TEMA 7: NEÚMATICA E HIDRAÚLICA
Profesora: Mª Victoria Puente Tecnología 4º ESO. Curso 2011-2012
ÍNDICE FLUIDOS ●PRESIÓN. UNIDADES ●PRINCIPIO DE PASCAL ●CIRCUITOS NEUMÁTICOS E HIDRAÚLICOS ●
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COMPONENTES ● ● ● ● ●
ELEMENTOS COMUNES: FILTRO, LUBRICADOR Y UNIDAD DE MANTENIMIENTO GENERADORES: COMPRESORES COMPRESORES Y BOMBA DE ACEITE RECEPTORES: MOTORES Y CILINDROS CONDUCCIONES Y CONEXIONES: TUBERÍAS CONTROLADORES: VÁLVULAS
APLICACIONES CIRCUITOS NEUMÁTICOS
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1. FLUIDOS ESTADOS DE LA MATERIA La materia se presenta en 3 estados físicos:
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Sólidos. Forma y volumen constante. Líquidos. Volumen constante a igual temperatura y no tienen forma propia. Gases. Forma y volumen las del recipiente que los contienen.
FLUIDOS Fluidos son todas las sustancias en estado líquido o gaseoso. ●Los gases se pueden comprimir (compresibles) (compresibles) y los líquidos no (incompresibles). ●Los gases se convierten en líquidos cuando se comprimen y cuando se descomprimen pasan a gas. ●
NEUMÁTICA E HIDRAÚLICA La neumática estudia el comportamiento y la utilización del aire comprimido. ●La hidraúlica estudia el movimiento y la utilización de los líquidos generalmente agua o aceite. ●
2. PRESIÓN. UNIDADES
PRESIÓN ATMOSFÉRICA E HIDROSTÁTICA PRESIÓN ATMOSFÉRICA: Es la presión que ejercen los gases de la atmósfera sobre los cuerpos inmersos en ella. Se utiliza el barómetro. ●PRESIÓN HIDROSTÁTICA: Presión que ejerce un líquido sobre la superficie de un cuerpo en contacto con él. Se utiliza el manómetro. p = h.d.g p: presión hidrostática (N/m2) h: profundidad (metros) d: densidad (kg/m3) g: aceleración de la gravedad (m/s2) ●
3. PRINCIPIO DE PASCAL Al aplicar una fuerza sobre un fluido contenido en un recipiente cerrado, la presión se transmite por igual a todos los puntos del fluido. ●Las máquinas que se basan en el principio de Pascal se llaman máquinas hidraúlicas. ●
P1=P2 = F1/S1 = F2/S2 F2 = F1 . S2 / S1
4. CIRCUITOS NEUMÁTICOS E HIDRAÚLICOS VENTAJAS AIRE COMPRIMIDO
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Abundancia: disponible para su compresión en cantidades ilimitadas. Transporte: fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno. Almacenable : en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en recipientes (botellas). Temperatura: el aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas. Antideflagrante : no existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras. Limpio: el aire comprimido es limpio. Muy importante, por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero. Velocidad : es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas.
DESVENTAJAS AIRE COMPRIMIDO PREPARACIÓN: para la preparación del aire comprimido es necesario la eliminación de impurezas y humedades previas a su utilización. ●OBTENCIÓN: la obtención del aire comprimido es costosa. ●RIUDOS: el aire que escapa a la atmósfera produce ruidos bastante molestos. Se superan mediante dispositivos silenciadores. ●VELOCIDAD: debido a su gran compresibilidad, no se obtienen velocidades uniformes en los elementos de trabajo. ●COSTE: es una fuente de energía cara. ●
VENTAJAS DE LOS CIRCUITOS HIDRAÚLICOS REGULACIÓN: las fuerzas pueden regularse de manera continua. ●SOBRECARGAS: se puede llegar en los elementos hidráulicos de trabajo hasta su total parada, sin riesgos de sobrecarga o tendencia al calentamiento. ●FLEXIBILIDAD: el aceite se adapta a las tuberías y transmite fuerza como si fuera una barra de acero. ●ELEMENTOS: los elementos son REVERSIBLES además de que se pueden FRENAR en marcha. ●SIMPLICIDAD: hay pocas piezas en movimiento como por ejemplo: bombas, motores y cilindros. ●MULTIPLICACIÓN DE FUERZAS: visto en la prensa hidráulica. ●
DESVENTAJAS DE LOS CIRCUITOS HIDRÁULICOS VELOCIDAD: se obtienen velocidades bajas en los actuadores. ●LIMPIEZA: en la manipulación de los aceites, aparatos y tuberías, como el lugar de la ubicación de la maquina; en la practica hay muy pocas maquinas hidráulicas que extremen las medidas de limpieza. ●ALTA PRESION: exige un buen mantenimiento. ●COSTE: las bombas, motores, válvulas proporcionales y servo válvulas son caras. ●
CIRCUITO NEUMÁTICO
4.1. COMPONENTES DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO A. ELEMENTOS COMUNES
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FILTRO: ELIMINA IMPUREZAS
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LUBRICADOR: REDUCEN EL DESGASTE
SÍMBOLOS MEDICIÓN Y MANTENIMIENTO Medición y mantenimiento Símbolo
Descripción Manómetro. Termómetro. Indicador óptico. Indicador neumático. Filtro. Filtro con drenador de condensado, vaciado manual.
Lubricador Unidad de mantenimiento, filtro, regulador, lubricador. Gráfico simplificado .
B. COMPRESOR .
TIPOS DE COMPRESORES Compresor de émbolo
Compresor de husillo o Roots
Símbolo de compresor Turbocompresor Compresor de paletas
Compresor de tornillo
SÍMBOLOS GENERADORES Y MOTORES Bombas, compresores y motores Símbolo Descripción Bomba hidráulica de unidireccional. Compresor para aire comprimido.
flujo
Depósito hidráulico. Depósito neumático. Motor neumático 1 sentido de giro. Motor neumático 2 sentidos de giro. Cilindro basculante 2 sentidos de giro. Motor hidráulico 1 sentido de giro. Motor hidráulico 2 sentidos de giro.
C. RECEPTORES: CILINDROS Cilindro de simple efecto
.
Cilindro de doble efecto
RECEPTORES: MOTORES .
Motor de paletas
Motor de paletas doble sentido Cilindro basculante
SÍMBOLOS ACTUADORES Símbolo
Mecanismos (actuadores) Descripción Cilindro de simple efecto , retorno por esfuerzos externos.
Cilindro de simple efecto , retorno por muelle.
Cilindro de doble efecto, vástago simple.
Cilindro de doble efecto, doble vástago.
Pinza de apertura angular de simple efecto. Pinza de apertura paralela de simple efecto. Pinza de apertura angular de doble efecto. Pinza de apertura paralela de doble
D. CONDUCCIONES Y CONEXIONES CONDUCCIONES
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TUBOS RÍGIDOS: COBRE O ACERO TUBOS FLEXIBLES: NYLON, PVC
CONEXIONES: RACOR
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E. CONTROLADORES: VÁLVULAS Y LLAVES E. 1. VÁLVULAS DE VÍAS O DISTRIBUCIÓN
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Válvula 5/2
Válvula 3/2
CÓMO SE NOMBRAN LAS VÁLVULAS 1º· Número de Vías, es decir de orificios que presenta la válvula
En este ejemplo 3 VÍAS
.
2º· Número de Posiciones
En este caso 2 POSICIONES
1 2
3
3º· Accionamiento
En este caso por PULSADOR 4º· Retroceso
En este caso por MUELLE 5º· Nombre:
Válvula 3/2 N/C Pulsador/Muelle
6º· En ocasiones también se indica la posición normal, es decir aquella en la que se encuentra la válvula cuando no la hemos accionado. En la de arriba, cuando está sin accionar, el aire no pasa, por lo que se llama Normalmente Cerrada, N/C. En la de abajo pasa lo contrario, por tanto es Normalmente Abierta, N/A.
EJEMPLOS VÁLVULAS .
Válvulas direccionales Símbolo
Descripción Válvula 3/2 en posición normalmente cerrada. Válvula 4/2. Válvula 4/2. Válvula 5/2. Válvula 5/3 en posición normalmente cerrada. Válvula 5/3 en posición de escape.
E. 2. VÁLVULAS DE BLOQUEO .
Válvula antirretorno
Válvula estranguladora unidireccional
E.3. VÁLVULAS LÓGICAS .
Válvula OR
Válvula AND
E.4. VÁLVULAS DE FLUJO REGULADORAS DE PRESIÓN .VÁLVULA DE ESTRANGULACIÓN
. VÁLVULA SILENCIADORA
VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN
Esquema
VÁLVULAS DE CONTROL. SÍMBOLOS Válvulas de control
.
Símbolo
Descripción Válvula de bloqueo (antirretorno). Válvula O (OR). Selector. Válvula de escape rápido, Válvula antirretorno.
Válvula Y (AND). Válvula estranguladora unidireccional. Válvula antirretorno regulable en un sentido
de
regulación
Eyector de vacío. Válvula de soplado de vacío.
E.5. SÍMBOLOS ACCIONAMIENTOS Accionamientos
.
Símbolo
Descripción Mando manual en general, pulsador. Botón pulsador, seta, control manual. Mando con bloqueo, control manual. Mando por palanca, control manual. Muelle, control mecánico. Rodillo palpador, control mecánico. Presurizado neumático. Presurizado hidráulico.
DISEÑO DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO .
Colocación de elementos
●Actuadores. ●Elementos de control. ●Funciones lógicas. ●Emisores de señal, señales de control. ●Toma de presión y unidad de mantenimiento.
DESIGNACIÓN DE COMPONENTES .
Designación de componentes
Números
Alimentación de energía
0.
Elementos de trabajo
1.0, 2.0, etc.
Elementos de control o mando
.1
Elementos ubicados entre el elemento de mando y el elemento de trabajo
.01, .02, etc.
Elementos que inciden en movimiento de avance del cilindro
el
.2, .4, etc.
Elementos que inciden en el movimiento de retroceso del cilindro
.3, .5, etc.
DISEÑO CIRCUITOS .
Designación de conexiones Designación de conexiones
Letras
Números
Conexiones de trabajo
A, B, C ...
2, 4, 6 ...
Conexión de presión, alimentación de energía
P
1
Escapes, retornos
R, S, T ...
3, 5, 7 ...
Descarga
L
Conexiones de mando
X, Y, Z ...
10,12,14 ...
5. APLICACIONES DE LOS CIRCUITOS NEUMÁTICOS .
Control de un cilindro de simple efecto
0.1 – Unidad de mantenimiento. 1.1 – Válvula 3/2 NC con enclavamiento y retorno por muelle. 1.0 – Cilindro de simple efecto.
CONTROL DE UN CILINDRO DE DOBLE EFECTO
.
0.1 – Unidad de mantenimiento. 1.1– Válvula 5/2 NA con enclavamiento y retorno por muelle. 1.0 – Cilindro de doble efecto.
Pulsador de avance y de retroceso, con cilindro de doble efecto
.
0.1 – Unidad de mantenimiento. 1.1– Válvula 5/2 NA activa y retorno por presión. 1.2 – Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.3 – Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el retorno. 1.0 – Cilindro de doble efecto.
Utilización de la válvula estranguladora de caudal
.
0.1– Unidad de mantenimiento. 1.1– Válvula 5/2 NA activa y retorno por presión. 1.2– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.3– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el retorno. 1.0 – Cilindro de doble efecto. 1.01- válvula estranguladora de caudal.
Utilización de un final de carrera
. Simulaci ón
0.1– Unidad de mantenimiento. 1.1– Válvula 5/2 NA activa y retorno por presión. 1.2– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.3– Válvula 3/2 NC con final de carrera, para el retorno. 1.0 – Cilindro de doble efecto.
La puerta OR
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0.1– Unidad de mantenimiento. 1.1– Válvula 5/2 NA activa y retorno por presión. 1.2– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.4– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.3– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el retorno. 1.6- Válvula OR. 1.0 – Cilindro de doble efecto.
La puerta OR
.
La puerta AND
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0.1– Unidad de mantenimiento. 1.1– Válvula 5/2 NA activa y retorno por presión. 1.2– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.4– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el avance. 1.3– Válvula 3/2 NC con enclavamiento, para el retorno. 1.6- Válvula AND. 1.0 – Cilindro de doble efecto.
La puerta AND
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EJEMPLO DE APLICACIÓN 1
EJEMPLO DE APLICACIÓN 2
EJEMPLO DE APLICACIÓN3
