Mando directo de un cilindro de simple efecto. El concepto de mando directo representa el modo más sencillo de controlar el funcionamiento funcionamiento de un cilindro, dado que allí participa solo una válvula con función de distribución y de mando. Algunos procesos utilizan actuadores pequeños y por lo tanto de bajo consumo de caudal de aire; en algunos casos, dichos actuadores son comandado con válvulas de mando, cuyos conductos son de diámetro de paso también pequeños y suministran el caudal necesario para realizar el trabajo; éste tipo de mando es llamado “mando directo” . En las siguientes figuras podemos observar el esquema diseñado en el simulador fluidSIM, también el montaje físico realizado en el banco de simulación y una posible aplicación de éste tipo de mando: Figura 1 Actuador
Válvula
demando 3/2 2
1
Unidad de mantenimiento de aire comprimido Fuente
3
Figura 2 Válvula
accionada 2
1
3
Figura 3
Dispensador de materia prima
Figura 4 Para éste circuito contamos con aire comprimido proveniente de un compresor, disponemos también de una unidad de mantenimiento para controlar la presión necesaria en el proceso que se está manejando. Al operar la válvula 3/2, el aire llegará hasta el cilindro de simple efecto haciéndolo salir, en este caso, y cumpliendo el trabajo previsto; al soltar el pulsador la válvula regresará a su posición de reposo “cerrada” y el resorte del cilindro lo hará retornar a su posición original desalojando el aire almacenado en la recamara posterior, por el orificio de escape marcado con el numero 3 en la válvula 3/2. La figura 4 muestra una aplicación de este circuito en un dispensador de materia prima.
Mando Indirecto de Cilindro de Simple Efecto No siempre es aconsejable que el operario actúe sobre la válvula puesta cerca del cilindro. Algunas aplicaciones utilizan actuadores de gran volumen; para maniobrar esos actuadores eficientemente, se requieren válvulas que puedan suministrar un caudal de aire proporcional al requerido por el actuador. Dichas válvulas requieren por su tamaño un esfuerzo mayor para ser operadas, por esa razón, deben utilizarse válvulas que accionen a la válvula de mando, éstas serán de menor tamaño ya que su función es comandar la válvula mas gr ande “Válvula de mando principal “. Figura 5
1.0
1.1 1.2
1.2
2
1
2
1 3
3
Figura 6
1.0
1.1 1.2
1.2
2
1
2
1
3
3
Al accionar la válvula demarcada con 1.2 el aire pasa de 1 a 2 e ingresa por el conector 12 de la válvula de mando ( 1.1 ), accionando ésta y permitiendo que un volumen de aire llegue hasta el cilindro 1.0; el cilindro de simple efecto se extiende realizando el trabajo que se le tiene definido y permanece así hasta tanto la válvula auxiliar 1.2 permanezca accionada. Cuando es suspendido el accionamiento de la válvula 1.2 , ésta regresa a su posición normal, en este caso “cer rada” , cancelando así la señal de mando a la válvula 1.1, por lo tanto ésta también regresa a su posición de reposo y el cilindro ya sin presión, por medio del resorte, desaloja el aire y regresa a su posición “retraído” en éste caso. En la figura 7 observamos una aplicación del circuito de mando indirecto en una dobladora de lamina:
Mando Directo de Cilindro de Doble Efecto Algunos trabajos, requieren maniobrabilidad tanto de avance, como de retroceso, en esos casos debemos elegir cilindros de doble efecto. Recuerde, que la aplicación del mando directo, obedece al mínimo dimensionamiento del actuador; recuerde también que para manipular actuadores de doble efecto es conveniente utilizar válvulas de cinco vías. Figura 8 1.0
1.2 4
2
5
3 1
Figura 9 1.0
1.1
4
2
5
3 1
En posición de reposo la válvula 1.2 envía aire a la cámara anterior del cilindro, es decir, al lado del vástago haciendo que el cilindro permanezca dentro. Al oprimir el pulsador de la válvula 5/2, ésta permite el paso de aire de 1(p) a 4(A), el aire ingresa al cilindro por el lado del émbolo haciendo que se desplace y al avanzar realice el trabajo dispuesto para él. El aire que sale de la cámara del vástago es evacuado por el orificio 3(s). Al soltar o desenclavar el pulsador la válvula regresa a su posición de repo- so empujada por el resorte, de esa forma el aire pasa de 1(P) a 2(B) llega al cilindro por el lado del vástago haciéndolo retraerse y realizando así el trabajo dispuesto para el retorno del actuador. El aire que debe salir de la cámara del émbolo se evacúa a través de la válvula por el conducto 5(R). Figura 10 Figura 11
Aplicación cierre o apertura de válvula
Mando directo de cilindro de doble efecto con control de velocidad En algunos procesos debe regularse la velocidad del actuador, tanto en el avance como en el retroceso; en ese caso deben ubicase válvulas de estrangulación regulables con antiretorno en los conductos de alimentación de los actuadores. El porcentaje de apertura de las válvulas de control de flujo, determinarán las velocidades del actuador. Así mismo debe tenerse en cuenta el posicionamiento de las válvulas de estrangulación regulables, ya que hablamos de dos posibilidades de regulación de velocidad del actuador. Una de ellas es la regulación del caudal de aire que sale del cilindro y la otra es la regulación del caudal de aire que ingresa al cilindro.
Figura 12
Figura 13
En la regulación del caudal que sale del cilindro (figura 12), se configuran independientemente mediante los tornillos de graduación, la velocidad de avance o de retroceso según la necesidad. En esta configuración, se genera una vibración en el comienzo hasta que se equilibran las fuerzas. Posteriormente se proyecta una mejor oportunidad de regulación. Si se utilizara una válvula 5/2 estos estranguladores podrían ir ubicados en los orificios de escape de la válvula.
En la regulación del aire que entra al cilindro (figura 12), el inicio es más manejable, pero escaso de exactitud en la regulación. No es recomendable utilizarse si se trata de esfuerzos de tracción. Este sistema es utilizado cuando se trata de impulsar cargas con cilindros de pequeña dimensión.
Baño
1
Baño
2
Mando indirecto de actuadores de doble efecto Si el cilindro de doble efecto que se va a utilizar, es de gran tamaño y requiere gran cantidad de aire, es conveniente utilizar una válvula, también de gran capacidad de suministro de aire; para el accionamiento de ésta válvula se necesitará una fuerza manual considerable, por lo tanto se recomienda un accionamiento indirecto, lo cual implica la utilización de una válvula auxiliar para comandar la válvula de mando principal.
Figura 15
Figura 16
Al accionar la válvula 1.2, pasa aire del conducto 1 al conducto 2 y la válvula 1.1 recibe una señal por la conexión 14. La válvula de mando conmuta y per- mite el paso de aire de 1 a 4 haciendo que el cilindro avance. Al dejar de ac- cionar la válvula 1.2, la válvula de mando deja de recibir señal y regresa a su posición de reposo presionada por el muelle de reposición. En ese momento el cilindro recibe aire por el lado del vástago y el cilindro debe regresar. Este co- nexionado me permite que el cilindro avance o retorne cada vez que la válvula 1.1 es operada.
Figura 17
