INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE MISANTLA ING. ELECTROMECANICA 704 A SISTEMAS HIDRÁULICOS Y NEUMÁTICOS CATEDRATICO: MC. Joel Maurilio Morales García
Unidad 1: Introducción, fundamentos y simbología de hidráulica y neumática
TRABAJO: Investigación Tabla comparativa PRESENTA: Carreto Hernández Luis Guillermo Fecha de entrega: Viernes 29 de agosto del 2014
CONTENIDO INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3 DESARROLLO ........................................................................................................ 3 CONCLUSIÓN ........................................................................................................ 6 BIBLIOGRAFÍA: ...................................................................................................... 6
INTRODUCCIÓN Los sistemas de movimiento y control basados en fluidos pueden ser neumáticos, hidráulicos, eléctricos y mecánicos. La neumática (del griego πνεῦμα [pneuma], ‘aire’) 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 permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales. La hidráulica es una rama de la mecánica de fluidos y ampliamente presente en la ingeniería que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas de los líquidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa y a las condiciones a que esté sometido el fluido, relacionadas con la viscosidad de este.
DESARROLLO A continuación hablaremos de las ventajas y desventajas así como una breve comparación entre los sistemas neumáticos hidráulicos, Mecánicos, eléctricos y electrónicos. Las ventajas que presenta el uso de la neumática son el bajo coste de sus componentes, su facilidad de diseño e implementación y el bajo par o la fuerza escasa que puede desarrollar a las bajas presiones con que trabaja (típico 6 bar) lo que constituye un factor de seguridad. Otras características favorables son el riesgo nulo de explosión, su conversión fácil al movimiento giratorio así como al lineal, la posibilidad de transmitir energía a grandes distancias, una construcción y mantenimiento fáciles y la economía en las aplicaciones. Entre las desventajas figura la imposibilidad de obtener velocidades estables debido a la compresibilidad del aire, los altos costes de la energía neumática y las posibles fugas que reducen el rendimiento. Las ventajas que presenta la hidráulica son: Gran potencia transmitida con pequeños componentes, posicionamiento preciso, arranque con cargas pesadas, movimientos lineales independientes de la carga ya que los líquidos son casi incompresibles y pueden emplearse válvulas de control, operación suave e inversa, buen control y regulación y disipación favorable de calor. Mientras que sus desventajas son: Polución del ambiente con riesgo de incendio y accidentes en el caso de fuga de aceite, sensibilidad a la suciedad, peligro presente debido a las excesivas presiones, dependencia de la temperatura por cambios en la viscosidad.
En la siguiente tabla se muestran las características comparativas entre los sistemas neumáticos e hidráulicos. Efecto de las fugas Influencia del ambiente
Neumática Solo perdida de energía Aprueba de explosión
Hidráulica Contaminación Riesgo de incendio en caso de fuga. Sensible a cambios de temperatura.
Almacenaje de energía
Fácil
Limitada
Transmisión de energía
Velocidad de operación
Hasta 1000 m. Caudal V = 20 - 40 m/s. Velocidad de señal 20 – 40 m/s V = 1,5 m/s
Hasta 1000 m. Caudal V = 2 – 6 m/s. Velocidad de la señal hasta 1000 m/s V = 0,5 m/s
Costo de alimentación
Muy alto
Alto
Movimiento lineal
Simple, eficiente, velocidad
Movimiento giratorio
Simple, Eficiente, velocidad
Exactitud de posición
1/10 mm carga
posible
alta Simple con cilindros, buen control de velocidad. Fuerzas muy grandes Alta Simple, par alto, Baja velocidad sin Puede conseguir milímetro
un
Estabilidad Baja, el aire comprensible
Fuerzas
es Alta, ya que el aceite es casi incompresible, además el nivel de presión es más alto que en neumático. Protegido contra Protegido contra sobrecargas. Fuerzas sobrecargas, con limitadas por la presión presiones que alcanzan neumática y el diámetro los 600 bar y pueden del cilindro (F = 30 KN a 6 generarse grandes bar) fuerzas hasta 3000 KN
En la siguiente tabla se muestran las características comparativas entre los sistemas neumático e hidráulico y electricidad y electrónica. Elementos de trabajo
Elementos de control
Elementos de proceso
Elementos de entrada
Neumático/hidráulico Cilindros Motores Componentes Válvulas distribuidoras direccionales Válvulas distribuidoras direccionales Válvulas de aislamiento Válvulas de presión Interruptores Pulsadores Interruptores final de carrera Módulos programadores Sensores
Eléctrico/Electrónico Motores eléctricos Válvulas de solenoide Motores lineales Contactores de potencia Transistores Tiristores Contactores Relés Módulos electrónicos Interruptores Pulsadores Interruptores final de carrera Módulos programadores Sensores Indicadores/generadores
En la siguiente tabla se muestran las características comparativas entre los actuadores neumático, hidráulico y eléctrico. Tipo de actuador Neumático
Hidráulico
Eléctrico
Ventajas Desventajas Bajo costo Requieren de instalaciones Rapidez especiales Sencillos Ruidosos Robustos Rápidos Requieren instalaciones Alta capacidad de especiales carga Son de difícil Presentan mantenimiento. estabilidad frente a cargas estáticas Resultan poco económicos Precisos y fiables. Potencia limitada Silenciosos. Su control es sencillo Son de una fácil instalación
CONCLUSIÓN Podemos decir que los sistemas neumáticos presentan grandes ventajas como son el bajo coste de sus componentes, su facilidad de diseño e implementación y que no tiene riesgo de explosiones, que en el caso de hidráulica por un mal diseño o uso puede pasar. Es conveniente decir que los sistemas hidráulicos tienen una gran potencia la cual es su característica más importante por el contrario de los eléctricos y neumáticos. Como una característica negativa de los sistemas neumáticos podemos decir que los sistemas neumáticos pueden ser ruidosos y requieren instalaciones especiales. Pero la selección del sistema dependerá crucial mete del trabajo que desempeñara, en base a las tablas comparativas podemos seleccionar la que más nos convenga.
BIBLIOGRAFÍA: Antonio Creus Solé, Neumática e hidráulica, Editorial Alfaomega. http://es.wikipedia.org http://solorobotica.blogspot.mx/2011/08/actuadores-en-robotica.html
