para realizar el remachado. El remachado de las piezas debe tener lugar cuando accionamos el pulsador situado a cierta distancia y a la vez debe estar bajada la mampara de seguridad. El retorno debe producirse automáticamente cuando se ha realizado el remachado al activar el cilindro final de Carrera.

Figura N° 13: Remachadora con cilindro de doble efecto

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PARTE D: ARME EL CIRCUITOS NEUMÁTICO Y RESPONDA LAS INTERROGANTES PLANTEADAS

Figura N° 14: Circuito de la actividad "D"

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a) Active los elementos de mando 1.2 y 1.4 y observe el comportamiento de los cilindros. Pregunta: ¿Cuál es el diagrama de espacio fase que se obtiene de acuerdo con el comportamiento de los cilindros?

Figura N° 15: Diagrama de espacio fase

El diagrama que se obtiene es el siguiente, como vemos, no ha sufrido ningún cambio debido a que el accionamiento de los elementos de mandos, aún necesitan una modificación, ya que no logra un enlace, para hacer que el accionar sea continuo, y así permita que los cilindros sufran algún tipo de comportamiento, expresándose éste en el diagrama de espacio.

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b) Cambie el botón pulsador 1.2 por un enclavamiento y repita el experimento. Pregunta: ¿Qué cambios se observa y por qué se da esto?

Figura N° 16: Cambio de un botón pulsador 1.2 por un enclavamiento

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c) Restaure el botón pulsador 1.1 y ahora modifique la válvula de control (3/2) 1.1 por una (3/2) de regreso por resorte. Active los botones pulsadores y observe el resultado. Pregunta: ¿Qué cambios se observan el comportamiento de los cilindros y a que se debe esto? De una explicación breve del modo de operación de las válvulas (3/2) con o sin resorte.

Figura N° 17: Cambio de un botón pulsador 1.1 y de la válvula de control 3/2

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Con Resorte: Se observa el comportamiento algo forzado, debido a que cada vez q presionamos, el resorte genera una resistencia, lo que genera que para obtener picas como el caso de sin resorte, se tenga que tener presionado unos segundos más.

Sin Resorte: Se observa el comportamiento normal del circuito, hasta el final, esto lo evidenciamos en el diagrama de estado mostrado, donde cada pico mostrado, es el accionar presentado por cada pulsada dado en la válvula 1.4.

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Figura N° 18: Válvula 3/2 sin resorte

PARTE E: ARME EL CIRCUITO NEUMATICO Y RESPONDA LAS INTERROGANTES PLANTEADAS. a) Investigue el funcionamiento de los cilindros de doble efecto. Describa en un párrafo su operación. Cilindros de doble efecto: El émbolo recibe aire a presión alternativamente por ambos lados. El cilindro puede trabajar en ambos sentidos; al introducir aire por la conexión trasera y el escape de presión por la delantera se produce la carrera de avance. Cuando utilizamos la toma de presión delantera y la fuga en la trasera provocamos la carrera de retroceso. Por ello no es necesario resorte en el cilindro.

b) Investigue el funcionamiento de las válvulas escamoteables (abatibles) La válvula con rodillo escamoteable se acciona cuando la leva de un cilindro sobrepasa el rodillo en un sentido determinado. Si el rodillo no se presiona, la válvula vuelve a su posición normal por efecto de un muelle de recuperación. Cuando la leva del cilindro pasa por encima del rodillo en sentido contrario, el rodillo vuelve a su posición inicial y la válvula no se acciona.

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c) Investigue el funcionamiento de las válvulas 5/2 biestables, con pilotaje neumático y describa en un párrafo su operación. La válvula de 5/2 vías configurable es una válvula direccional con cinco conexiones que debe ser adaptada según su cuerpo de válvula y sus tipos de accionamiento. Además, pueden proveerse las conexiones neumáticas de tapones ciegos o silenciadores.

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d) Empleando un programa de simulación (por ejemplo FLUSIDSIM, Aotmation Stadio) realice el circuito neumático de control que se presenta en la figura siguiente

Figura N° 19: Circuito de la actividad "E"

e) ¿Cuál es la diferencia esencial seleccionar entre un abatible y un elemento de rodillo final de carrera? La diferencia esencial radica en el momento de contacto, el elemento de final de carrera envía su señal en cuanto el objeto en movimiento llega a su posición “extrema” en cambio un abatible envía su señal en una posición adelantada es decir

antes de que el objeto en movimiento llegue a su posición extrema.

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f) ¿Qué aplicación industrial podría dársele al circuito? Agregar la figura o imagen de la maquina o proceso correspondiente.

Figura N° 20: Máquina llenadora de botellas

Esta máquina llenadora de botellas por accionamiento de are mediante un botón pulsador realiza la bajada y subida de los tubos llenadores.

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PARTE F: ARME EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y RESPONDA LAS INTERROGANTES PLANTEADAS

Figura N° 21: Circuito de la actividad "F"

1) Active el mando 1.2 y observe el comportamiento de los cilindros. Pregunta ¿cuál es el diagrama de espacio fase que se obtiene de acuerdo con el comportamiento de los cilindros?

Figura N° 22: Diagrama del espacio fase

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2) Cambie el rodillo 1.3 por un escamotable (abatible) y repita el experimento. Pregunta ¿Qué cambios se observa y porque se da esto?

Figura N° 23: Cambio del rodillo 1.3 por un escamotable (abatible)

Nota: Observamos que dependiendo del sentido de rodillo abatible que usemos funcionara de la misma manera que el rodillo anterior; si remplazamos por un rodillo abatible “negativo” el flujo de aire no permita que continúe el circuito.

3) Analice con detalle el esquema neumático de control de los dos cilindros ¿cuál es la función lógica que describe la secuencia? La función lógica que describe esta secuencia es la función lógica “O” ya que solo da

una señal de salida al revivir una única señal.

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V.


RESULTADOS Y DISCUSIÓN:

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA N °1: Diseñe el circuito de control de mando neumático para la secuencia mostrada en el diagrama espacio fase de dos cilindros de simple efecto. El inicio de la secuencia se realizará de acuerdo con la siguiente operación. -

El arenque de cilindro A se realiza cuando se oprimen un botón pulsador 1.2 y un botón 1.4 o 1.6.

-

Para las funciones lógicas necesarias, deberán emplearse válvulas OR y/o AND.

-

El circuito deberá construirse exclusivamente con la combinación de los siguientes elementos: cilindros de simple efecto de retorno por resorte, válvulas 3/2 biestable de pilotaje neumático, válvulas 3/2 accionamiento por rodillo y regreso por resorte, botón pulsador 3/2 de regreso por resorte, botón pulsador 3/2 de regreso por resorte, válvulas selectoras OR y válvulas de simultaneidad AND.

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Figura N° 24: Circuito de la actividad complementaria 1 y su respectivo diagrama de espacio fase

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ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA N °2: Diseñe el circuito de control de mando neumático para la secuencia mostrada en el diagrama espacio fase de dos cilindros de doble efecto (ver diagrama de fase). El inicio de la secuencia se realiza de acuerdo con la siguiente operación. •

El arranque del cilindro A se realiza cuando se oprime un botón pulsador 1.2.

•

Emplear válvula 5/2 biestable de pilotaje neumático como válvula de control para cada uno de los cilindros.

•

Utilizar como máximo tres elementos captadores de señal, siendo estos rodillos finales de carrera o válvulas escamoteables de regreso por resorte.

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Figura N° 25: Circuito de la actividad complementaria 2 y su respectivo diagrama de espacio fase

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VII. CONCLUSIONES: 1. Ventajas y desventajas de aplicar una combinación de válvulas 3/2 para construir la función lógica AND en sustitución de válvula de simultaneidad. VENTAJAS

DESVENTAJAS

Mayor rendimiento, son apropiadas

Mayor costo

para el vacío. Ofrece una separación segura de los

Mayor gasto de energía

canales de aire de salida. Puede trabajar con 2 presiones y tiene

Mayor espacio ocupado

mínimas fugas. 2. Las ventajas y desventajas de aplicar cilindro de doble efecto. VENTAJAS

DESVENTAJAS

Se usa para aplicaciones de fijación o de

Solo realizan un trabajo cuando se

remache de piezas, por ejemplo, se

desplaza su elemento móvil (vástago) en

emplean también cilindros de membrana,

un único sentido; es decir, realizan el

en los cuales, una membrana de plástico o

trabajo en una sola carrera de ciclo.

de metal reemplazan al embolo. Los cilindros de doble efecto son capaces

Solo realizan un trabajo cuando se

de producir trabajo útil en dos sentidos, ya

desplaza su elemento móvil (vástago) en

que disponen de una fuerza activa tanto

un único sentido; es decir, realizan el

en avance como en retroceso.

trabajo en una sola carrera de ciclo.

La ventaja de utilizar un cilindro de doble

La mayor desventaja es la gran cantidad

efecto radica en la posibilidad de poder

de válvulas y flujo de aire necesario para

manipular con mayor control las salidas y

poder poner en marcha el sistema a

entradas del cilindro para de esta forma

diferencia de un cilindro de simple

poder utilizar estos movimientos en

efecto.

operaciones más detalladas.

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3. ¿Qué beneficio o valor agregado se obtuvo al realizar esta práctica para reforzar o asimilar los componentes teóricos en el tema de neumática? •

Nos permite tener conocimiento de los símbolos de cada pieza de un sistema neumático.

•

Nos muestra un panorama real de la ubicación de cada pieza en el sistema.

•

Se logra entender de mejor manera el funcionamiento.

•

Como futuros ingenieros nos permite profundizar acerca del tema logrando capacitarnos para la optimización de este tipo de sistemas.

4. La viabilidad económica al construir la solución neumática mostrada en la parte F con cilindros de simple efecto en sustitución de los de doble efecto, para lograr esto muestre la solución de los 2 de doble efecto y posteriormente realice una investigación de mercado para cotizar y hacer un cuadro comparativo entre ambas soluciones. CILINDRO DE SIMPLE EFECTO

CILINDRO DE DOBLE EFECTO

Transforma el caudal sometido a presión

Transforma el caudal sometido a presión

en una fuerza que actúa en línea recta

en una fuerza que actúa en línea recta

mediante una toma de aire. Cuando se

mediante dos tomas de aire, una cada

deja de introducir aire, gracias al muelle

lado del émbolo. Siempre tiene conexión

que existe en su interior, se produce un

con la toma de aire comprimido.

retorno inmediato. Por la única conexión que tiene se introduce aire a presión.

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Es mucho más viable económicamente

Informe N 02 Control Neumático de Cilindros de Simple y Doble Efecto Usando El Simulador FluidSIM

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